發(fā)布時間：2020-11-19 07:11

　　 筒中筒結(jié)構(gòu)是高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式之一,具有抗側(cè)剛度大,整體性好等特點,在地震作用也具有很好的抗震性能。但筒中筒結(jié)構(gòu)也存在框架截面尺寸較大,剪力滯后效應(yīng)導(dǎo)致材料不能充分利用等缺點,且建筑立面造型較為單一。貴州大學(xué)馬克儉教授在筒中筒結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了盒式筒中筒結(jié)構(gòu)的概念,并在唐山建華檢測中心成功應(yīng)用,節(jié)約材料的同時還降低了樓層高度,取得了良好的經(jīng)濟(jì)社會效益。當(dāng)前的高層建筑主要以現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)為主,有施工工期長,施工環(huán)境差等缺點。住建部十三五規(guī)劃發(fā)文明確提出要大力發(fā)展綠色建筑,提高建筑結(jié)構(gòu)的裝配化,有利于建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。新型裝配式混凝土盒式筒中筒結(jié)構(gòu),將裝配式施工方法應(yīng)用于新型混凝土盒式筒中筒結(jié)構(gòu)中,大大縮短了結(jié)構(gòu)的施工工期,盒式結(jié)構(gòu)的桿件具有小和多的特點,在劃分預(yù)制單元時,不宜以單個桿件為單元,而以單元集合為基礎(chǔ),提高裝配效率。高層建筑的抗震研究一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點�？拐鸱治鰪淖畛醯囊苑磻�(yīng)譜分析為基礎(chǔ)發(fā)展到當(dāng)前以動力彈塑性分析為主的研究方法,使得結(jié)構(gòu)分析從靜力向動力、從彈性到彈塑性分析的新階段。伴隨著基于性能的抗震設(shè)計在超高層建筑中的應(yīng)用,建筑結(jié)構(gòu)不僅僅要實現(xiàn)大震不倒的宏觀抗震性能,還要在不同地震水準(zhǔn)下,針對不同的構(gòu)件實現(xiàn)相應(yīng)的性能水準(zhǔn),不再僅僅保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件不被破壞,還要保證非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正常使用,這是基于結(jié)構(gòu)的損壞代價和修復(fù)代價的選擇。本文以一超高層裝配式混凝土盒式筒中筒結(jié)構(gòu)為例,進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的靜力和動力彈塑性分析,主要研究盒式筒中筒結(jié)構(gòu)的抗震性能,指出了盒式筒中筒結(jié)構(gòu)在地震作用下的合理破壞機(jī)制,并得到了以下研究成果:1.對新型盒式結(jié)構(gòu)實行基于性能的抗震設(shè)計,特別是在大震作用下,設(shè)置合理的性能水準(zhǔn)目標(biāo)。以常規(guī)筒中筒結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)為基礎(chǔ),提出了新型盒式筒中筒結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)的設(shè)定,保證結(jié)構(gòu)在不同地震水準(zhǔn)下,結(jié)構(gòu)的破壞形式符合預(yù)期的損壞要求和合理的結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制。針對盒式筒中筒結(jié)構(gòu)空腹夾層板等代為實腹梁進(jìn)行彈塑性分析時桿件受力和變形的不同,提出了等代實腹梁進(jìn)行彈塑性分析的適用條件,避免等代實腹梁發(fā)生彈塑性變形后對空腹夾層板變形判斷的困難,保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。2.利用彈塑性分析軟件SAP2000對盒式筒中筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力彈塑性分析,對結(jié)構(gòu)X、Y兩個方向進(jìn)行側(cè)向推覆分析,將得到的頂點位移-基底剪力曲線轉(zhuǎn)化為譜加速度-譜位移曲線,結(jié)合美國ATC-40規(guī)范找出結(jié)構(gòu)的性能點。分析結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)在大震下能力譜和需求譜曲線能相交,且性能點處結(jié)構(gòu)的層間位移角小于筒中筒結(jié)構(gòu)彈塑性最大層間位移角限值,且結(jié)構(gòu)塑性變形主要發(fā)生在梁單元的兩端且以彎曲鉸的形式出現(xiàn),表明結(jié)構(gòu)設(shè)計符合強(qiáng)柱弱梁的要求,從推覆曲線得出結(jié)構(gòu)有較大的安全儲備。3.利用性能評估軟件PERFORM-3D對盒式筒中筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力彈塑性分析,從結(jié)構(gòu)層間位移角和桿件塑性鉸的發(fā)展順序和位置為基礎(chǔ),罕遇地震以結(jié)構(gòu)單元的性能狀態(tài)出發(fā),實行基于性能的抗震設(shè)計原則,評估結(jié)構(gòu)的抗震性能,結(jié)構(gòu)單元能實現(xiàn)預(yù)期的性能目標(biāo)。4.進(jìn)行了盒式筒中筒結(jié)構(gòu)的裝配化研究,研究了預(yù)制網(wǎng)格單元的劃分原則,網(wǎng)格式墻架和樓面梁的連接,以及施工中需要注意的問題。
【學(xué)位單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU973.17
【部分圖文】：

1.1 高層建筑的發(fā)展古代高層建筑一般使用磚石或木結(jié)構(gòu)建造，主要以宗教寺廟建筑為主，現(xiàn)存古代高層建筑如應(yīng)縣木塔，是我國古代建筑的杰出代表，歷經(jīng)數(shù)次大地震而巍然聳立。但這類建筑往往代表宗教和權(quán)力，實用性很小�，F(xiàn)代高層建筑最早出現(xiàn)在 19 世紀(jì)末期[1]，美國芝加哥建造了第一棟高層建筑，11 層的家庭保險大廈，材料上采用鑄鐵，結(jié)構(gòu)形式為鋼框架結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的新階段。在此后的 100 多年間，高層建筑迎來了快速的發(fā)展時期，1931 年紐約建造了當(dāng)時世界上最高的帝王大廈，高 381m，102 層，這一記錄保持了近半個世紀(jì)。二戰(zhàn)之后，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，美國建造了大量的高層建筑。有代表性的建筑如芝加哥國家第一銀行大樓，60 層，高 244m，采用較大的梁柱截面形成了巨型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了大空間和超高層建筑的完美結(jié)合。希爾斯大廈，110 層，442m，是第一個采用成束筒建造的超高層建筑。

1.1 高層建筑的發(fā)展古代高層建筑一般使用磚石或木結(jié)構(gòu)建造，主要以宗教寺廟建筑為主，現(xiàn)存古代高層建筑如應(yīng)縣木塔，是我國古代建筑的杰出代表，歷經(jīng)數(shù)次大地震而巍然聳立。但這類建筑往往代表宗教和權(quán)力，實用性很小�，F(xiàn)代高層建筑最早出現(xiàn)在 19 世紀(jì)末期[1]，美國芝加哥建造了第一棟高層建筑，11 層的家庭保險大廈，材料上采用鑄鐵，結(jié)構(gòu)形式為鋼框架結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的新階段。在此后的 100 多年間，高層建筑迎來了快速的發(fā)展時期，1931 年紐約建造了當(dāng)時世界上最高的帝王大廈，高 381m，102 層，這一記錄保持了近半個世紀(jì)。二戰(zhàn)之后，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，美國建造了大量的高層建筑。有代表性的建筑如芝加哥國家第一銀行大樓，60 層，高 244m，采用較大的梁柱截面形成了巨型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了大空間和超高層建筑的完美結(jié)合。希爾斯大廈，110 層，442m，是第一個采用成束筒建造的超高層建筑。

1.1 高層建筑的發(fā)展古代高層建筑一般使用磚石或木結(jié)構(gòu)建造，主要以宗教寺廟建筑為主，現(xiàn)存古代高層建筑如應(yīng)縣木塔，是我國古代建筑的杰出代表，歷經(jīng)數(shù)次大地震而巍然聳立。但這類建筑往往代表宗教和權(quán)力，實用性很小�，F(xiàn)代高層建筑最早出現(xiàn)在 19 世紀(jì)末期[1]，美國芝加哥建造了第一棟高層建筑，11 層的家庭保險大廈，材料上采用鑄鐵，結(jié)構(gòu)形式為鋼框架結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的新階段。在此后的 100 多年間，高層建筑迎來了快速的發(fā)展時期，1931 年紐約建造了當(dāng)時世界上最高的帝王大廈，高 381m，102 層，這一記錄保持了近半個世紀(jì)。二戰(zhàn)之后，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，美國建造了大量的高層建筑。有代表性的建筑如芝加哥國家第一銀行大樓，60 層，高 244m，采用較大的梁柱截面形成了巨型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了大空間和超高層建筑的完美結(jié)合。希爾斯大廈，110 層，442m，是第一個采用成束筒建造的超高層建筑。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2889874