發(fā)布時間：2020-11-19 07:11

　　 筒中筒結構是高層建筑的主要結構形式之一,具有抗側剛度大,整體性好等特點,在地震作用也具有很好的抗震性能。但筒中筒結構也存在框架截面尺寸較大,剪力滯后效應導致材料不能充分利用等缺點,且建筑立面造型較為單一。貴州大學馬克儉教授在筒中筒結構的基礎上,提出了盒式筒中筒結構的概念,并在唐山建華檢測中心成功應用,節(jié)約材料的同時還降低了樓層高度,取得了良好的經(jīng)濟社會效益。當前的高層建筑主要以現(xiàn)澆混凝土結構為主,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,提高建筑結構的裝配化,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構,將裝配式施工方法應用于新型混凝土盒式筒中筒結構中,大大縮短了結構的施工工期,盒式結構的桿件具有小和多的特點,在劃分預制單元時,不宜以單個桿件為單元,而以單元集合為基礎,提高裝配效率。高層建筑的抗震研究一直是結構設計的重點。抗震分析從最初的以反應譜分析為基礎發(fā)展到當前以動力彈塑性分析為主的研究方法,使得結構分析從靜力向動力、從彈性到彈塑性分析的新階段。伴隨著基于性能的抗震設計在超高層建筑中的應用,建筑結構不僅僅要實現(xiàn)大震不倒的宏觀抗震性能,還要在不同地震水準下,針對不同的構件實現(xiàn)相應的性能水準,不再僅僅保證結構構件不被破壞,還要保證非結構構件的正常使用,這是基于結構的損壞代價和修復代價的選擇。本文以一超高層裝配式混凝土盒式筒中筒結構為例,進行了結構的靜力和動力彈塑性分析,主要研究盒式筒中筒結構的抗震性能,指出了盒式筒中筒結構在地震作用下的合理破壞機制,并得到了以下研究成果:1.對新型盒式結構實行基于性能的抗震設計,特別是在大震作用下,設置合理的性能水準目標。以常規(guī)筒中筒結構的性能目標為基礎,提出了新型盒式筒中筒結構性能目標的設定,保證結構在不同地震水準下,結構的破壞形式符合預期的損壞要求和合理的結構破壞機制。針對盒式筒中筒結構空腹夾層板等代為實腹梁進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,保證結構設計的安全性。2.利用彈塑性分析軟件SAP2000對盒式筒中筒結構進行靜力彈塑性分析,對結構X、Y兩個方向進行側向推覆分析,將得到的頂點位移-基底剪力曲線轉化為譜加速度-譜位移曲線,結合美國ATC-40規(guī)范找出結構的性能點。分析結果表明,結構在大震下能力譜和需求譜曲線能相交,且性能點處結構的層間位移角小于筒中筒結構彈塑性最大層間位移角限值,且結構塑性變形主要發(fā)生在梁單元的兩端且以彎曲鉸的形式出現(xiàn),表明結構設計符合強柱弱梁的要求,從推覆曲線得出結構有較大的安全儲備。3.利用性能評估軟件PERFORM-3D對盒式筒中筒結構進行動力彈塑性分析,從結構層間位移角和桿件塑性鉸的發(fā)展順序和位置為基礎,罕遇地震以結構單元的性能狀態(tài)出發(fā),實行基于性能的抗震設計原則,評估結構的抗震性能,結構單元能實現(xiàn)預期的性能目標。4.進行了盒式筒中筒結構的裝配化研究,研究了預制網(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。
【學位單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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構建造，主要以宗教寺廟建筑為主，現(xiàn)存古代高層建筑如應縣木塔，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力，實用性很小。現(xiàn)代高層建筑最早出現(xiàn)在 19 世紀末期[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，結構形式為鋼框架結構，開創(chuàng)了高層建筑結構發(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。二戰(zhàn)之后，隨著城鎮(zhèn)化進程加快，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構，實現(xiàn)了大空間和超高層建筑的完美結合。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構建造，主要以宗教寺廟建筑為主，現(xiàn)存古代高層建筑如應縣木塔，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力，實用性很小�，F(xiàn)代高層建筑最早出現(xiàn)在 19 世紀末期[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，結構形式為鋼框架結構，開創(chuàng)了高層建筑結構發(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。二戰(zhàn)之后，隨著城鎮(zhèn)化進程加快，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構，實現(xiàn)了大空間和超高層建筑的完美結合。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構建造，主要以宗教寺廟建筑為主，現(xiàn)存古代高層建筑如應縣木塔，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力，實用性很小�，F(xiàn)代高層建筑最早出現(xiàn)在 19 世紀末期[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，結構形式為鋼框架結構，開創(chuàng)了高層建筑結構發(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。二戰(zhàn)之后，隨著城鎮(zhèn)化進程加快，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構，實現(xiàn)了大空間和超高層建筑的完美結合。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】

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本文編號：2889874