主次巨型桁架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究.pdf

1、主次結(jié)構(gòu)體系，由在結(jié)構(gòu)中作為主要的承重及抗側(cè)力體系的主結(jié)構(gòu)，與承擔(dān)并傳遞自身荷載的次結(jié)構(gòu)組成，是一種新穎的高層建筑結(jié)構(gòu)形式。建筑適應(yīng)性好、結(jié)構(gòu)效率高的主次結(jié)構(gòu)體系在超高層工程結(jié)構(gòu)中備受關(guān)注。但現(xiàn)階段對主次結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力分布規(guī)律、結(jié)構(gòu)抗側(cè)最優(yōu)參數(shù)、抗震性能等的理論研究較少。本文將以主次結(jié)構(gòu)體系中主次巨型桁架結(jié)構(gòu)為例，分別從主次結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力分布規(guī)律、大震下失效模式、合理屈服機(jī)制等方面展開研究，具體內(nèi)容如下：
　　主次巨型桁架結(jié)構(gòu)靜力

2、特性研究。以主次巨型桁架結(jié)構(gòu)為研究對象，分析其軸力模塊化與軸力非模塊化后的主次巨型桁架結(jié)構(gòu)在豎向與水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布規(guī)律、變形特性，發(fā)現(xiàn)次結(jié)構(gòu)對主次結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)剛度有一定的貢獻(xiàn)。為量化次結(jié)構(gòu)與主結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作性能、與主結(jié)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件的剛度、面積的相對關(guān)系對主次巨型桁架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度的影響，基于模塊化巨型桁架結(jié)構(gòu)剛度計(jì)算公式，研究各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對主次結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及主、次結(jié)構(gòu)協(xié)同工作性能的影響趨勢，在一定范圍內(nèi)提高支撐的線面積比能

3、顯著提高主次巨型桁架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。通過正交試驗(yàn)分析各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的影響程度，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度對模塊內(nèi)層數(shù)最為敏感。
　　主次巨型桁架-核心筒結(jié)構(gòu)地震失效機(jī)理研究。從主次巨型桁架結(jié)構(gòu)內(nèi)外筒工作性能出發(fā)，得到其結(jié)構(gòu)簡化計(jì)算模型，并得出求解其結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)力的微分方程。以軸力模塊化隔斷的主次巨型桁架-核心筒結(jié)構(gòu)為對象，通過模態(tài)下的靜力彈塑性 Pushover分析，明確主次巨型桁架-核心筒結(jié)構(gòu)在大震下各個(gè)構(gòu)件的塑形發(fā)展的順序和

4、巨型桁架外筒的失效模式，基于結(jié)構(gòu)各個(gè)階段樓層剪力分配特點(diǎn)，得到結(jié)構(gòu)中內(nèi)力重分配的基本規(guī)律。參照內(nèi)外筒的內(nèi)力系數(shù)的變化歷程，對比內(nèi)外筒及整體結(jié)構(gòu)剛度變化曲線，得到各個(gè)階段下的結(jié)構(gòu)剛度退化的主要影響因素。主次巨型桁架結(jié)構(gòu)屈服順序?yàn)檫B梁、支撐、次框架梁、連系梁、次柱（主梁層處）、主框架梁、剪力墻、主框架柱。其中改變構(gòu)件的強(qiáng)度可能會(huì)造成屈服順序有所變化，但是總體來說主次巨型桁架結(jié)構(gòu)—核心筒可構(gòu)造三道抗震防線，第一道是連梁，二道是支撐、次梁、次柱

5、（主梁層處），三道是主框架梁、剪力墻、主框架柱。
　　華僑城大廈結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化建議。華僑城大廈所采用的結(jié)構(gòu)為主次巨型桁架-核心筒結(jié)構(gòu)，通過對結(jié)構(gòu)模型靜力與動(dòng)力彈塑性分析，得出華僑城大廈的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布具有二級分化的特點(diǎn)，巨型桁架外筒的支撐為外筒最先屈服的構(gòu)件。在結(jié)構(gòu)合理屈服機(jī)制下，對抗側(cè)剛度影響較大的支撐是主次巨型桁架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的第二道防線。為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)最優(yōu)的抗震性能，支撐不宜是結(jié)構(gòu)中主要承重構(gòu)件,巨型桁架外筒中主要承重構(gòu)件宜垂直布