屋頂帶鋼塔的混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能分析.pdf

1、屋頂設(shè)置鋼塔的多高層建筑結(jié)構(gòu)，由于在屋頂處的剛度和質(zhì)量發(fā)生了突變，發(fā)生地震時(shí)，鋼塔受到經(jīng)過(guò)主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)化、放大的振動(dòng)激勵(lì)，會(huì)產(chǎn)生顯著的“鞭梢效應(yīng)”。地震震害表明，在“鞭梢效應(yīng)”的影響下，即使主體結(jié)構(gòu)無(wú)震害或震害較輕，鋼塔也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的破壞甚至倒塌。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于這種結(jié)構(gòu)體系的抗震性能研究得較少，也尚無(wú)專門的設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程可供參考。因此，系統(tǒng)地研究屋頂帶鋼塔的結(jié)構(gòu)體系，并給出屋頂鋼塔地震作用的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，是實(shí)際工程設(shè)計(jì)的迫切要求。

2、采用大型通用有限元軟件ANSYS建立屋頂帶鋼塔的混凝土框架結(jié)構(gòu)的三維空間有限元模型，用Lanczos法分析該結(jié)構(gòu)體系以及鋼塔和框架結(jié)構(gòu)單獨(dú)工作時(shí)的模態(tài)特性。從整體動(dòng)力特性可以看出，當(dāng)混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，屋頂鋼塔在框架結(jié)構(gòu)屋頂層振動(dòng)的激勵(lì)下，產(chǎn)生二次型振動(dòng)，發(fā)生顯著的“鞭梢效應(yīng)”。 對(duì)于這種屋頂設(shè)置鋼塔由兩種材料組成，具有不同阻尼耗能特性的結(jié)構(gòu)，采用材料阻尼來(lái)處理此類結(jié)構(gòu)的阻尼問(wèn)題，這種方法比用等效粘滯阻尼比來(lái)表

3、征鋼塔和主體結(jié)構(gòu)不同阻尼耗能特性更為精確。采用材料阻尼和整體阻尼比對(duì)屋頂帶鋼塔的框架結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行時(shí)程分析，結(jié)果表明，非比例阻尼對(duì)于鋼塔底部剪力的影響是不容忽視的，而對(duì)于框架結(jié)構(gòu)則沒有明顯影響。 討論了鋼塔位于屋頂不同位置對(duì)鋼塔地震反應(yīng)的影響，也討論了主體結(jié)構(gòu)的高度對(duì)鋼塔和主體結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響?？偟膩?lái)說(shuō)，就框架結(jié)構(gòu)而言，屋頂鋼塔相當(dāng)于一個(gè)TMD系統(tǒng)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)時(shí)，可不考慮屋頂鋼塔的作用；而對(duì)鋼塔而言，由于框架結(jié)構(gòu)X方向的