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既有高层建筑外周节能改造对抗震特性的影响

发布时间:2018-02-21 10:43

  本文关键词: 节能改造 弹塑性时程分析 地震波 弹塑性位移角 出处:《山东建筑大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着经济的发展和城市化进程的不断加快,高层建筑不断兴建,对城市产生大量的能源消耗。高层建筑使用过程中需要消耗非常大的能源,既有建筑的节能改造将提高建筑能源的利用率,有效降低能耗。本文对既有高层建筑顶部6层进行外围的建筑节能改造,改造后的建筑在顶部6层增加了节能幕墙,通过对幕墙这一维护结构的改造达到建筑节能的目的。幕墙通过钢网架结构提供支点并抵抗各种荷载作用,该幕墙网架结构体型较大,且受力复杂,改造后结构的整体性能发生变化,对结构的整体抗震性能会产生一定的影响。本文结合一实际的高层建筑节能改造工程,采用ABAQUS有限元程序建立改造前后的有限元模型,输入相应的地震波进行弹塑性时程分析,得到改造前后结构的地震响应,分析该高层建筑的外周节能改造对结构抗震性能的影响。主要内容有:1)改造后结构的自振频率比改造前结构的频率大,改造后结构的低阶振型与改造前基本一致,但整体结构的周期变小,刚度增大。结构改造前后,无论是平动振型还是扭转振型,其变形都表现为从底部到顶部逐渐变化,整体变化均匀,未出现明显的局部突变,结构的整体性能非常好,说明对该结构钢结构网架改造是合理的。2)分别对改造前后结构进行弹塑性时程分析,在三种地震波作用下,改造后结构顶层加速度都比改造前大。带网架改造后的模型顶层最大位移比改造前原模型小,说明改造后整体结构的抗震性能显著改善。在X和Y向地震作用下,改造前结构的弹塑性层间位移角均满足设计要求,且改造后的结构最大层间位移角具有明显的降低,结构的抗震性能得到改善。3)通过网架结构的改造,增大了结构顶层的整体刚度,其层间位移角均具有明显的减小,且结构的最大位移均减小,结构的整体抗震性能具有明显的改善。
[Abstract]:With the development of economy and the acceleration of urbanization, high-rise buildings have been built constantly, which produces a large amount of energy consumption to the city. The use of high-rise buildings requires a lot of energy consumption. The energy efficiency of existing buildings will be improved and the energy consumption will be reduced effectively. In this paper, the energy saving reconstruction of the top 6 floors of existing high-rise buildings is carried out, and the energy saving curtain wall is added to the six floors of the existing high-rise buildings. Through the renovation of the maintenance structure of curtain wall, the purpose of building energy saving is achieved. The curtain wall provides fulcrum through the steel grid structure and resists all kinds of loads. The curtain wall grid structure is large in size and complex in force. After the transformation, the overall performance of the structure will be changed, which will have a certain impact on the overall seismic performance of the structure. In this paper, the finite element model before and after the transformation is established by using the ABAQUS finite element program in combination with a practical energy saving reconstruction project of the high-rise building. The corresponding seismic wave is input to the elastoplastic time-history analysis, and the seismic response of the structure before and after the transformation is obtained. This paper analyzes the influence of the peripheral energy saving transformation of the high-rise building on the seismic performance of the structure. The main contents are as follows: (1) the natural vibration frequency of the reconstructed structure is larger than that of the structure before the transformation, and the low order vibration mode of the reconstructed structure is basically the same as that before the transformation. However, the period of the whole structure becomes smaller and the stiffness increases. Before and after the transformation of the structure, the deformation of both the translational mode and the torsional mode shows a gradual change from the bottom to the top, the overall change is uniform, and there is no obvious local mutation. The overall performance of the structure is very good, which shows that it is reasonable to reconstruct the steel structure of the structure. 2) the elastoplastic time history analysis of the structure before and after the reconstruction is carried out respectively. Under the action of three kinds of seismic waves, The acceleration of the top layer of the reconstructed structure is higher than that of the former one. The maximum displacement of the top layer of the model after the transformation of the grid frame is smaller than that of the original model, which indicates that the seismic performance of the whole structure is improved significantly after the transformation. Under the action of X and Y direction earthquakes, The elastoplastic interstory displacement angle of the pre-retrofit structure meets the design requirements, and the maximum interstory displacement angle of the reconstructed structure is obviously reduced, and the seismic performance of the structure is improved. 3) through the transformation of the grid structure, With the increase of the overall stiffness of the top floor of the structure, the interstory displacement angle is obviously reduced, and the maximum displacement of the structure is reduced, and the overall seismic performance of the structure is obviously improved.
【学位授予单位】:山东建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU973.31;TU746.3

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本文编号:1521760


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