超高层框架—核心筒结构的动力特性测试与数值模拟分析

发布时间：2017-07-19 08:37

  本文关键词：超高层框架—核心筒结构的动力特性测试与数值模拟分析

  更多相关文章： 框架—核心筒结构 脉动法 有限元 自振频率 振型

【摘要】：随着人口、政治和经济等方面的发展,超高层结构近些年也迅速发展。超高层结构有其独有的优点,但是也有其自身的隐患,所以人们对超高层结构的安全性及抗震性能越来越关注。本文以某超高层框架—核心筒建筑结构为工程背景,主要对其动力特性进行现场测试与有限元数值模拟分析,通过对该结构动力特性参数的实测数据与理论结果进行对比,根据相关规范规定,对该结构的动力工作性能给出客观科学的评定。主要研究内容与结论如下:(1)本工程现场采用脉动法进行结构动力特性测试,得出结构的实测动力特性参数,包括结构的水平横向、水平纵向及扭转三个方向的自振频率、阵型、阻尼比和刚度。在现场测试工作中,对试验环境、测点布置、传感器安放等试验原则进行研究分析,总结出了动测试验各项工作细节与注意事项。(2)针对该型钢混凝土组合柱,本文研究了一种型钢混凝土柱的等侧移刚度简化计算方法,将型钢混凝土柱简化为普通钢筋混凝土柱,然后将其应用于结构整楼模型中。本工程中的型钢混凝土柱,换算后的普通混凝土柱截面面积与原设计的型钢混凝土截面面积之比为1.044,该结论能够为以后类似工程有限元计算分析提供理论参考与技术依据。(3)应用ANSYS有限元软件,对该超高层框架—核心筒结构建立有限元模型,通过计算分析得出结构的各项动力特性参数理论值,并对计算结果进行了分析,为该结构的动力工作性能评定提供了理论依据。同时,总结了超高层建筑结构的有限元建模方法与经验,为今后类似结构更高精度的有限元建模方法提供技术参考。(4)通过上述现场实测数据与有限元计算结果数据的对比分析,得出结构整体动力特性情况:结构水平横向、水平纵向、扭转三个方向各自前五阶的自振频率实测值均高于计算值;实测数据中,扭转第一自振周期Tt与平动第一自振周期T1之比为0.73,ANSYS计算的该比值为0.66;结构各阶实测振型与ANSYS计算对应振型曲线吻合较好,结构整体振型曲线连续、均匀。所以,该结构整体动力工作性能符合规范要求,且该结构施工质量良好,无明显的损伤及缺陷。这些结论将为结构的进一步抗震性能评定提供可靠的数据资料。
【关键词】：框架—核心筒结构 脉动法 有限元 自振频率 振型
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU973.17
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题的来源及意义9-11
• 1.1.1 课题的来源9-10
• 1.1.2 课题研究的意义10-11
• 1.2 本文主要研究内容11-13
• 第二章 超高层建筑简介13-23
• 2.1 超高层建筑及其发展概况13-19
• 2.1.1 超高层建筑的定义13
• 2.1.2 超高层建筑的发展概况13-16
• 2.1.3 国内外超高层建筑简介16-19
• 2.2 超高层建筑的结构形式及特点19-20
• 2.2.1 超高层建筑的结构形式19
• 2.2.2 框架-核心筒结构的定义19
• 2.2.3 框架-核心筒结构的特点19-20
• 2.3 超高层建筑工程概况20-22
• 2.4 超高层建筑检测22-23
• 第三章 结构动力特性测试23-45
• 3.1 测试方法23-25
• 3.2 测试原理25-29
• 3.2.1 激励系统原理25-26
• 3.2.2 速度传感器原理26-28
• 3.2.3 时域分析原理28-29
• 3.3 测试过程29-39
• 3.3.1 测试设备29-30
• 3.3.2 测点布置原则30-34
• 3.3.3 测点实际布置34-36
• 3.3.4 测试过程36-39
• 3.4 测试结果39-43
• 3.5 本章小结43-45
• 第四章 建立结构有限元模型45-63
• 4.1 有限元法简介45
• 4.2 型钢柱的转换45-49
• 4.2.1 型钢混凝土柱46-49
• 4.3 ANSYS计算、建模验算49-57
• 4.3.1 抗弯刚度的计算49-52
• 4.3.2 ANSYS建模转换52-56
• 4.3.3 结论56-57
• 4.4 有限元模型的建立57-62
• 4.4.1 有限元模型57-58
• 4.4.2 自振频率与振型的有限元计算结果58-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 检测与建模结果分析63-67
• 5.1 测试结果与ANSYS计算结果分析63-64
• 5.1.1 现场测试结果分析63
• 5.1.2 ANSYS计算结果分析63-64
• 5.2 现有结构工作性能的分析64-67
• 第六章 结论与存在的问题67-69
• 6.1 本文结论67-68
• 6.2 本文存在的问题68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 攻读学位期间发表的论文75

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1 朱s，

本文编号：562015