论文部分内容阅读
高层连体结构的出现符合整个社会的发展,随着工程技术的提升其数量和高度也不断增加。由于其独特的外观和多样化的功能而逐渐为人所知,受到公众的欢迎。本文首先运用了结构力学静力分析的基本知识,分析了双轴对称连体结构和非对称连体结构在横向水平荷载作用下连体结构的内力以及非对称连体结构在纵向水平荷载作用下的内力。根据受力平衡或者位移协调方程等推导了相关公式,找出了影响连廊以及塔楼所受内力的主要参数。从分析中得知高层连体结构的静力分析因为连廊的存在而更加困难。其次以某具体工程实例为简化模型,介绍了高层建筑结构有限元模型的建立过程。并利用ANSYS Workbench自带的模态分析板块对结构进行了模态分析。列举了前12阶固有频率及其自振周期及对应的模态特征,同时运用SATWE软件对结构模型进行了计算,经对比发现SATWE软件和ANSYS Workbench软件输出结果基本相同,证明ANSYS Workbench19.0所得到的计算结果具有比较高的准确性。经模态分析得出结构抗扭刚度满足规范要求,结构受扭转效应不明显的结论。通过规范计算出该高层连体结构所受风荷载并模拟成随高度变化的函数,并与SATWE计算的风荷载进行了对比。运用Workbench将风荷载加载到高层连体建筑结构上,计算出当建筑物从正向和侧向两种情况下受到风荷载作用时的变形和应力,并讨论了两种情况下的计算结果差别。发现正向风荷载对该建筑物的破坏要远远大于侧向风荷载作用对该建筑物的破坏。同时通过两种情况下等效应力的比较,对建筑物强度进行了分析。最后结合ANSYS Workbench19.0和SATWE研究了连廊数量以及连廊位置对建筑结构抗风性能的影响。对比了不同情况下,高层连体结构的自振周期、横向刚度以及风荷载作用下楼层最大位移、最大等效应力等参数。发现当连廊层数增加时,结构刚度变大而周期减小。当高层连体建筑受侧向风荷载作用时,如果以结构的位移为主要控制要素,则可以采取适当增加连廊的方法来减小位移。当连廊数量在整体结构上均匀增加时,不仅能有效利用建筑空间并且有利于结构的受力性能。双塔连体结构中连廊的位置对整体结构的刚度影响很大,当连廊在整体结构的上部时,增加了结构上部的质量,有利于双塔连体结构的抗扭。当连廊位于楼层较低层时,连廊跨中最大弯矩和最大剪力都是最小的。综合来看,若考虑高层连体结构中结构位移和结构总变形为主要控制要素时,当连廊位置位于楼层较高层时,连廊对于高层连体结构的刚度贡献最大,更能发挥协调结构变形的作用,所以结构的总变形最小,最大等效应力也最小。因此建议将连廊位置设置到楼层较高层。但是如果考虑连廊受力为主要控制要素时,连廊位于较低层时受力较为有利。建议将连廊位置设置到楼层较低层。