带连廊结构柔性连接体系的研究（可编辑）

带连廊结构柔性连接体系的研究广州大学硕士学位论文带连廊结构柔性连接体系的研究专业：防灾减灾工程及防护工程20070525摘要摘要高层建筑连廊体结构是最近十几年来发展起来的一种新型结构形式。它是指两个或多个高层建筑由设置在一定高度处的架空连接体相连而组成的建筑结构形式。带连廊的建筑结构是公共建筑中常见的一种建筑结构形多层建筑、高层建筑和工业建筑中。纵观国内外的研究现状，大都是研究高层连廊结构体系的计算分是从整体上考虑的，而有关连廊与主体结构连接方式的理论分析的研究成果不多。究竟哪种连接体系最好还未有定论，当前的发展趋势是对连廊和主体结构的相互关系进行深入的对比研究，以便了解各自的优缺点和使用条直接用于实际工程的良好的连接体系，保证连廊结构的抗震安全性。本文拟针对带连廊的高层结构的抗震性能进行研究，从改善连廊结构与主体结构的连接方式这一关键问题入手，采用三维有限元分析方法对不同连接方式进行理论分析与比较，探索设计一种连廊与主体结构柔性连接的优化方案，从而改善连廊连接部位的复杂应力状态，使该柔性连接体系能使连廊与主体结构、主体与主体结构之间协同工作，提高整体结构的抗震性能。连廊结构中联系各部分的关键在于连廊，因此拟以连廊作为本文研究的重点和突破口。主要从以下几个方面展开研究：.对连廊与主体结构之间采用五种不同连接方式的动力特性、动力响应、结构内力和结构耗能进行对比研究，探索出一种良好的柔性连接Ⅱ方式。.采用三维有限元分析方法对带连廊复杂体型高层结构广州信合验进行对比..采用简化模型对影响柔性连接的双塔连廊结构地震反应的因素进行分析，的影响程度，为设计提供参考建议。,?帅耽.:.,,.、撕，.Ⅲ广州大学学位论文原创性声明导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：刁五日期：一年二月‘日广州大学学位论文版权使用授权书本人授权广州大学有权保留并向国家有关部门或机构送广州大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书日期：。年‘月日期：年。月‘日第一章绪论随着时代的发展和人们审美观念的提高，现代建筑造型越来越新些新的结构型式和体系更好地满足了建筑功能和建筑艺术的要求。多高层建筑连廊体结构是最近十几年来发展起来的一种新型结构形式。它是指两个或多个多高层建筑由设置在一定高度处的架空连廊体相连而组成的建筑结构形式。由于城市建设的需要，为节省土地使用面积，并且满足现代建筑多功能的要求，带连廊的建筑结构是公共建筑中常见的一种建筑结构形式，广泛应用于多层建筑、高层建筑和工业建筑中。在学校教学楼、办公楼、图书馆等功能复杂的综合体建筑中，常在主体与主体、主体与附属结构间用连廊或天桥相连以满足不同功能的各部分建筑之间的联系和使用要求。在高层建筑中设置空以满足空中联系的功能，又可以美化环境，作为休闲、娱乐的场所。在工业建筑中，架空连廊主要是用于物料运输和人员交通的需要。为了满足新旧建筑之间的联系和使用要求，在新旧建筑之间加建连廊也是常用的处理方法之一。特别是随着建筑业的发展，双塔和多塔结构形式应用越来越多，为了方便各塔楼之间的交通联系和增强立面造型的美观，经常用连廊将多座塔楼两两连接在一起。连廊结构形式多样，本文研究的连廊结构体系主要是由两部分组.主体结构：主体结构的结构形式有框架、框架?剪力墙、剪力墙、框筒等结构形式。主体有时是带大底盘的双塔楼或多塔楼的情况；有时是不带大底盘的两个或几个单体的空中连接结构。文中研究的就是不带大底盘的这种情况。.连廊：是指连廊结构两个塔楼之问上部连接的部分，是连廊结构的一个重要部分，作为一种跨越式结构，它可以采取的结构形式多种多样。一般常用的有桁架式、空腹桁架式、悬臂式、托梁式、吊梁式等。从材料上筋混凝土结构、钢结构和钢一混凝土组合结构。连廊采用的结构形式需根据跨度、高度和建筑的使用功能的要求而定。当跨度较大时往往要用钢结构和预应力结构有的设置在顶层，有的设置在中间层或底层。连廊与主体的连接分为刚性连接、铰接连接、滑移连接和柔性连接等。采用不同的连接方式，相当于连廊端部的导致其自身受力特性有很大的不同；对于整个结构来说，连接方式的不同会使塔楼问协同工作的程度不同，从而对整个结构的静力、动力性能产生影响。本文重点研究五种不同的连接方式。广州大学硕士学位论文.连廊结构的特点及分类.连廊结构的特点连廊结构因为通过连廊将不同的结构连在一起，体型比一般结构连廊结构的受力比一般单体结构或多塔楼结构更复杂。它具有一系列不同于普通结构的特点：.扭转效应较之其他体型结构，连廊结构的扭转振动变形较大，扭转效应较起重视。当风或地震作用时，结构除产生平动变形外，还将会产生转效应随两塔楼不对称性的增加而加剧。即使对于对称双塔连廊结构，由于连廊楼板的变形，两塔楼除有同向的平动外，还很有可能产生两塔楼的相向运动，该振动形态也将更复杂，扭转效应更加明显。.连廊部分受力复杂连廊是带连廊建筑结构的关键部位，其受力较复杂。连廊部分一方面要协调两侧结构的变形，在水平荷载作用下承受较大的内力；另一方面当本身跨度较大时，除竖向荷载作用外，竖向地震作用影响也较明显。为了保证安筑混凝土结构技术规程》.以下简称‘高规》中第..条规定：连接体结构应加强构造措施，连接体结构的边梁截面宜加大，楼板厚度不宜小于,宜采用双层双向钢筋网，每层每方向钢筋网的配筋率不宜小型进行全三维建模分析，连体部分的楼板应采用弹性楼板进行计算，而不能像分析无连体结构震设计时，连体结构的连接体应考虑竖向地震的影响。这点在设计时要特别引起注意。.连廊两端结构的连接方式连廊与两侧塔楼的支座连接是连廊结构的另一关键问题，如果处构的安全将难以保证。连接处理方式一般根据建筑方案与布置来性连接、铰接连接、滑动连接和柔性连接等。每种连接方式的处均应进行详细的分析与设计。..连廊结构的分类..按照结构形式分类.带大底盘的连廊结构这种结构形式应用的较为广泛，大底盘也就是通常所说的裙房，是用作商业用途的；塔楼可以用作住宅、办公楼、旅馆等用途；在塔楼之间用连廊相连，以方便交通联系。如图.所示的舟山市行政中心大楼嘲就是此种结构形式。.“口型”的连廊结构第一章绪论这种结构形式在立面上看相当于是整个建筑在立面上开了个洞口。如图所示的厦门世纪广场就是此种结构形式。这种结构形式没有大底盘，只有连廊将塔楼相连。不过连廊可以可以是多层，连廊的位置也随设计的不同而不同。如图.所示的上海证券大厦例就是此种结构形式。.“异型”的连廊结构这种结构形式通常是主体结构形式不规则，主体结构之间用连廊相连。如图.所示的北京外国语大学外研社就是此种结构形式。图舟山市行政中心大楼图厦门世纪广场图上海证券大厦图北京外国语大学外研社....按照连廊与塔楼的连接方式们分类.强连接方式的连廊结构广州大学硕学位论文当连廊结构包含多层楼盖，且连廊结构刚度足够，能将主体结构连接为整体连廊结构属于强连接结构。如图.所示的北京国际村就属于强连接结构。.弱连接方式的连廊结构如果连廊结构较弱，无法协调连廊两侧的结构共同工作，此时可即连廊一端与结构铰接，一端做成滑动支座，或两端做成滑动支用两端滑的连廊在地震作用下，当两塔楼相对振动较大时，要注意避免连廊滑落及连廊同塔楼发生碰撞对主体结构造成破坏。实际工程中可采用橡胶垫或聚四氟乙烯板廊之间设置限位装置。当采用阻尼器作为限复位装置时，也可归为弱连接方式。.连廊结构的应用和发展前景..连廊结构的应用现状随着高层建筑结构的不断发展，建筑高度越来越高，其建筑立面造型也越来越多样化。因此，在国内外近代高层建筑结构中，这种双塔楼和连廊的结构形式由于其现代化的气息而为建筑师们所钟爱，在一些重大的工程中.马来西亚双塔：马来西亚吉隆坡城市中心主楼，对称双塔，层，高米，在两塔楼中间位置设置了连廊，为世界上高度最高的连体廊结构。.舟山市行政中心大楼”:位于舟山市临城开发新区，是舟山市目前最高的标志性建筑。大楼总建筑面积.’,该工程地下有层，地上层，建筑总高度.。地下为平战结合汽车库，地上为办公用房。~层为~层为双塔建筑，采用框架.剪力墙结构体系，单塔的平面尺寸为.。双塔在~层设连廊相连，其中两塔楼之间的连廊净跨度为.,宽度.。如图..深圳市福田图书馆是由深圳市福田区政府投资兴建的一座具有多功用钢筋混凝土框架.剪力墙，结构平面不规则，平面总尺寸为.。如图..广州信合大厦：位于广州市珠江新城华厦路与临江大道交汇处西北侧，为钢框架?钢骨混凝土核心简体结构体系，钢筋混凝土楼板。地下层，地面以。主体结构的平面呈形。在第层有架空连廊将主体结构与独立的第一章绪论观光塔相连，整座建筑在地平面上的投影面积约为×。.北京国际村：位于北京朝阳区西坝河东里，其段为一栋连廊建筑。本工程结构地下两层，地面以上层，结构总长度.,宽度.,.两结构通过连廊结构相连，成为一体。连廊部分采用钢结构，跨度为.,其下部为三榀.高的钢桁架，其上部为层钢框架。如图..长春理工大学科技大厦：位于长春市卫星路南侧，建筑面积.万，建筑平面为弧形，外弧长.,内弧长.,未设缝。建筑主体宽度.,建筑高度.,采用框架混凝土框架剪力墙结构，地上层双塔，地下连廊部分采用混凝土箱梁在~层将两塔相连，连廊跨度长边为.,使使用功能为展厅。如图.办公、公寓、商业、餐饮等为一体的大型高层综合性建筑，地下层，裙房层，主楼由座、座两个平面为“”形的层高层塔楼组成，主体结构最大苛层以上洞口上方有六层通过钢结构的连廊相连成一体，连廊部分跨度图北京国际村图石深圳市福田图书馆..广州大学颂七学位论文图长春理工大学科技大厦图南京朗玛国际广场....连廊结构的发展前景断向更高、又具有良好的视野，大跨度的连廊结构还具有特殊的使用功能例如可被用作观光走廊或咖啡厅等。在建筑物之间建设空中走廊、绿化走廊，也能够节省城市美化城市环境。随着对连廊建筑形式的深入研究，相信这种连廊结构体系的运用将越来越普遍。.连廊结构的研究现状..连廊结构的理论研究许多科研和设计人员均对这种复杂的连廊建筑结构进行了大量的分析和研.连廊两端的连接方式的处理浙江大学的黄坤耀川等人在对双塔连廊结构的静力分析中提出，当塔楼受沿塔楼排列方向的纵向荷载作用时，把连廊两固定端放松为铰支。计算结果同未放松时相比可以看出，连梁两端转角放松后对两塔楼的连接作塔楼塔受垂直于塔楼排列方向的横向荷载作用时，把连廊两固定端放松为铰支。计算结果同未放松以及未设连廊时的比较可以看出，连梁两端转角放松使得连体在水平面内的连接作用完全丧失、自身也基本不受力。第一章绪论连廊两端同塔楼的连接除了刚接和铰接这两种常用的连接方式种连接方式一弹性连接。弹性连接最简便的方法是采用橡胶垫。由于橡胶垫可以取各种不同的参数，使连廊同塔楼的连接刚度在很大的范围内变寻找到一种比刚接或铰接更为合理的连接方式，它能使连梁自身且对整体结构的受力也有利。重庆大学的章一萍例分析了连廊与塔楼的三种连接形式：第一种为连廊两端与塔楼为刚性连接；第二种为连廊一端与塔楼为滑移连接，另一端为刚性连接；第三种为连廊两端与塔楼为铰接。分析得出三种不同的支座形式对对称结构的周期、楼层剪力和位移的影响有如下规律：对结构自振周期的影响很小，最大相差仅.%支座刚接时，结构的周期最短，结构的整体刚度大于其他的支座形式；对连廊部分支座的约束越小，地震剪力越大：相对于方向，对方向的影响大，但总的来讲，对位移的影响都不分析得出三种不同的支座形式对不对称结构的周期、楼层剪力和位移的影响有如下规律：支座刚接时，结构的周期最短，刚度最大；相对于方向来说，对方向的影响大，但总的来讲支座形式的改变对结构楼层剪力的影响都不大，方向最大的也仅有.%;很小，最大为.%。浙江大学建筑设计研究院吴杰等人以舟山行政中心双塔连廊高层建筑为例，通过对连廊两端刚接和两端悬臂两种不同形式的支座处理方结果表明：双塔连廊高层建筑其连廊与双塔之间宜采用刚性连接端固接、一端滑动或两端滑动的盆式支座加阻尼器的方式。若采用连廊中间设抗切实可行的抵抗结构整体扭转的措施。清华大学的刘晶波等人对文中的连廊一端为铰支座，另一端为单向滑动支座这种结构形式的动力特性及变形特点进行了研究，同时对连廊与塔楼连接处设置夹层钢板橡胶垫方案进行了计算分析。浙江大学的冯春鹏【得出结论：刚性连接是最常用的一种连接方两塔楼变形的协调能力最强，使整个结构具有较强的整体性，适用于连廊刚度较连廊跨度比较大的情况；滑动连接则完全不能协调两塔楼问的变形，一般只适用于连廊位置比广州人学硕‘学位论文较低，跨度比较小的情况；弹性连接是介于刚性连接和滑动连接之问的一种连接时对整体结构的受力有利。广东省建筑设计研究院的侯家健?等人得出结论：柔性连接方案可以释放塔楼对连廊部分的约束，减小连廊内力。对于单塔刚度较大的结性连接方案具有构造简单，容易实施的优点，但需要仔细调整塔减少不对称导致的复杂受力。.地震响应分析西安理工大学的田洁叫等人采用平面框架?半无限地基系统的分析模型对带连廊的结构进行了地震响应分析，分析结果表明：增加连廊以在对结构具有一定的减震作用。黄坤耀等人提出对双塔连廊高层建筑结构进行结构分析时，对连廊的处理通常有二种简化方法：一是不考虑连廊的作用而把两塔楼分立开来；二是把两塔楼楼层和连廊楼层一起当作一个刚性楼层。文中对主结构采用凝聚模型，把连廊看作一弹性梁，应用时程分析法，就对称和非对称双塔连廊结构，分析了连廊刚度变化对结构动力特性和地震响应的影响，并探讨了上述两种简便算法的适用条件。重庆邮电学院的周优文等人针对连廊结构中连廊与塔楼的连接方式、连廊的刚度变化以及连廊的位置上下变化不同的情况，用弹性反应谱分析方法分别对对称和非对称的连廊结构进行抗震计算，分析结构地震反应，得出了连廊的支座形式变化和连廊的刚度变化对对称和非对称连廊结构的动力反应影响都较小和在双塔间设置了连廊后可提高结构的整体刚度、自振周期变短等结论。华中科技大学的张世顺分析了对称、单轴对称及非对称的双塔楼和三塔楼高层建筑的动力特性，讨论了地震作用下对称、单轴对称及非对称的双塔楼和三塔楼高层建筑动力响应的特点，推导出了对称三塔楼高层建筑的种基本振型，并且分析了连廊结构的质量、刚度、所在楼层和总层数等对多塔楼高层建筑动力特性与地震响应的影响。东南大学土木工程学院的卞朝东等人运用振型分解反应谱法对连廊结构体系进行了分析，用数学的方法从力学概念的角度对振型和振型决于结构的质量矩阵和刚度矩阵，而振型的参与系数由结构的振型和外部激励结构的同一振型，在不同的激励形式下的振型参与系数是不相同即地震作用下第一章绪论不会出现这种振型，结构的振动完全由同向振动耦合得到。此时连廊结构的地震作用效应仅为结构同向振动下的弯矩和剪力，而连廊平面内的变形和内力为零；对于非对称的连廊结构，所有的振型参与系数一般都不为零，即所有振型对结构的地震响应皆有贡献。由于振型参与系数的大小分布规律比一般达到计算精度，就必须在计算时选择足够多的振型来满足设计的足所选振型数计算得到的等效质量百分比之和大于%。福建工程学院土木工程系的许利惟等人通过对称塔楼和非对称塔楼的比不论对称塔楼结构或非对称塔楼结构，两者的振型中都存在双塔同向振动和相对振动的振型。结构的对称性越好，两塔楼反向振动对结构在地震作用下的振动反应贡献越少；当结构不对称时，各振型对地震作用均起非对称塔楼结构在地震作用下，存在平动与扭转的耦合振型，结构扭转效应较为明显；的地震位移相应减小；非对称塔楼的底盘各楼层位移值比对称等高塔楼的底盘各楼层位移值武汉大学的卢文汀分析指出振型阶数的选取对计算结果影响较从振型参与因子和有效质量的角度出发，按各方向参与因子选振来截断所需要的振型数，用底部剪力来评判计算结果。对这类复并方法对计算结果影响较大。由于结构动力特性复杂，在振型耦用方法合并的结果小于方法的结果，而在振型较单一的部分，结果别用两种组合方法计算，取最大值的建议。中国电子工程设计院的娄宇一等人从结构设计角度出发，结合两分析了大底盘双塔连廊的振动特点，指出了连廊结构在计算时应该考虑结构扭转耦联振动的影响，应选取足够的振型，连廊层的楼板和梁的上下钢筋应该通长配.隔震减震技术的应用华中科技大学陈文兵舞用随机振动理论，研究了水平向任意地震输入时，连廊支座处的塔楼上布置有消能减震装置以后连廊结构的三维合适的消能器连接可以有效地控制结构在地震输入下的侧向动力响应，但由于地震输入的不确定性，扭转响应不容忽视：控制广州大学硕士学位论文扭转响应是必要的。惠州学院建筑与土木工程系的董璞介绍了在相邻结构间设置连廊通道将结构联系起来，传统的做法是采用悬挑断开的办法使各结构自成连接体部分增加阻尼减震装置而形成一种联合减震体系，并对联合减震体系的连接体的原理、同济大学建筑工程系的戴培琪等人考虑连廊的耦合作用，采用时程分析方法，计算了结构在罕遇地震下的动力响应，分析了连廊端部设连廊的设置提高了结构整体刚度影响，但同时也加大了结构的扭转振动；一连廊与主结构问的连接方式对结构整体动力特性有重要影响，阻尼器的连廊与主结构问一端为固定支座另一端设阻尼器连接时，所在楼层的层间剪力比连廊两端均为固定支座连接时小；们阻尼器的设置使主结构及连廊构件内力减小，具有更高的安全储备；设计中当采取阻尼连接时应考虑预留滑移量，避免罕遇地震时位移过大使连廊与主体结构剧烈碰撞或连廊塌落。文献“”的分析均表明，在两相邻结构之间安装适当的连接弹簧和或阻尼，能大幅度减小两相邻建筑之问的相对侧移，防止它们在地震同时使它们能协同作用，对提高两主结构的抗震性能是很有效..连廊结构的试验研究由于试验研究可以反映出结构的薄弱环节，可以给工程设计者修改设计提供进行了模拟地震振动台试验。我国现在有十几套模拟地震振动台，可以模拟单方向直至三方向的三方向六六自由度的运动。其中广州大学工程抗震研究中心就有一台自由度的地震振动台。同济大学对长寿商业广坩进行了模型模拟地震振动台试验。该广场地下组成的高层住宅群，为剪力墙结构。塔楼与裙房转换层为箱型梁房屋面标高以上。试验主要对结构的加速度、位移和应变进行测抗震能力和设计的合理性。模型模拟地震振动试验表明，随着地由于塔楼相互作用在塔楼间裙房产生较大的内力和变形，导致塔楼间裙房屋面及楼板的开裂，双塔结构的相互作用降低，至罕遇烈度时双塔已分别工作。试验还中国水利水电科学研究院对北京国际村进行了模型模拟地震振动台试验。根据工程的实际情况，在振动台上依次模拟了度小震、度小震、度中震、度中震、度中震强、度大震的水平地震和竖向地震。振动台试验结果表明罕遇地震下结构保持裂而不坏。同济大学对上海交银金融大厦进行了模型模拟地震振动台试验。该大厦层和层设三个加强层，每一加强层上有两座桁架天桥连接两座塔楼。同济大学在试验基础上，考虑塔楼特征变化和连接桁架天桥特征变化，从结构周期、振型、动力响应三个方面，分析了对结构整体性能的影响。广州大学工程抗震研究中心对深圳福田图书馆进行了模型模拟地震振动台试验。对该模型进行了动力特性和动力反应的分析，结果表明，这种带连廊.复杂体型高层结构的扭转振型在结构动力反应中占据了相当大的连廊在保证两肢肢背协同工作中起到了一定的作用。此外，凯旋门大厦阻、星海大厦"、浦东新区中外宾接待中心、广州万国名人广场、广州信合大厦等结构模型均都进行了整体结构模型抗震性能的试验。.本文研究目的和意义国内外许多的多高层结构采用连廊以方便交通，但是由于连廊的来彼此独立的两个结构成为一个整体中的一部分，结构各部分之间的动力特性不同，刚度和质量也不同，在地震作用下，各部分相互制约、相互影忽视的空间作用。连廊的设置，会造成主体结构的质量中心和刚度中心偏离很大，使结构不能依据通常的均匀结构来进行设计，连廊的耦合作用，会使被连接的两栋主体结构的动力特性也出现耦连现象，使连廊结构极易与主体倒塌现象，分析其原因，大部分是由于连廊支撑结构破坏或连廊处破坏造成的，或连廊与主体结构破坏或邻近建筑物高处倒塌造成连廊整体坠落。因此，本文从改善连廊结构与主体结构的连接方式这一关键对多种连接方式在理论上的分析对比，探索设计一种连廊与主体结构柔性连接的优化方案，改善连廊连接部位的复杂应力状态，将为连廊结构形式在建筑中的实际应用解决技术上的难题，为连廊结构的应用提供技术支撑，并为抗震设计规范的修订和完善提供科研积累。.本文研究主要内容连廊与主体连接处的设计和处理，是连廊结构设计的关键。可是，廊与主体结构的连接方式的研究较少，尚未有人对连廊结构与主体结构究竟采用何种连接方式较好作出定性的分析。本文通过对带连廊的多高层建筑结构的抗震设计进行研究，从改善连廊结构与主体结构的连接方式这一关键同连接方式进行理论分析与比较，探索设计一种连廊与主体结构柔性连接的优化方案，从而改善连廊连接部位复杂应力状态，使该柔性连接体系能使连廊与主体结构、主体与主体结构之间协同工作，提高整体结构的抗震性能。本文主要研究内容如下：.采用有限元分析方法对连廊与主体结构间采用不同的连接方式进行对比分析。由于连廊与主体结构之间的连接方式多种多样，本文仅对以下种连接方式进行对比：连廊与主体结构两端均采用刚接；连廊与主体结构一端采用刚结构一端采用铰接，一端采用柔性连接；连廊与主体结构两端均采用柔性.对连廊与主体结构之间采用不同连接方式的动力特性周期和振型、动力响应加速度和位移、结构内力整体结构的基底剪力、连廊斜腹杆轴力和结.采用三维有限元方法分析对带连廊高层复杂体型建筑广州信合大厦建柔性连接采用.采用简化模型对影响柔性连接的带连廊建筑结构的地震反应因素连廊的位置、刚度、层数进行分析，得出这些因素对带连廊建筑结构的动力反应的影响，为今后该类结构的设计提供有益的建议。第二章带连廊高层结构的计算模型和抗震设计方法第二章带连廊高层结构的计算模型和抗震设计方法.带连廊高层结构的计算模型前辈对带连廊结构在水平地震下采用不同的计算模型做了一系出一些有价值的结论。从带连廊结构的出现至今，总的来说大致有以下四种计算点系模型和三维有限元模型。..串并联刚片系层模型该模型对结构各楼层考虑两个正交的平动自由度工、和一个转动自由度口，可以考虑质心和刚心不重合时的扭转影响。楼层的质量集中于刚片的质心，各楼层的侧向刚度矩阵是引入刚性楼板假定后通过总刚凝聚而成的。该模型适用于结构有偏心，且楼板没有大开洞的情况。这种模型过大的夸大了连..分段连续化模型由包世华等提出的一种简化计算模型。将大底盘、上部塔楼和连体划分为子'”的刚度为零，质量沿高度方向均匀分布，如图所示。通过建立平衡微分方程组，连同边界微分方程求解器即可求解其频率和相应的振型。此解析法便于改变参数进行动力特性分析，为多塔这种复杂结构的概念分析提供了一种简化的动力计算方法。这种模型将每一段的物理参数都认为是一样的，这对于开大洞的结构，计算结果有失精确。..串并联多质点模型由蔡贤辉等人提出.假定同一轴上的各构件单元的水平位移相等；忽略构件单元绕自身轴的扭转作用：忽略各构件的轴向变形的影响。模型的每个质点只有一个基本未知量：水平侧移，将某一轴上所有竖向构件合并为一模拟为横杆，使得模型能反映出扭转影响和楼板变形影响，如图...三维有限元模型板壳墙广州人学顾学位论文元或壳单元模拟，不加任何人为的位移约束，这种方法可以反映所有单元的全部自由度的影响。该模型计算精确，但是计算量很大。这种模型一般用于体形特别以上列出了带连廊高层建筑结构的最常用的四类计算模型。分析可将带连廊结构简化为这四类模型中的一种。图串并联刚片系层模型图分段连续化模型图串并联质点系模型....带连廊高层结构构件的有限元模型带连廊多高层建筑中的基本构件有柱、梁、支撑、剪力墙和楼板本构件的简化计算模型直接影响到动力分析的正确性和精度。下面对这几种构件的有限元计算模型分别介绍。..柱、梁和支撑有限元模型柱、梁和支撑采用空间杆单元模型九叫，如图所示。空间杆单元和平面杆单元的区别在于：杆件除了能承受轴力和弯矩的作用而外，还可能承受扭矩的作用。而且弯矩可能同时在两个坐标面内存在。对于空间杆单元，每个结点有个自由度，即有个广义位移和个广义力，它们是小嘲儿习?。,,,巳，%,巳扛，只：心，%,%,。,川，。,为结代表截面在第二章带连廊高层结构的计算模型和抗震设计方法及澎面内的剪力；。是结点的扭矩，,,,:。是结点在澎及砂面内的弯矩。面惯性分别为和的结点空问杆单元弯曲采用经典梁理论在单元局部坐标系内的刚度矩阵可以表示如下。孚；一了.一等。。等下一孚一?广?,;0?华一粤?,?,,.』?,,一一』曼?一?,?.竿,一婴旦:?当空间杆单元的一端或两端是铰接情况时，可按凝聚自由度的方法，对有关的自由度进行凝聚处理，并为算法上的方便，在相关的行和列上补充以零元素，使单元刚度矩阵仍保持为×阶矩阵。例如两端都是铰接的空间杆单元经上述凝聚和扩充处理以后，单元刚度矩阵将是如下形式广州大学硕士学位论文丝,尉~,。。对称丁专乏%图空间杆单元...剪力墙有限元模型剪力墙可以采用空间薄壁杆件、带刚域的杆件或壳元来模拟，不同的分析程序所采用的构件单元形式有所差别。在空间三维计算模型中，剪力墙有以下五种单元形式“”。.薄壁杆件模型该模型采用薄壁柱计算剪力墙，忽略剪切变形的影响，楼板假定为平面内无限刚，该模型不能考虑楼板的弹性变形，故不能适用于需要考虑楼板变形的连体的简化也不准此该模型不适用于连廊结构的计算分析。.板一梁墙元模型又称嵌板单元模型该模型把无洞口或有小洞口的一片剪力墙模型简化为一个墙板大洞口的一片剪力墙模型简化为一个由墙板单元和连系梁组成的板梁体系，把洞第二章带连廊高层结构的计算模型和抗震设计方法口两侧部分作为两个墙板单元，上下层剪力墙洞口之问部分作为一根连系梁。该模型对于复杂结构，特别是剪力墙洞口上下不对齐、不等宽的情.墙组元模型墙组元实际上是一种改进的薄壁杆件模型，墙元的每个节点都有空间的全部剪力墙与柱、梁等构件之间的连接特性。克服了用薄壁杆件理论模拟剪力墙的墙洞口不对齐，可根据用户的设计要求，自动对上下剪力墙洞口间的部分小壳元进行网度折减，解决了框支转换层、地下室连续墙、深梁连梁、剪力墙平面连接复杂等各种复杂工程的分析精度问题。.板壳墙元模型板壳墙元是在四节点等参平面薄壳单元的基础上凝聚而成的壳三个为板弯曲自由度。这不仅简化了剪力墙的几何描述，解决了剪力墙单元自.壳元模型用每节点自由度的壳元来模拟剪力墙单元，既提供了剪力墙平面内刚度，又提供了平面外刚度；这类模型的精度较薄壁柱模型更高，可考故较适用于连廊结构的计算分析。这种模型最接近实际情况，但计算自由度大增，计算规模较大。..楼板有限元模型聃.刚性楼板假定在实际工程中，一般平面布局规则的结构体系。如果楼板没有大面积的洞口，刚性楼板假定是基本符合精度要求的。将楼板假定为平面内刚度无穷大以简化计算，此时整个楼板只有三个自由度：工、和口，缩短结构分析所使用的时间。.平面应力单元平面应力单元只能提供平面内的刚度。在计算结构在侧向荷载作用下的响应时，考虑楼板在自身平面内的变形对结构产生的影响，用平面应力单元模拟楼板。.平板单元模型在计算楼板在竖向荷载作用下的响应时，一般采用平板单元。每个节点可以考虑一个竖向位移珊和两个转角见、。考虑楼板的厚度过大而不能忽略剪切变形的影响时，可采用厚板单元。.壳单元模型壳单元是分析楼板的最精确的单元，适用于竖向荷载和水平荷载下的结构响应分析。其单元特性与剪力墙的壳元相同。广州人学顾：学位论文.抗震设计方法世界各国的建筑抗震设计主要采用两种方法。一种方法是拟静力方法?加速..反应谱法年代美国受到日本地震工程研究工作的启发，开展了强地震动加速度时程的观测和记录。到年代，美国已经取得了不少有工程意义的地震记录如而促进了抗震设计理论的重大发展，使抗震理论进入了反应谱阶年代初，美国.明确提出利用地震记录计算反应谱的概念。年代初，.将此设想加以实现。由于反应谱理论正确而简单地反映了地震动的特性，并根据强震观测提出了实用的数据，在国际上得到了广泛的承认。到年代，这一抗震理论已基本上取代了震度法，从而在抗震设计领域确立了反应谱理论的主导地位。反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特性之间的动力关系，通过反应谱来计算由结构动力特性自振周期、振型和阻尼所产生的共振效应。地震时结构所受到的最大水平基底剪力，即总水平地震作用为：%。妒式中：为地震系数，。/为加速度反应谱仃与地震动最大加速度的比值，表示地震时结构振动加速度的放大倍数。反应谱理论考虑了结构的动力特性，此后随着震害经验的积累和研究的深入，人们认识到建筑场地、震级和震中距对反应谱形状的影响，规定不同的反应谱形状，并利用振型分解原理，将这一理论用于多质点体系的抗分解反应谱法。其优点是：理论比较成熟，计算简单。较静力理论更真实的反映作用于结构上的地震作用，能够满足大多数结构设计所要求的精度。缺点是：不能反映地震持续时间对结构的地震反应的影响。它仍然属于弹性理论，不能描述结构在强烈地震作用下逐步开裂、损坏直至倒塌的全过程。..时程分析法时程分析方法是通过输入地震波，直接计算结构的地震反应的分析方法。时程分析方法是目前主要的动力分析方法。若考虑体系的弹塑性反应，即弹塑性时程分析方法，弹塑性时程分析由于结构构件的弹塑性性能，结构的刚度不断地变.动力基本方程在高层建筑动力分析中，其动力方程为：第二章带连廊岛层结构的计算模型和抗震设计方法旧啡萨阻旧式中田】一质量矩阵，一般采用集中质量阵，将单元的质量集中到节点上：】一刚度矩阵，与静力分析时使用的刚度阵相同；【】一阻尼矩阵；件舟地移、速度、加速度【句量；一地面运动加速度向量。阻尼矩阵的影响因素较多，目前有以下几种处理方法：假定高振型阻尼较小，【】与】成正比假定阻尼随频率的加大而加大，即【】与】成正比认为【】与瞳】和】均有关系，为下列形式：【】÷阻】吲?和%可按下列方法考虑，令五、,和、,分别为第、,振型的阻尼百‘%面/丽哆?%揣%百高商在弹塑性分析中，刚度矩阵】是随结构所处的工作阶段变化的，因而当采用的【】与】有关系时，【】也随着结构的工作阶段而变化。.动力方程的求解逐步积分方法是最基本的动力方程的求解方法，将动力过程离散间间隔，对每一步进行求解。逐步积分法可以适用于弹性和弹塑性动力方程的求法、威尔逊臼法、纽马克多法等。在进行线性分析时，还可以选用振型叠加法量可以大大减小。广州大学硕士学位论文.本章小结本章介绍了连廊高层建筑结构的计算模型、连廊高层建筑结构构件的有限元模型和抗震设计方法。不同的连廊高层建筑结构的计算模型都有不同的适用条件，针对实际建模时应考虑结构特点、分析精度、计算工作量、待解决问选择合理的模型，还应根据连廊刚度、强度将其合理地简化为弹由于本文的计算模型属于连廊高层复杂体系建筑结构，楼板有开选用三维有限元分析模型。连廊高层建筑结构构件中的楼板和剪力墙的有限元模型不唯一，应根据具体工程的结构特点，选择正确的有限元模型。由于本文的计算模型属于带连廊高层复杂体型建筑结构，楼板有开洞，因此，楼板和剪力墙均选用壳单元模型。抗震设计方法中的反应谱法和时程分析法是目前高层建筑抗震最广泛的方法。本文采用的是时程分析法。第三章连接方式对带连廊高层结构抗震性能的影响分析第三章连接方式对带连廊高层结构抗