清华大学综合论文训练

题目：巨型结构参数对超高层建筑抗震性能的影响

姓名：宫婷
指导教师：陆新征
2012年

摘要：巨型结构体系近年来在超高层建筑中得到大量应用，但是其抗震性能尚未得到充分的研究。由于巨型结构体系迥异于常规结构体系，如何选择合理的巨型结构体系控制参数，使结构达到安全、经济和合理的抗震目标，急需开展相关研究。
上海中心是近年来我国建设的具有一定代表性的超高层建筑。其结构高度574m（总高度632m），采用"巨型框架-核心筒-伸臂桁架"抗侧力体系，本文以上海中心为研究对象，利用MSC.Marc有限元软件，对其简化模型和改变构件参数后的模型在大震作用下的抗震性能进行了研究。本文的研究工作可以分为以下几个部分。
1. 对上海中心原简化模型进行7~9度大震下22条地震动的弹塑性时程计算，提取了加速度、速度、位移、层间位移角的计算结果，分析了能量的分布，评价了上海中心在7~9的大震下的抗震性能。结果表明，上海中心能保证7度和8度大震下的安全性，不能保证适用性；不能保证9度大震下的安全性。伸臂为主要的耗能构件，在结构的第七节段能量耗散最多，结构中上部为较薄弱的部位。
2. 改变伸臂、连梁、核心筒、巨柱的滞回规则，对新模型在7~9度大震下进行了弹塑性时程计算，分析了其弹塑性响应的改变及耗能的变化，探讨了改变滞回规则对结构抗震性能的影响。结果表明，降低伸臂的耗能能力会使构件的耗能减小，结构加速度和速度增大，位移和层间位移角减小。结构和原模型处于相同的抗震水准等级。
3. 改变连梁强度和伸臂强度，详细分析了强度改变对于结构抗震性能的影响。结果表明，伸臂强度增大会使构件的耗能减小，结构的弹塑性响应增大；连梁强度改变对于抗震性能影响不大。同时改变构件滞回特性及强度时，滞回特性对结构的弹塑性响应造成的影响占主导作用。

关键词：上海中心；巨型结构；弹塑性时程计算；抗震性能评价