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复杂结构动力特性及其施工影响研究

李田英  
【摘要】:随着商业和服务业的发展,复杂结构建筑成为目前建筑行业的一大热门趋势。由于复杂结构外观和内部构造的特殊性导致其设计无现成的规范、规程可依,设计计算所需动力特性基本参数的取值或采用的计算公式的合理性不够充分。加之目前地震活动的频发和施工过程中建筑事故的增加,所以研究施工过程中复杂结构动力特性变化的规律势在必行。通过施工阶段长沙音乐厅结构动力特性的测试,并进行有限元的分析,了解结构本身所固有的属性,不仅可以验证设计的合理性,为这类结构的设计、相关规程的制定提供依据,还可为施工阶段出现的问题提出建议性措施,为进一步推广使用打下基础。论文的研究内容主要包括如下四个方面: 1.为研究复杂结构施工阶段的动力特性,在音乐厅未封顶和封顶后两个阶段利用脉动法进行两次动力特性测试,得到结构相应各测点的加速度脉动时程反应。 2.利用专业软件DASP分析试验结果,得到模型结构在未封顶、封顶两种情况下的自振频率(周期)、振型和阻尼比,进而分析出两次试验后动力特性的变化规律。 3.在模型试验的基础上,依据结构动力分析的基本理论,借助有限元软件MIDAS/GEN,建立三维空间有限元分析模型,对结构进行模态分析,提取音乐厅结构的动力特性,对动力特性的变化分析其原因。并将计算结果与试验结果进行比较,验证了计算模型和计算方法的正确性和可靠性,分析误差产生的原因。 4.为进一步了解施工因素对复杂结构动力特性的影响,以本文建立的计算模型为基础,模拟施工脚手架和填充墙,以添加荷载形式设置种植屋面,仍利用有限元分析程序,提取结构的动力特性数据,研究复杂结构在脚手架作用下、增设填充墙和种植屋面后动力特性的不同,得出一些在复杂结构领域可供参考的或建议性的结论。


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