高層建筑屋頂鋼塔效應研究論文

時間：2024-09-21 02:45:30 建筑學畢業論文我要投稿

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高層建筑屋頂鋼塔效應研究論文

　　摘要：1工程概況主塔寫字樓總高333m，主塔樓高245m，頂部設置高達88m的鋼結構電視發射塔，鋼結構發射塔樓的自身高度(包括避雷針)幾乎為總結構高度的1/3。本工程主塔寫字樓為混合結構，位于7度區，設計基本地震加速度為0．1g，設計地震分組為第一組。

高層建筑屋頂鋼塔效應研究論文

　　關鍵詞：發表土建工程造價論文,建筑工程造價管理論文投稿,工程造價管理論文發表

　　1工程概況

　　主塔寫字樓總高333m，主塔樓高245m，頂部設置高達88m的鋼結構電視發射塔，鋼結構發射塔樓的自身高度(包括避雷針)幾乎為總結構高度的1/3。本工程主塔寫字樓為混合結構，位于7度區，設計基本地震加速度為0．1g，設計地震分組為第一組。本建筑場地類別為Ⅲ類，阻尼比取值為0．04，建筑的主要平面及鋼塔立面圖如圖1，圖2所示。

　　2結構動力特性分析

　　本文采用ETABS軟件對結構進行分析。將計算出的自振周期與SATWE的結果進行比較，比較結果見表1。從表1中可以看出，兩種軟件計算出的自振模態幾乎一致，由此初步判定模型的模態分析結果準確、可靠。本文通過分別減小主樓的高度和發射塔的高度來改變主樓與發射塔的剛度及剛度比，分別選取了10種高度組合：

　　1)主樓高度降低33．2m，發射塔塔高不變;

　　2)主樓高度降低61．05m，發射塔塔高不變;

　　3)主樓高度降低61．05m，發射塔塔高不變(雖然降低高度同第2)種，但主樓剛度要比第2)種降低方式的主樓剛度大);

　　4)主樓高度降低102．55m，發射塔塔高不變;5)主樓高度不變，發射塔塔高降低24．5m;

　　6)主樓高度不變，發射塔塔高降低30．5m;

　　7)主樓高度不變，發射塔塔高降低37．5m;

　　8)主樓高度不變，發射塔塔高降低38m;

　　9)主樓高度不變，發射塔塔高降低45m;

　　10)主樓高度不變，發射塔塔高降低51．5m。

　　其中5)～10)降低塔高的發射塔軸測圖見圖3。在各地震參數、荷載選取均相同的情況下，分別計算整體結構、主樓結構和發射塔結構的塔腳內力和塔頂位移，計算結果見表2，表3。表2，表3中的樓塔周期比及樓塔高度比是指主樓(不帶發射塔)與發射塔的周期比，根據表格繪制曲線，見圖4。從圖4可以看出:當主樓和發射塔周期比較接近時，地震力放大系數最大，為7．748，而樓塔周期比達到1．9以上時，隨著樓塔周期比的增加，地震力放大系數在5附近上下波動并逐漸減小，當樓塔周期比達到19．365時，其地震力放大系數為3．59。當主樓周期和發射塔周期比較接近或者主樓剛度和發射塔剛度比相差懸殊時，塔頂的位移放大系數均會變大，當周期比為1．227時，位移放大系數為8．596，當周期比為19．365時，位移放大系數為10．652，而當周期比在1．9～9之間時，位移放大系數均在5附近上下波動，最大為5．235，最小為4．188。由此可見，在地震作用下，發射塔產生了較明顯的鞭梢作用，在設計計算時，要充分考慮這一作用，進行整體剛度的控制及塔腳節點的驗算。

　　3結語

　　本文通過ETABS對不同剛度主樓與不同剛度發射塔組合下的整體塔腳內力及塔頂位移與單塔塔腳內力及塔頂位移進行了比較，得出了以下主要結論:

　　1)當主樓與發射塔周期比較接近時，兩者發生共振，地震力放大系數較大，在設計中要盡量避免產生這種情況;

　　2)對于這一工程，當主樓與發射塔周期比大于1．9時，地震力放大系數在5附近上下波動并隨著周期比的增加逐漸減小。在設計中將塔體與主結構分離，直接按規范中規定的3倍的地震力加在發射塔和主結構上是不合理的，應按實際情況進行建模分析;

　　3)當主樓與發射塔周期比較接近或比較懸殊時，位移放大系數較大，在設計中應盡量避免;4)當主樓與發射塔周期在1．9～9之間時，位移放大系數在5附近上下波動。通過比較分析，對于這類在主結構頂部建設高聳結構的工程，在地震作用下容易產生鞭梢效應，不管是控制其剛度還是驗算其塔腳內力及塔體桿件應力都應將其和主體結構合在一起進行分析，考慮實際的地震力放大系數和位移放大系數，應盡量避免主體結構和頂部高聳結構周期接近或相差懸殊。

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