★本文是100篇免费关于高层建筑结构设计论文范文,均为免费优秀可做为高层建筑结构设计相关参考文献,是高层建筑结构设计相关毕业论文写作必备的免费论文范本格式模板,【快快阅读吧！】
第一篇高层建筑结构设计论文范文参考：带加强层高层建筑结构抗震性能及基于性能的抗震设计方法研究
带加强层的高层建筑在我国应用较多,这种结构充分发挥了内筒和外柱各自的优势,因而成为一种重要的高层建筑类型.由于结构的复杂性和高度超限,带加强层高层建筑结构在很多方面超出了规范的限制,因而不宜直接套用规范方法进行抗震设计.基于性能的抗震设计作为一种新的抗震设计方法,可以在很大程度上弥补此类结构抗震设计方法的空缺.然而将基于性能的抗震设计方法具体应用于带加强层的高层建筑结构,还有许多关键科学问题有待解决.为此,本文在这方面进行了一些研究,主要研究内容如下:
(1)带加强层高层建筑结构受力性能研究
以一幢52层带加强层的高层建筑结构为例,采用sap2000建立了结构的三维有限元模型.详细分析了加强层的位置、数量、加强层伸臂与内简刚度比等参数对结构整体刚度及构件内力的影响,考察了带两个加强层的结构在静力和动力荷载作用下的弹性响应特征.通过分析,提出了加强层最优设置位置和加强层伸臂与内筒线刚度比的合理取值范围及限值.
(2)带加强层高层建筑结构性能水准量化
建立了带加强层高层建筑结构加强层层间位移的计算方法.结合我国抗震规范和国外相关标准,为带加强层的高层建筑结构划分了性能水准.参考大量剪力墙试验数据,通过统计分析,对普通楼层和加强楼层以及结构顶点侧移分别进行了性能水准的量化,为基于性能的抗震设计做了前期准备工作.
(3)带加强层高层建筑结构直接基于位移的抗震设计
提出了带加强层高层建筑结构直接基于位移的抗震设计方法.选取参与重量占结构总重90%以上的振型以考虑高阶振型的影响.针对带加强层高层建筑结构的受力和变形特点,选取底部楼层和加强层上部附近楼层作为关键楼层,同时结合结构顶点侧移指标来控制整个结构的性能.将结构各振型分别等效为单自由度体系并分别计算地震作用下的等效位移,组合各振型的贡献并取变形最大的楼层作为目标楼层确定目标位移,以目标位移反算地震作用下结构的内力并进行结构构件的设计和校核.
(4)带加强层高层建筑结构基于能力谱法的抗震设计
提出了带加强层高层建筑结构基于能力谱法的抗震设计方法.根据结构的受力和变形特点,仍然选取底部楼层和加强层上部附近楼层为关键楼层,结合顶点位移指标对结构性能水准进行标定以减少工作量.将结构简化为平面结构,通过弹性分析求出各振型的侧移模式,考虑参与重量占结构总重90%以上的振型.对结构施加与各振型侧移模式相应的侧向力,并分别进行推覆分析得到各振型相应的能力曲线.将各振型能力曲线与需求曲线绘在同一坐标系中,求其交点得到各振型对结构的贡献,将各振型贡献按照SRSS法组合即得结构总地震响应,最后校核关键楼层的变形.
| 有关论文范文主题研究: | 关于高层建筑结构设计论文范文 | 大学生适用: | 10000字硕士毕业论文、5000字在职研究生论文 |
|---|---|---|---|
| 相关参考文献下载数量: | 67 | 写作解决问题: | 本科论文怎么写 |
| 毕业论文开题报告: | 论文模板、论文目录 | 职称论文适用: | 刊物发表、职称评副高 |
| 所属大学生专业类别: | 高层建筑结构设计学科 | 论文题目推荐度: | 优质高层建筑结构设计论文范文选题 |
(5)带加强层高层建筑结构地震力的简化算法
提出了带加强层高层建筑结构地震作用的简化算法.根据带加强层高层建筑结构的特点,将整个结构以加强层为界分段,按照模态分析方法将各段按照第一振型侧移模式等效为单自由度体系,串联各单自由度体系,重新形成整体结构的简化计算模型.按照振型分解反应谱法计算简化计算模型的地震力即得到各段结构所受的基底剪力并将其分配至结构的各个楼层.分不同振型串联组合各分段然后将各振型地震剪力按照SRSS法叠加得到结构总的地震剪力.简化方法计算结果与常规的振型分解反应谱法计算结果的比较表明,该方法具有足够的精度.
第二篇高层建筑结构设计论文样文：基于遗传算法和准则法的高层建筑结构优化设计研究
高层建筑设计不仅要满足结构安全、功能适用等要求,还应做到结构体系受力合理、材料用量尽可能少.现行的“试算-验证-修改”设计方法,得到的设计方案不一定是满足规范要求的所有方案中最好的(或较好的),需要耗费大量的人力资源和设计时间.结构优化设计是结构设计理论的重要发展,其思想内涵不仅仅是追求体积最小或重量最轻,更重要的是要达到一种资源合理的优化配置.结构优化理论的研究历史悠久,在很多领域得到了成功应用,并且开发了许多具有优化功能的大型有限元软件.然而,针对建筑结构的优化算法研究及应用还相对比较匮乏.这一方面是由于建筑结构的优化设计是多工况、多变量、多约束和多目标的复杂的离散变量优化问题,且存在大量的不确定性(如荷载、构件材料与尺寸、分析模型等),另一方面建筑结构体系复杂,规范构造要求繁多,结构形式和构件形式丰富,这些都给建立全面而实用的建筑结构优化设计算法带来了挑战.
本文针对高层建筑优化设计的一系列问题,包括梁多目标选筋优化问题,构件截面尺寸的优化、多目标结构方案拓扑优化、多目标分灾抗震设计等问题,以遗传算法和准则法为工具,开展了优化混合算法的研究,并基于现有分析及设计软件进行了二次开发.
本文的主要工作概括如下:
1.通过对设计规范相关条款的深入领会,并充分考虑到设计和施工的可行性,结合以往的设计经验和标准图集,提出了梁截面选筋模板.通过建立配筋模板数据库,将梁柱的计算配筋面积转换成最优的且满足规范和施工要求的实际配筋形式.建立了梁选筋目标评价体系,采用模糊分析的方法求得方案对优的相对隶属度.在此基础上,对框架梁多目标选筋优化问题进行了研究,提出了一种求解多目标优化问题的基于模糊综合评价技术的遗传算法(FMOGA).
2.结合我国现行的建筑结构设计规范,对承受多工况荷载作用下的钢筋混凝土框架结构离散变量的优化设计问题,提出了两级混合优化算法.将结构的优化设计分为单元优化和整体刚度优化两级,先以整体刚度优化结果作为下限,用遗传算法完成结构的强度优化设计,再以单元优化的结果作为下限,用经过严密推导的准则法完成整体刚度优化设计,重复上述两级优化到目标函数收敛为止.根据建筑结构的特点,在遗传算法中提出了自适应设计域技术,提高了算法的效率.将上述优化算法在大型有限元软件ANSYS和建筑结构设计专用软件SATWE软件上进行了程序实现.对两个30层的高层建筑结构进行了优化设计,结果表明本文提出的方法是有效的和可操作的.
3.结构的变形控制抗震设计方法是实现基于结构性能设计理论的重要途径.钢筋混凝土框架结构中,梁柱的变形能力及其变形是度量结构位移水平的重要指标.针对影响梁柱变形能力的轴压比、配筋率和配箍特征值等重要因素,根据约束混凝土的本构关系,建立了梁柱塑性铰转动能力与配筋率、配箍特征值和轴压比之间的函数关系.通过虚功原理,得到了结构的层间位移与梁柱的截面尺寸和构造配筋之间显式表达式.提出了钢筋混凝土框架结构基于性能的两层次抗震优化设计方法,并给出了采用两级混合算法和基于非线性分析的准则法进行优化设计的基本过程.
4.在专家调查和文献资料收集整理的基础上,建立了结构方案优化设计影响因素层次关系图,采用模糊技术对多目标的建筑结构方案进行综合评定.根据建筑结构设计专业和建筑设计专业的关系,提出了建筑结构设计模板,并以结构元件的组合替代结构方案设计,为建筑结构方案的优化设计提供了一种定量的数学描述方法.在此基础上,对多目标的建筑结构方案的拓扑优化设计问题进行研究.
5.详细论述了复杂结构分灾设计方法的设计思想、优化模型和基本原则以及相关的问题.指出分灾元件布置方案是一个多目标决策问题,并根据投资—效益准则,建立了分灾元件布置方案的目标评价体系.分别以结构方案综合经济造价和灾害引起的损失最小、结构的安全性最大为目标构造两种目标函数,基于相关的设计规范,给出了分灾元件布置方案优化问题的一种合理提法,并给出了采用FMOGA求解的具体流程图.
第三篇高层建筑结构设计论文范文模板：高层建筑结构地震失效模式优化及损伤控制研究
近二十年来,我国建筑业迅猛发展,建造了一大批高层和超高层建筑；另一方面,我国位于世界两大地震带的交界处,地壳运动活跃,地震灾害非常严重.高层建筑结构体型庞大、体系受力复杂、人员财产密集,其震害会比一般建筑结构严重得多.历次震害分析表明,结构倒塌是造成人员伤亡和经济损失的根本原因,因此研究强震作用下高层建筑结构的损伤演化规律和破坏倒塌机制,控制结构损伤过程和失效破坏模式,避免结构发生整体倒塌,对提高高层建筑的抗震安全性、减轻或避免高层建筑的震害具有重要理论意义和工程价值.本文针对高层钢框架结构、钢框架—钢板剪力墙结构以及钢—混凝土混合结构,深入研究了基于结构地震失效模式优化的灾变过程控制和基于MR阻尼器的结构非线性损伤控制,建立了高层建筑结构地震失效模式优化及损伤控制理论与方法.主要研究工作和创新成果如下：
（1）高层钢结构基于等抗震性能的失效模式优化设计.基于构件和结构的抗震性能指标,提出了高层建筑结构各类构件基于等抗震性能的失效模式优化设计方法.以结构损伤指数为约束方程,结构抗震性能指标为目标函数,结构参数为优化变量的多次优化迭代,使结构各类构件抗震性能指标收敛于预设值,进而达到结构各类构件等抗震性能的目的.分别以一9层钢框架结构的单目标优化设计和一15层钢框架—钢板剪力墙结构的多目标优化设计为例,数值分析了优化前后结构的动力响应和损伤发展过程.结果表明：优化设计后结构各层的层间位移和损伤分布更均匀,结构的薄弱部位不再出现,材料强度得到充分发挥,结构用钢量降低,结构整体抗震性能得以提高.
（2）高层建筑结构基于MR阻尼器的非线性地震损伤控制理论.推导了基于中心差分法的控制方程,并基于LS-DYNA有限元程序二次开发了结构的半主动控制平台,实现了高层建筑结构基于MR阻尼器的非线性地震损伤控制系统与结构一体化的建模、分析与设计.分别以一9层的钢框架结构和一15层的钢框架—钢板剪力墙结构为例,数值分析了控制前后结构的动力响应和损伤发展过程.结果表明：所开发的半主动控制平台计算稳定、速度快、精度高；采用MR阻尼器控制后的结构层间位移、残余变形和损伤指数等都明显减小,结构损伤分布范围更广,结构整体抗震性能明显提高,但当地震动峰值加速度增大到一定程度后,受MR阻尼器出力水平限制,结构损伤控制效果降低.
（3）高层钢—混凝土混合结构基于MR阻尼器的非线性地震损伤控制.提出了钢筋混凝土剪力墙的损伤准则,以强震下一15层的钢—混凝土混合结构为例,数值分析了未安装阻尼器、在核心筒与钢框架之间安装阻尼器以及在钢框架柱之间安装阻尼器三种情况下结构的动力响应和损伤发展过程.结果表明：MR阻尼器可在一定程度上控制结构层间位移、基底剪力和损伤发展；两种阻尼器安装方案具有相近的控制效果,但均不能抑制结构薄弱部位的产生；所分析工况中,钢框架均处于弹性受力阶段,而混凝土核心筒均发生较严重的破坏,这与MR阻尼器需要结构产生一定的层间位移才能起到控制效果相矛盾,因此,钢—混凝土结构的整体抗震性能由混凝土核心筒控制.
（4）钢—混凝土结构非线性地震损伤控制模型试验.试验研究了不同强度地震作用下,半主动控制、Passive on控制、Passive off控制对结构动力响应的控制效果.结果表明：Passive on和半主动控制的结构比Passive off和无控的结构优越；MR阻尼器具有很好的耗能能力,Passive on和半主动控制下MR阻尼器耗能能力约为Passive off的2~3倍；结构频率下降都发生在无控或者Passive off对应的工况,表明MR阻尼器能较好地控制结构损伤的产生和发展.基于二次开发的钢材和混凝土单轴弹塑性损伤本构模型,建立了能定量描述结构损伤发展过程的等效纤维单元模型,通过振动台试验验证了模型的求解精度.此外,提出一种应用试验测得的应变反演相应部位应力和损伤发展的方法,该方法能获得材料应力和损伤发展过程.
第四篇高层建筑结构设计论文范例：高层建筑结构地震损伤与倒塌分析
随着我国经济、科技水平的发展,近二十年来,我国建造了一批举世瞩目的高层和超高层建筑.作为城市标志性建筑的高层建筑具有巨大的社会影响力,而这些高层建筑几乎都建设在地震区,一旦发生因丧失功能而导致的结构局部倒塌或整体倒塌,将会造成巨大的经济损失和人员伤亡,给社会带来难以估量的负面影响.因此,深入研究高层建筑结构在强震作用下的损伤演化规律及倒塌机制,进而进一步采取有效的抗倒塌设计和措施,对提高高层建筑结构的抗震能力,具有重要的理论意义和工程价值.
本文以高层钢框架结构、高层钢框架—混凝土核心筒结构为研究对象,系统研究高层建筑结构在强震作用下的损伤演化规律和破坏倒塌机制,主要研究工作和创新成果如下：
（1）高层建筑结构竖向承重构件（钢柱、钢筋混凝土剪力墙和钢筋混凝土柱）地震损伤分析.在考虑Bauschinger效应的Krieg&,Key本构模型（简称K&,K模型）基础上,引入Bonora损伤模型,提出了钢柱考虑损伤累积效应的修正K&,K模型,分析表明考虑材料损伤累积效应,钢柱竖向承载力显著降低,钢柱损伤在峰值加速度出现时段内发展迅速,随地震强度增大而增大；在Sina滞回模型基础上,引入Fukuzawa算法准则,提出了钢筋混凝土剪力墙考虑强度退化和负刚度效应的修正Sina模型,分析表明修正Sina模型可较好地模拟混凝土开裂、钢筋屈服、强度退化和负刚度效应等重要性能,钢筋混凝土剪力墙损伤随加载幅值增加而增大,在加载幅值改变处发生突变；采用钢筋混凝土柱精细化分析模型,建立基于竖向剩余承载力的损伤模型,通过增量动力分析（Incremental DynamicAnalysis简称IDA）得到钢筋混凝土柱的地震响应和损伤值,提出了钢筋混凝土柱基于易损性曲线的地震损伤评估方法,分析表明该方法可较准确地评估其在不同地震作用下的损伤程度.
https://www.mbalunwen.net/kejidaquan/80478.html
（2）高层钢框架结构考虑损伤累积效应的地震倒塌分析.基于中心差分法的显式积分格式,通过定义结构的层损伤,将修正的K&,K模型应用到结构中,以考虑结构在地震作用下强度和刚度的退化规律,针对结构倒塌破坏的不确定性,提出一种用于高层钢框架结构在强震作用下倒塌全过程模拟的数值方法,通过编制有限元程序将该方法用于分析一座20层Benchmark钢框架结构地震响应、失效极限荷载、失效路径和倒塌全过程.分析表明该方法考虑材料损伤累积效应能更精确确定Benchmark钢框架结构的失效极限荷载,可在未知结构失效破坏模式前提下,较好地追踪结构在强震作用下的失效路径,模拟Benchmark钢框架结构的倒塌破坏全过程,得到其最终破坏模式,在一定程度上揭示高层钢框架结构的倒塌破坏机理.
（3）高层钢框架—混凝土核心筒结构基于等效刚度的地震倒塌分析.依据高层钢框架—混凝土核心筒结构在地震作用下的滞回特性,以无损状态下的等效刚度作为初始标量,考虑结构各层能量分布特性,建立按能量分配的结构层损伤模型,提出了高层钢框架—混凝土核心筒结构基于等效刚度的地震损伤模型,分析表明基于等效刚度的地震损伤模型可较好地评估高层钢框架—混凝土核心筒结构在地震作用后的损伤破坏程度,所建立的考虑损伤累积效应、强度退化和负刚度效应的分析模型能较好地模拟高层钢框架—混凝土核心筒结构的地震损伤演化规律和倒塌破坏全过程,即混凝土核心筒先于钢框架发生损伤破坏,随后钢框架承担大部分水平地震力,导致首层框架柱因损伤累积而逐渐丧失其竖向承载力,当角柱柱脚发生严重损伤时,整体结构发生倒塌破坏.
（4）钢—混凝土结构地震损伤与失效过程的模型振动台试验.设计制作了一座3层钢—混凝土结构模型,对其进行振动台试验,分析了钢—混凝土结构模型在地震作用下的损伤演化规律和失效过程,采用基于等效刚度的地震损伤模型对其进行损伤程度评估,验证了基于等效刚度损伤模型的正确性,分析表明该损伤模型能较好地评估钢—混凝土结构模型在地震作用后的剩余刚度和损伤破坏程度.所采用的考虑粘结滑移效应的实体模型和考虑损伤累积效应的纤维模型均能较好地模拟钢—混凝土结构模型的地震响应,前者计算精度略高于后者,但后者具有较高的计算效率.所采用的考虑损伤累积效应的修正K&,K模型和修正Faria模型相结合的纤维模型能较精确地模拟钢—混凝土结构模型在地震作用下的损伤演化规律,有效提高其地震响应的模拟精度.
第五篇高层建筑结构设计论文范文格式：高层建筑风荷载与风致弯扭耦合响应研究
随着高层建筑向越来越高、越来越柔的趋势发展,风荷载越来越成为高层建筑结构安全性和使用性的控制性荷载,风荷载和风致响应是超高层建筑结构设计必须关注的重要问题.虽然到目前还没有出现超高层建筑受风荷载而整体倒塌的事件,但是,超高层建筑在风暴过程中因振动过大而导致居住者不适的情况却时有发生,强风作用下,围护结构遭到破坏的事件也常有报道.因此,对高／超高层建筑的风荷载及风致响应开展深入研究是十分必要的.
本文完成了一系列一般高层建筑和绿色高层建筑刚性模型的同步测压试验.根据试验结果研究了高层建筑表面风压的一些基本特征,考虑了风向角、测点位置、截面形状、湍流度等因素的影响,对测点风压的概率特征进行了分析,利用目标概率法获得了峰值因子.矩形截面高层建筑,极大峰值因子可取2.7,极小峰值因子在立面中间区域取3.3,边缘区域取3.9.
以矩形截面高层建筑为主研究了主体结构外加风荷载的基本特性,提出了外加风荷载的数学模型,通过参数拟合形成了闭合公式,并给出了应用提出的数学模型计算结构等效静力风荷载和加速度响应的过程,算例对比结果表明,本文提出的数学模型适用性好,获得的闭合公式能用于高层建筑结构抗风的初步设计.
研究了凹角、倒角和圆角等角沿形式对风荷载的影响.与方形截面相比,极大峰值风压受角沿形式的影响较小,凹角和倒角时极小峰值风压略有减小,但圆角时极小峰值风压增大,最小极小峰值风压增大了17.03%.对方形截面建筑进行凹角、倒角和圆角处理,可以大大减小主体结构的外加风荷载,0.风向角时,凹角、倒角、圆角的顺风向平均基底弯矩系数分别减小了15.5%、19.5%、62.4%,根方差基底弯矩系数分别减小了27.8%、25.6%、73.1%,横风向根方差基底弯矩系数分别减小了54.6%、44.7%、60.4%,根方差基底扭矩系数分别减小了68.7%、77.1%、68.4%.
建立了高层建筑偏心状态下的风致弯扭耦合运动方程,给出了具体的求解过程,进行了参数分析.通过算例研究了偏心结构风致弯扭耦合响应的基本规律,并分析了多种因素的影响.与不偏心情况相比,矩形截面高层建筑的最大加速度响应,在质量双向偏心5%范围内增大5.4%-10.6%,在刚度双向偏心5%范围内增大3.9%-16.5%.
研究了开洞高层建筑在不同开洞率时洞口内风速放大的基本规律,洞口内在0°,～40°,风向角都有较大的风速比,独开下洞口时的最大风速比在1.31～1.39之间,独开上洞口时的最大风速比在1.28～1.35之间,对于外形确定的高层建筑,存在达到最大风速比的最优开洞率.当来流与洞口轴线方向一致时,来流入口附近的平均风压和脉动风压均很大.洞口的设置会减小主体结构的外加风荷载,以开洞率为变量,拟合得到了洞口影响系数随开洞率的变化函数.
珠江城商务写字楼开创了在高层建筑中设置洞口进行风能发电的先河,对珠江城的风荷载和风能发电进行了系统的研究.结果表明：超高层建筑中进行风能发电具有巨大的潜力,风机运行时,洞口内风能可到达10m高度处的29.5倍；为更好的利用高层建筑进行风能发电,有必要结合气候分析进行建筑的平面布局乃至选址,并优化建筑的立面,在城市中心,若能合理利用“城市峡谷”效应,也能提高风能的利用率；为进行风能发电而在建筑立面上开洞,会增大洞口附近的局部风压,但与不开洞建筑相比,开设洞口对减小结构总体风荷载是有利的.
中庭式高层建筑,当立面不开洞时,顶部气流分离是中庭内风压形成的主要原因,中庭内风压分布较为均匀,水平相关性非常高,竖直相关性也较高.立面开洞后,随着开洞率的增大,平均风压先减小后趋于稳定,脉动风压先减小后增大,针对中庭内立面风压的特点,对中庭内立面的抗风设计提出了建议方法,并给出了具体的参数取值,通过建议方法的预测结果和试验结果的对比,证实了该方法能用于工程设计.
本文以风洞试验为主,结合理论分析详细研究了高层建筑的风荷载特性和偏心状态下风致弯扭耦合响应.研究成果可为高层建筑的抗风设计及荷载规范的修订提供有用的信息和依据.
关于免费高层建筑结构设计论文范文在这里免费下载与阅读.
高层建筑结构设计引用文献:
[1] 高层建筑结构设计专业论文选题 高层建筑结构设计论文题目如何取
[2] 高层建筑结构设计论文集 高层建筑结构设计论文参考文献数量是多少
[3] 高层建筑结构设计论文提纲范本模板 高层建筑结构设计论文大纲怎样写
