摘要
悬挂结构作为一种新型建筑结构体系，具有扩大使用空间，结构布局灵活，外观造型独特的特点。其楼盖由吊杆悬挂，是抵抗重力荷载的另一种方式，并且易损坏的吊杆构件可以进行更换，因此具备良好的经济效益和良好的抗震潜能。因此，本文提出一种新型悬挂结构体系，并已申请相关专利，该体系的混凝土柱通过钢制多功能连接件连接，并且钢制多功能连接件上开有吊孔，用来悬挂楼盖。为了进一步研究体系所涉及构件的稳定性及新型悬挂结构体系的抗震性能，本文利用有限元软件ABAQUS对该体系进行建模分析，并与普通框架结构进行对比，主要研究内容及结论如下： （1）基于有限元软件ABAQUS分别建立了悬挂结构、普通框架及门式框架的有限元分析模型，并模型中的单元、材料属性、相互作用以及柱间支撑的布置方式等进行了详细的介绍。研究表明柱间支撑的布置方式对框架结构的整体刚度有较大影响，框架底层布置柱间支撑会明显提高结构的刚度。 （2）对加柱间支撑的门式框架、无支撑门式框架及普通框架进行Pushover分析，计算分析了普通框架、门式框架及加柱间支撑的门式框架的稳定性、层间位移角、延性系数。研究表明三种框架中，加柱间支撑的门式框架承载力最高但会出现侧向承载力突然降低的情况，普通框架的承载力小于加柱间支撑的门式框架，但并未出现承载力明显下降的情况，门式框架的承载力远小于其他两种框架结构。加柱间支撑的门式框架层间位移角最小，门式框架层间位移角最大，说明加柱间支撑的门式框架不易受到破坏。普通框架的延性系数最大为5.5，门式框架和加柱间支撑的门式框架延性系数分别为4.6跟4.0，说明普通框架的耗能能力好于门式框架以及加柱间支撑的门式框架。 （3）分析了悬挂结构在悬挂不同质量的楼盖时，悬挂结构的振型及自振频率，并将悬挂结构的自振频率与普通框架进行对比。悬挂结构在悬挂不同质量时，其自振频率变化不大，悬挂结构的一阶自振频率与普通框架的一阶自振频率接近。 （4）分析了不同频率简谐波激励下体系中钢制多功能连接件、柱间支撑等构件的损坏程度。研究表明，钢制多功能连接件、柱间支撑等构件的材料属性并未发生明显的屈服，混凝土框架柱未出现明显的塑性损伤情况，专利中所涉及的构件在简谐波作用下均可正常使用。 （5）分析了悬挂楼盖在简谐波作用下的动力反应。结果表明悬挂楼盖的加速度小于悬挂主体结构及普通框架结构的加速度，在自振频率下悬挂楼盖的加速度也并未出现较大的峰值，在非自振频率作用下悬挂楼盖的加速度远远小于悬挂主体结构的加速度。 （6）对普通框架及悬挂结构进行IDA分析，输入16条ATC-60推荐的地震波，得到相应的IDA曲线簇，在此基础上对比分析了悬挂结构与普通框架的最大层间位移角，得出在较大强度的地震波作用下，悬挂结构的损伤程度小于普通框架结构，说明悬挂结构具有良好的抗震性能。
NETL