摘要
双塔连体结构是指两个塔楼由设置在一定高度的连接体相连而组成的建筑物,该结构由于连接体的存在使得独立发生振动的塔楼要相互作用、相互影响,因此双塔连体结构在地震作用下的受力特点远比单塔结构和无连接体的双塔结构更为复杂,易出现地震作用下的耦联振动、变形不协调及损坏等诸多问题。本文对双塔连体结构的动力特性及其抗震性能进行研究,可对类似工程设计提供有益的参考价值。 本文深入研究了连接体的存在对双塔连体结构动力特性的影响;研究了连接体的不同连接方式、连接体的不同层数及连接体的不同位置对双塔连体结构动力特性及抗震性能的影响规律;研究了连接体上布置粘滞阻尼器对双塔连体结构抗震性能的影响。主要研究成果有: (1)通过对双塔连体结构和单塔结构进行模态对比分析,发现两结构的前三阶振型同为第一阶X平动,第二阶Y向平动,第三阶绕Z轴扭转。连接体的存在并没有改变结构前三阶振型的振动方向,但改变了振型的周期,双塔连体结构的周期比值较单塔楼结构的周期比值高出0.17,这说明双塔连体结构由于连接体的存在降低了整体结构的抗扭刚度。 (2)通过对连接体进行变参数分析,发现塔楼与连接体两端柔接较两端刚接的周期比降低了8.6%,这说明柔性连接可以降低结构的扭转效应;而塔楼与连接体两端刚接时的层间位移和楼层剪力较小,这说明刚性连接可以增大结构的侧向刚度。随着连体层数的增加,结构周期比逐渐增大,这说明结构的扭转效应随连接体层数的增大而增大;而层间位移和楼层剪力随连接体层数的增大而减小,这说明连接体层数的增加可以增大结构的侧向刚度。随着连接体位置的升高,结构的扭转效应减小且侧向刚度变大;在连接体楼层会出现X向层间位移突然大幅减小的现象,减幅最大可达到17.4%,这说明连接体的存在明显增大了其所连接楼层的侧向刚度。 (3)通过动力时程分析发现三种连接体上布置粘滞阻尼器的减震结构的楼层位移、层间位移角和楼层剪力与原结构相比都得到了有效减小,而其中采用粘滞阻尼器正V型布置的减震结构的减小量最优;通过能量法分析发现,采用正V型布置方案的粘滞阻尼器耗能率优于单斜撑和倒V型布置方案,粘滞阻尼器在多遇地震作用下的耗能表现优于其在罕遇地震作用下的耗能表现。