弹性动力时程分析中地震波的选取方法研究

对建筑结构进行弹性动力时程分析时,为了既能让设计人员易于操作,又能在地震波选取方面不失合理性,根据上海市某超限高层结构设计实例的弹性动力时程分析结果,探讨了具有实际工程意义的选波方法。研究表明,无论是基底剪力还是基底弯矩,地震波三向输入的结构响应均比单向输入的结构响应小。采用小样本容量的地震波输入时,人工波输入数量的增加对降低地震波的总体离散性有显著作用。

弹性动力时程分析的理解和应用

正确理解和应用弹性动力时程分析方法是深入了解复杂高层建筑结构抗震性能的重要手段,能有效、合理的掌握复杂高层建筑结构的受力特点,为复杂结构设计提供准确的分析应用和判断。

某超高层住宅剪力墙结构的弹性动力时程分析

在总结已有研究成果及设计工程的基础上,以某一超高层剪力墙住宅建筑为依托,结合国家相关规范及规定,对本超限结构进行了抗震性能化设计及对结构进行了弹性动力时程分析,并根据时程分析结构对反应谱结果进行了修正调整,为相关高层住宅剪力墙弹性时程设计与研究提供了设计分析方法参考及依据。

高层框筒结构抗震性能的动力时程分析与研究

某超高层建筑,选用钢筋混凝土框筒结构体系。本文介绍了该工程的概况、结构特点及筛选、确定所用地震波,利用多种分析手段,对不同水准下的结构进行了抗震性能的动力时程分析及其它验证。可得结论,该高层结构具有合理的受力机制,较高的抗震性能,满足抗震规范各项性能指标要求。

高烈度地区的燃机发电厂集控楼弹性时程分析

[目的]为了探讨高烈度地区的结构动力弹性时程响应机理,文章采用某燃机发电厂集控楼进行弹性动力时程分析。[方法]根据目前的选波原则筛选出3条地震波,对该结构进行弹性动力时程分析。[结果]分析得出该结构在弹性动力时程分析中的结构响应结果,并与CQC振型分解反应谱法的结构响应进行对比。[结论]根据分析结果进一步探讨了该类结构在高烈度地区下的动力响应机理,对弹性动力时程分析结果的合理性和适用性进行论述,为该类结构的结构设计与分析提供参考与借鉴。

时程分析的应用

时程分析法是模拟实际地震作用的方法,是反映建筑结构地震响应的最直接的方法。时程分析法分为弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析法。弹性动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法,是结构设计的一种辅助计算方法;弹塑性动力时程分析法是考虑了结构的弹塑性性能的计算方法,是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计算方法。通过时程分析,可以了解各种地震作用下结构的振动特性,判断结构薄弱部位,控制结构破坏模式。在工程设计中时程分析有实际意义,结构设计人员应很好地理解并掌握时程分析的应用。

复杂形体超高钢结构电视塔抗震性能分析研究

宁夏超高钢结构电视塔结构高度216m,桅杆长度104m。建筑体型为底部小、上部大、中部略呈细腰形且设计有三段楼层共计28层的花瓶状形体。楼层不连续分布导致结构质量和侧向刚度沿竖向分布不均匀,结构几何形式复杂,对抗震要求高。首先,使用ANSYS分析研究结构的动力特性。同时,针对结构固有频率,将ANSYS和SAP2000计算结果进行了比较。结果表明,结构的扭转效应明显,第三和第八阶振型是以扭转为主的振型,结构扭平周期比满足我国规范要求,但数值偏高。接着,分别采用振型分解反应谱法和动力时程法计算多遇地震作用下结构的多维弹性地震响应。数值结果表明,动力时程分析能够更清晰地反映结构桅杆的鞭稍效应。因此,在评估此类复杂形体建筑的抗震性能时,应综合评定反应谱和时程法的计算结果。多维地震作用下结构的变形指标符合国家现行相关规范要求。最后,对结构进行了8度(0.2g)、8度(0.3g)和9度三种设防烈度罕遇地震作用下结构的弹塑性动力时程分析,以检查结构变形指标与塑性发展情况。结果表明,结构变形指标符合国家现行相关规范要求,结构的最危险部位在中部楼层段(细腰段)。因此,结构满足"小震不坏,中震可修,大震不倒"的抗震设防要求。通过大量计算分析与比较,综合出了许多有益的结论与建议,为该实际工程或类似工程的抗震设计提供参考依据。此外,计算分析方法对于应用有限元软件计算复杂几何结构具有借鉴价值。

某综合楼型钢混凝土梁式转换结构设计与分析

结合一栋带结构转换层的高层建筑结构设计过程,比较了板式、梁式转换层的优缺点,同时分析了钢筋混凝土转换梁与型钢混凝土转换梁的差别,提出了适用于本工程的型钢混凝土主梁转换与钢筋混凝土次梁转换相结合的主次梁转换方案,分析了型钢混凝土梁的承载能力。通过工程实例详细介绍了型钢混凝土转换结构的设计计算要点,对同类工程设计具有一定的参考价值。

超限异形高层办公楼结构设计分析

针对结构的超限情况,介绍了某异形超限办公楼的结构设计,采用ETABS、Midas/gen等有限元软件对结构进行分析比较,并选取合理的抗震设计性能化目标,采取合理的抗震措施。通过分析工程的结构设计情况,对这类建筑的结构设计进行探讨。

基于结构台阵记录的地震响应分析

为了研究土-结构相互作用对高层建筑地震响应数值模拟的影响,选择一栋具有地震观测记录的高层建筑(结构台阵)作为研究对象,利用Abaqus有限元软件和2009年姚安地震加速度记录,并假定了水平成层和有倾角成层的2种土介质模型,进行土-结构动力反应分析。结果表明:有倾角成层土-桩-结构相互作用模型的计算结果与观测资料相比有明显的放大现象,在NS方向体现的更加明显。这说明,就高层建筑的抗震分析而言,土介质模型对计算结果影响很大,在进行地震作用下土-结构地震响应分析时,土层模型应尽可能与真实土层相符,否则其计算结果会产生较大误差。

某超高层框架-钢筋混凝土核心筒结构减震案例分析

超高层框架-钢筋混凝土核心简结构采用粘滞阻尼器进行消能减震,在地震大震、中震、小震作用下,使用弹性(弹塑性)动力时程分析法,对比减震结构与非减震结构的位移、剪力以及附加阻尼比,来观察超高层建筑的减震效果并判断是否达到相关规范的要求。

对于高耸结构模态的分析研究

本文通过一个工程实例,采用有限元软件sap2000经行模态分析,模拟高耸结构的动力特性,然后对其进行振型分解反应、弹性动力时程分析、自振特性分析、静力pushover分析、几何非线性分析、弹性屈服分析、稳态和功能谱密度分析等计算。

某高层结构抗震超限分析与设计

本文对某高层结构进行了抗震超限分析与设计，针对建筑的不规则情况，采取了相应的抗震计算加强措施。采用振型分解反应谱法对结构进行了分析，用2个软件进行了对比分析，应用弹性动力时程进行了补充校核。针对项目的平面不规则情况，进行了楼板应力分析。

结合历史大震的反演探讨砖石古塔的抗震变形能力

通过对1604年泉州海外721级大震进行反演,得到该次地震在泉州东、西塔塔址的基岩水平峰值加速度和基岩水平加速度反应谱;然后,结合试验测定的场地岩土力学性能,采用一维等效线性化波动法计算土层地震动反应,得到塔址地表水平加速度时程;接着,基于MATLAB平台,结合地震危险性分析结果,采用Wilson-θ法自编程序,对东、西塔进行结构弹性时程动力分析,并根据史料记载的东西塔在这次地震中的破坏状况,得到东、西塔的弹性层间位移角限值。与相关文献的结果相比,两者数值上相差不大,但本文的分析方法更符合当前的认知水平。本文结果可供古石塔抗震变形验算和震害预测参考。

冷弯薄壁型钢组合墙体简化计算模型研究

组合墙体作为冷弯薄壁型钢结构体系的主要承重和抗侧力构件,其受力性能对房屋整体结构抗震性能的影响应重点关注.基于此,建立冷弯薄壁型钢组合墙体简化计算模型,采用非线性对角弹簧模拟分析组合墙体的剪切变形,设置梁式杆件模拟分析组合墙体的弯曲变形,且墙体门窗洞口的影响也可在模型中体现.借鉴日本规范建议的墙体等代拉条法,推导出简化计算模型中对角弹簧轴向刚度的计算方法.结合组合墙体拟静力加载试验,验证了组合墙体简化计算模型的正确性,该模型满足基于弹性的设计要求,不适用于结构的弹塑性分析.最后,基于组合墙体的简化计算模型,参照振动台试验试件建立了3层冷弯薄壁型钢结构房屋的有限元模型,通过弹性动力时程分析验证了组合墙体简化计算模型的正确性,可为轻钢结构的抗震设计提供参考.

上海某超限高层住宅结构设计

前滩21-03号地块项目住宅为B级高度的超限高层建筑,采用剪力墙结构体系。采用两种不同的分析软件对其进行对比,深入了解超高住宅剪力墙结构的受力特性。通过弹性动力时程分析,验证了采用CQC法进行设计的合理性。针对不规则超限项均采取了针对性的加强措施,对关键构件设定性能目标并进行了相应的抗震性能设计。采用弹塑性动力时程分析对结构在罕遇地震下的动力特性及损伤退化开展进行了进一步研究。针对首层局部框支转换,增加转换层板厚并对楼板应力分析及抗剪验算。利用有限元软件对框支框架进行分析,细化构件损伤、材料应力状态及性能目标。

基于地震观测的二维与三维高层框剪结构模型的地震响应对比

为了更好地研究二维和三维结构计算模型对高层建筑结构地震响应数值模拟结果的影响,本文选择一栋具有地震观测记录的高层建筑(结构台阵)作为研究对象,利用Abaqus有限元软件和2009年姚安地震加速度记录,对该高层建筑的二维模型和三维模型进行了动力时程弹性反应分析,并与该高层建筑的实际记录进行了比较。结果表明:在EW方向,即结构的纵向,二维模型和三维模型的计算结果与实测记录吻合很好;在NS向,即结构的横向,二维模型的计算结果较实测记录差别很大,而三维模型的计算结果仍然与实测记录吻合。这说明,就高层建筑的抗震分析而言,尽可能采用三维模型,二维模型不足以反应结构的动力特性。

新疆华誉时代广场A座——超限高层设计

新疆华誉时代广场A座位于新疆库尔勒市,结构主体高度约为149.5m,结构形式采用带部分框架柱的剪力墙结构,包含地下2层,地上39层,局部出屋面。结构平面布置有斜交构件,较不规则,结构沿竖向无刚度突变及抗剪承载力突变。总体判断结构沿竖向布置较为规则,无明显薄弱层。结构根据国家《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质[2010]109号)判断为高度超限的高层建筑。本工程初步设计分别经过了全国超限高层审查委员会及新疆自治区的超限高层审查委员会审查通过。结构设计采用了多种计算软件的对比分析,并进行了小震下的弹性时程分析、大震下的弹塑性静力分析,并对结构设定了性能控制指标,对剪力墙、框架柱等重要构件进行了中震(不屈服、弹性)计算设计。本文着重介绍了该工程上部结构的计算分析及设计要点。

复杂不规则超高层建筑的结构设计与验证的实践——上海某商贸广场塔楼一工程

超高层建筑塔楼一高度为126.80米的,属于复杂不规则超高层建筑。结构设计采用框架与混凝土核心筒体系,并对不规则情况分析计算,采取相应的结构处理措施,满足规范要求。为确定此结构设计的安全与可靠性,在多遇地震下,采用振型分解反应谱法,用SATWE的弹性时程分析法作为补充计算,并通过分别运用SATWE和PMSAP两种软件对结构进行分析和结果比对,不同软件求得的结构各主要参数的一致性和小误差值,确定了结构体系的正确和合理性。并进一步采用SATWE的PUSH&EPDA模块对结构进行了罕遇地震作用下的静力推覆分析,来对结构体系进一步进行验证。即采用二个阶段抗震设计方法来实现三个水准的抗震设防要求。

某屋顶带高塔高层建筑结构抗震设计

某工程为屋顶带有53m高塔的L形平面高层结构,文中对结构进行抗震性能设计和计算分析,同时对结构的安全性进行评估,并对屋顶带高塔与屋顶不带高塔、仅将高塔恒载工况和满布活载工况产生的作用力施加于屋面上进行比较,分析了高塔楼的地震反应及对主体结构产生的影响。采取一系列抗震加强措施,使结构能满足规定的抗震性能目标要求。