多维多点激励下大跨度连体高层结构减振研究

针对连体高层结构连廊跨度不断增大的趋势,在多维多点地震激励下采用黏滞阻尼器对其进行了减振研究.首先从主动线性二次型调节(LQR)理论出发推导了阻尼器的主动最优控制力以指导阻尼器选型,进而通过在一大跨度连体高层结构算例在一致激励以及多维多点激励下对其进行了减振数值模拟研究.结果表明在连体高层结构上布置黏滞阻尼器可以有效减小地震响应并提高其抗震安全性,但同时也发现地震动空间效应会使减振效果发生明显波动,因此在设计减振方案后应考虑不同地震激励条件对减振效果进行验证.

大跨度连体高层结构时域子结构振动控制研究

通过在子结构中设定控制目标,通过引入大质量法在时域提出了子结构LQR控制算法。数值模拟在一大跨度的连体高层结构中进行,控制效果的对比表明,提出的子结构控制算法可以达到与传统控制算法相当的控制效果,同时相较传统算法,时域中的子结构LQR控制算法其需要的反馈信息传感器个数和控制方程维数都将大大减小,从而可以在很大程度上提高计算效率和实时控制效果。

设置黏滞阻尼器的连体高层结构的减振研究

研究采用阻尼器对连体高层结构的地震响应进行振动控制。首先从结构动力方程出发,推导了在主塔与连廊之间设置有黏滞阻尼器的有控结构的基本振动控制方程;进而通过数值模拟,以某实际工程为原型,尝试将连廊与主塔间的斜撑利用黏滞阻尼器进行替换,分别在不同地震激励下比较了有控结构和无控结构的地震响应。分析结果表明,采用黏滞阻尼器可以有效降低结构的层剪力、结构位移、加速度等地震响应;同时能量分析的结果也表明本文采用的减振方案在不同地震激励下都可以有效耗散地震能量,由此得出结论采用黏滞阻尼器提高连体高层结构的抗震安全性是可行的。

地震作用下连体高层结构的扭转效应分析

为解决连体高层结构在地震中引起的连廊垮塌失效问题,本文选取某大跨度连体结构为原型结构,并从连体结构与主体结构的相对刚度、连体结构的高度和连体结构的跨度等因素,分析地震作用对扭转效应的影响程度。同时,利用MIDAS GEN大型通用分析软件,建立了一系列基准化模型,并对选取的3种结构模型的前10阶周期进行比较分析。分析结果表明,连体结构的扭转效应将随着连体与主体相对刚度增大、连体设计高度的降低以及跨度的减小而有不同程度的增大,而且扭转效应也会有所放大。该研究为今后该类结构的抗震设计提供了必要的理论参考。

连体高层结构中钢桁架设计分析

某连体高层结构的组成是由两栋高层单体组成的,两者在高位上利用钢结构桁架作为连接的方式,这样就形成了双塔高层连体架构。已知该连体高层是超限高层建筑,文中不仅说明了结构性能优化分析的整个过程,还对连体桁架结构做了相关分析。结果显示,该方案合理,各项结构性能指标都能满足相应的抗震要求。

隔震支座在连体高层结构上的减振应用研究

连体高层结构的地震响应复杂并难以预测。为了提高这类结构的抗震安全性,以某实际工程为结构原型进行研究,通过控制效果的比较分析隔震技术在连体高层结构上的适用性。首先研究了在ANSYS软件中隔震支座的合理建模,采用若干Combine单元串联来反应隔震支座的动力特性,进而将隔震支座应用于主体结构,在地震激励下对比了结构位移、加速度响应,以及关键部位构件的内力响应。仿真结果验证了隔震支座在连体高层结构上应用的有效减振效果,同时计算也发现过大或过小的水平刚度都将影响隔震支座的控制效果。建模方法及计算结果都可为今后隔震技术在该类结构上的应用提供初步的理论依据。

非对称三塔连体超高层结构连廊施工方案研究

连体超高层结构属于大型复杂结构,时变特性显著。连廊作为连接各塔楼的纽带,其施工过程对整体结构安全性的影响较大,需要对其施工方案进行研究。以某非对称三塔连体超高层结构为研究对象,建立了该结构的数值模型。采用整体提升法和悬臂拼接法作为连廊的施工方案,分别进行了有限元计算,研究了不同施工方案下塔楼的竖向变形、连廊处各塔楼间的变形差、塔楼与连廊连接处单元的内力。结果表明:2种施工方案均不影响连体结构整体施工阶段的竖向变形规律。相较于整体提升法,悬臂拼接法将导致在连廊施工期间及竣工时刻塔楼结构产生更大的竖向变形、连廊处标高差及连廊连接处单元内力。整体提升法更适合本文研究对象的连廊施工。

多维多点输入下大跨度连体高层结构地震反应振动台阵试验研究

利用振动台阵在多维多点激励下对大跨度连体高层结构的地震响应进行了试验研究。试验中分别对结构输入了单维及多维、一致及不同视波速的行波激励以考察多维地震分量以及行波效应对结构地震响应的影响程度。试验结果表明:多维地震分量将增大结构地震响应;行波效应可能使连接部位关键杆件的应力有明显增大;同时考虑多维多点时结构沿强轴向加速度响应有所减小,而沿弱轴向加速度响应明显增大;连廊结构在考虑多维多点地震输入时其竖向地震响应将有明显放大。因此在对此类结构进行抗震设计时应考虑多维多点地震激励的影响。

多维多点激励下大跨度连体高层结构地震响应分析

对大跨度连体高层结构进行多维多点地震响应分析.首先建立大跨度连体高层结构多维多点地震动激励下的地震响应分析方法,研究多维地震分量及行波效应对结构地震响应的影响程度.进而数值仿真分析了一跨度为105 m的拟建连体高层结构在单维和多维地震动、一致及不同视波速的行波激励下的地震响应,并根据结构动力特性重点研究了大跨度高空连廊的地震响应.结果表明:一致激励下,考虑多维地震分量将增大结构地震响应;行波效应对竖向地震分量及结构地震响应的影响有明显的放大作用;行波效应对不同位置杆件的影响方式、影响程度都不相同,可能使杆件内力增大或减小,其对主塔与连廊连接区附近的斜撑的影响尤为显著;行波效应可能使高空连廊结构控制内力增大14.69%.因此,在对大跨度连体高层结构进行抗震设计时应考虑多维多点地震激励的影响.

连体高层结构水平耦联振动响应规律理论探讨

讨论了连体高层结构在水平地震作用下的耦联振动机理。提出一种"比例之比"理论方法,用以研究连体高层结构不同塔楼在地震作用下的相互"帮扶"规律,推导了基本表达式,在此基础上通过简化算例对理论分析的规律进行验证。基于振型参与系数的基本原理研究连接体对结构总地震力的影响规律,首先对单塔结构高阶振型的参与贡献进行分析,对比了采用伯努利-欧拉梁自由振动理论和假定振型法对高层结构高阶振型参与系数计算结果的一致性,并将假定振型法运用到连体高层结构高阶振型影响的分析中,给出连接体对连体结构总地震力影响规律的理论表达式,结果表明连接体的存在虽然增加了结构的刚度,但总的地震力仍有可能降低,通过简化案例的数值分析也验证了这一结论。

大跨度连体高层结构的局部倒塌及其防范措施

研究了大跨度连体高层结构在火灾作用下的结构特征和结构安全性,分析高空钢结构连廊发生局部倒塌可能性,根据大跨度连体高层结构的特点和特殊要求提出了几种适合于此类结构采用的防火及灭火措施。

某连体高层结构弹塑性时程分析

项目由相距15.6m的2个高99m的主塔楼及高位连接体组成,采用框架-核心筒结构体系。根据结构特征、构件部位及重要程度,针对不同设防水准的地震作用,制定了抗震性能目标。利用有限元软件PERFORM-3D对其进行7度罕遇地震下的弹塑性时程分析,分析中使用非线性纤维模型来模拟剪力墙弹塑性性能。给出结构变形及层间剪力、层倾覆力矩等整体计算结果,并对结构主要抗侧力构件进行性能校核。分析结果表明,罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角满足1/100的限值要求;结构构件损坏顺序和分布较为合理,能在一定程度上耗散地震能量;构件塑性发展满足预定的抗震性能目标,结构整体受力性能良好。

连体高层隔震结构地震反应分析

将隔震技术应用于连体高层结构,首先利用ANSYS建立了隔震支座的双线性力学模型,进而以某实际工程为原型建立了连体高层结构的抗震及隔震结构有限元模型。通过模态信息的对比发现采用隔震支座后结构前几阶周期有显著增大,同时影响连体结构的竖向振型出现阶次也有所增加。对比El Centro波激励下的响应时程可以看出,采用隔震支座可以显著减少主塔结构层间剪力、顶层加速度及结构关键部位的杆件应力,由此证明了隔震支座在该类结构上应用可以有效提高结构的抗震安全性。

某差异体量高层连体结构设计与分析

某连体建筑由52.35m高的框剪结构A塔楼和77.5m高的框筒结构B塔楼通过跨度为32.4m的单层钢连廊在47.75m高度上连接形成。两栋塔楼主体体量差异大,进行了4种连体连接方式的选型分析,确定了滑动支座设置于连廊上端的两端滑动的连接形式。重点分析了隔震连廊对主体结构的影响,结果表明连廊两端设置4个摩擦摆支座的弱连接形式,减弱了连体结构对主体结构的影响,主体结构可以分开单独进行分析设计。对整体模型进行了弹塑性分析,结果表明采用弱连接后,连体结构各构件达到性能目标的要求。对支承连体牛腿的有限元分析结果表明,牛腿采用三角桁架形式的布置及对应构造安全可靠。对连廊楼盖单人连续荷载及人群荷载分析结果表明,其舒适度满足规范要求。

长周期地震波作用下复杂高层连体结构的弹塑性动力响应分析

以一实际框架(型钢混凝土柱)—核心筒(混凝土)复杂连体结构为研究对象,首先分析其结构特性,并就其连接处楼板部分进行分析,以供实际方案借鉴。根据结构特性选择若干条地震波,利用等加速度的Newmark方法进行弹塑性动力时程分析。其中对结构在两条地震波作用下的动力时程特性分别进行Hilbert-Huang变换,采用响应峰值系数量化分析,并对结构在两类地震波下的动力响应均值进行分析。通过对复杂连体结构的位移响应、受力响应等的分析对比,探讨了长周期地震波作用下复杂连体结构的动力响应特性。结果表明:该结构有充足的承载及抗震性能;结构需要考虑在长周期地震作用下的安全性;上下连接体处地震能量相对集中,需采取适当的抗震构造措施来加强连体部分的结构性能。

高层连体结构变形调控施工技术研究

随着我国近年来对建筑投资规模的扩大,使得各种高层连体建筑大量出现。高层连体结构的建筑作为城市高层建筑中的一个新的发展动向,从视觉效果来看,更具建筑的特色。连体结构的形式有2种:一种是上承力结构;另一种是下承力结构。文章通过介绍高层连体结构的种类和特点,对结构变形调控施工控制做出分析,并对高层连体结构变形调控施工技术进行了探讨。

非对称超高层连体结构多点输入地震响应研究

非对称超高层连体结构属于一种复杂的高层结构,受力特点与单塔结构差别较大,当连体跨度较大时,两个塔楼底部地震动的差异性可能导致不同的地震响应结果。本文通过对"东方之门"这一超高层连体结构进行不同工况下的多点地震输入分析,研究了地震波的相位差、振动方向以及传播方向对连体结构地震响应的影响。结论表明,非对称连体结构在多点输入下的地震响应和两塔楼本身刚度差异大小、地震波相位差以及传播方向密切相关,通过合理调整塔楼刚度,可以有效减小结构在实际地震中的扭转效应。

大底盘对称双塔连体高层建筑结构的地震响应分析

本文运用振型分解反应谱法对大底盘对称双塔连体高层建筑结构的地震响应进行分析.结果表明:由于大底盘对称双塔结构两塔楼的相互影响很小,连体结构及其连接体位置变化对大底盘等高双塔结构的动力反应影响较小.

高层连体结构的动力特性分析

近年来,高层连体建筑在我国得到了广泛应用,但是目前对其抗震性能的研究较少。本文对高层连体建筑进行了仿真计算,给出了高层连体建筑的自振频率和振型,并对计算结果进行了分析说明,为高层连体建筑的抗震设计提供了一定的理论依据。研究结果表明,高层连体建筑结构是比较复杂的建筑结构,振型中不仅有横向、纵向振型,局部还有扭转及组合空间振型,说明该建筑结构的动力特性较为复杂。

连接方式对高层连体结构动力可靠度影响研究

针对高层连体结构受力特点,采用串并联质点系层模型建立了5种连接方式下连体结构计算模型,探讨了不同连接方式下连体结构耦联特性;将状态空间分析法、Bouc-Wen模型等效线性化与虚拟激励法相结合,求解不同连接方式下连体结构的平稳随机响应;利用获得的随机响应并结合动力可靠度理论,详细讨论了小震、大震下高层连体结构的动力可靠度以及不同连接方式对结构在大、小地震功率谱作用下连体结构动力可靠度的影响规律。研究结果表明:耗能柔性连接方式在小震下对提高结构动力可靠度效果较明显;大震下连接方式对塔楼的可靠度影响不明显,但对连体可靠度影响较大;当采用非耗能连接方式连接时,随连体与塔楼连接方式增强对毗邻塔楼可靠度影响显著,分析了结果产生的原因,为实际工程应用和研究提供一些参考。