双塔连体高层混合结构抗震性能研究

外钢框架-混凝土核心筒结构体系被认为是适合我国国情的高层建筑结构体系之一,我国已有多个采用这种结构体系的单塔楼工程实例,但对双塔连体高层混合结构的研究较少。本文针对上海国际设计中心不等高双塔连体混合结构,进行了7度多遇地震、基本烈度、罕遇地震和8度罕遇地震阶段的模拟地震振动台试验研究,得到了结构的破坏模式,并对模型结构和原型结构的动力反应进行了详细的分析,最后提出了此类结构设计的一些建议。研究表明,高位连体的竖向地震反应比较明显,设计中应适当考虑动力放大效应;在各水准地震作用下结构整体变形均呈现弯曲型;主塔楼核心筒在中震下可以保证"不坏",但结构小震下的层间位移略超过规范限值。     

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。     

复杂超限大跨连体结构设计

某大厦由两塔楼和高位连体钢结构桁架组成。本文介绍了连体钢桁架的设计重点,以及基于性能化设计的评价。分析结果表明,结构能满足预期的抗震性能目标,通过弹塑性分析对薄弱构件和薄弱层采取相应的加强措施。     

双塔连体结构弹塑性时程分析

双塔连体结构是我国实际工程中应用越来越多的一种结构形式.该结构形式是在两塔楼顶部设置连体部分的新型建筑结构形式.本文针对某一连体结构,采用NosaCAD有限元软件建立整体结构分析模型.通过建立模型,分析结构在7度多遇和罕遇地震下的弹塑性时程反应,得到结构在地震作用下的变形、内力和破坏情况的变化过程.结果表明,小震情况下...     

多层隔震结构的竖向地震作用研究

国外对隔震结构竖向地震反应的观测结果和对隔震结构竖向地震作用计算的规定,都与我国抗震规范有较大差别。本文通过反应谱和时程分析,讨论了多层隔震结构的竖向地震作用取值及竖向地震作用效应,对我国抗震规范的有关规定作了探讨,认为除位于近断层附近的隔震建筑外,其它隔震结构的竖向地震作用可取与不隔震结构相同;对于多层隔震建筑,多遇地震下可不考虑竖向地震作用,在罕遇地震下,应对所有隔震结构验算支座是否受拉或失稳,并且组合时应计入竖向地震作用效应。     

不对称大底板多塔楼隔震结构的地震响应分析

针对不对称大底板多塔楼隔震结构体系,通过建立地震响应的动力分析简化模型,推导出不对称大底板多塔楼隔震结构体系地震作用下的运动方程。对一实际的不对称大底板多塔楼隔震结构进行地震响应仿真分析,探讨塔楼质量偏心率和塔楼质量比对结构周期比、位移比和层剪力比的影响。结果显示,不对称大底板多塔楼隔震结构扭转角主要由隔震层产生;与不隔震结构相比,不对称大底板多塔楼隔震体系的扭转角减小,可取得较好的减震效果;塔楼与底板的位置分布和质量分布会影响体系的扭转效应和减震效果,应尽量使塔楼的质心与底板质心重合,塔楼质量分布均匀,以减小结构的扭转效应,提高减震效果。     

石家庄之门大跨连体超限高层结构抗震分析

石家庄之门为双塔高层混凝土框架剪力墙结构,该结构顶部3层通过钢结构连接体将2个塔楼刚性连接,为大跨连体超限高层结构。设计中对结构的薄弱位置采取了相应的抗震措施予以加强。运用多种空间有限元结构分析软件,对结构进行多遇地震下振型分解反应谱法计算分析、弹性时程分析和罕遇地震下的静力弹塑性分析,该工程结构主要设计指标均满足规范要求,混凝土结构主体及钢结构连接体承载力和延性较好。     

西安站改东配楼碰撞效应及影响因素研究

连接单元与主体结构的碰撞效应是引起连体结构损坏和塌落的重要原因,以西安站改东配楼为背景,采用Kelvin单元对该不规则复杂连体结构进行了碰撞效应分析,研究了碰撞效应对桁架支座位移及碰撞力的影响,分析桁架及关键构件的内力、位移及塑性铰出铰机制,讨论了接触刚度和初始间隙对碰撞效应的影响规律。结果表明:强震作用下,复杂连体结构极易产生碰撞,其对桁架、框架梁柱的内力和位移有显著放大作用,使连接体的塑性铰明显增多,均进入"立即使用"状态。建议该连体结构碰撞效应分析的接触刚度取大于主框架梁轴向刚度的数值5×10~6k N/m;初始间隙取值大于0. 2 m时,支座处的碰撞力消失。     

非对称双塔连体结构柔性连接体系参数研究

基于非对称双塔连体结构柔性连接体系的3自由度（3-DOF）力学模型,利用虚拟激励法分析了连接构件的频率比、阻尼比和质量比等参数对该复杂结构体系地震反应的影响。根据不同的控制目标,得到了非对称双塔连体结构柔性连接体系支座优化设计参数变化规律和连接参数的优化组合,可用来指导此类结构的减震初步设计。最后以某实际工程为算例进行数值分析,验证了优化理论的正确性。     

空腹桁架式连体结构动力性能分析

为找出适合于大跨高层连体建筑的连接体型式,采用静力和地震反应谱分析法对一实际工程采用普通空腹桁架,混合空腹桁架、托梁及吊梁这4种方案进行了计算分析。结果表明:和普通空腹桁架方案相比,混合空腹桁架方案能明显减小端部上、下弦杆的弯矩和剪力峰值及调整结构刚度。与托梁及吊梁方案比较,混合空腹桁架方案的楼层刚度、质量分布比较均匀,具有良好的抗震性能、延性和整体性,支撑处结构的应力集中现象得到明显改善。因此建议在大跨高层连体建筑中,连接体选型采用混合空腹桁架为宜。     

大跨度钢桁架转换层结构的竖向地震反应分析

对某一带钢桁架转换层的复杂高层结构进行了有限元建模,分别采用振型分解反应谱法、时程分析法和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的设计反应谱法对大跨高位钢桁架转换层结构的竖向地震响应进行了分析.对采用振型分解反应谱法计算此类结构响应时所要选取的振型数及振型组合方法进行了探讨,并对规范采用10％的重力荷载代表值...     

交错桁架多层钢结构推倒分析方法研究

随着基于性能的抗震设计思想的发展,推倒分析开始成为罕遇地震下多、高层结构抗震设计的有力工具。本文以交错桁架多层钢结构为例,采用推倒分析对其在E l Centro波作用下的地震反应进行研究,分别采用位移系数法和能力谱法确定结构目标位移,同时进行结构在相同地震动下的弹塑性时程分析。研究表明,推倒分析能准确地评价交错桁架多层钢结构的抗震性能,采用位移系数法和能力谱法确定的结构顶点侧移均与弹塑性时程分析吻合较好,对层间位移及塑性铰分布的预测,能力谱法比位移系数法更为准确。     

Pushover analysis procedure for systems considering SSI effects based on capacity spectrum method

This paper presents a new procedure to transform an SSI system into an equivalent SDOF system using twice equivalence. A pushover analysis procedure based on the capacity spectrum method for buildings with SSI effects （PASSI） is then established based on the equivalent SDOF system, and the modified response spectrum and equivalent capacity spectrum are obtained. Furthermore, the approximate formulas to obtain the dynamic stiffness of foundations are suggested. Three steel buildings with different story heights （3, 9 and 20） including SSI effects are analyzed under two far-field and two near-field historical records and an artificial seismic time history using the two PASSI procedures and the nonlinear response history analysis （NLhRHA） method. The results are compared and discussed. Finally, combined with seismic design response spectrum, the nonlinear seismic response of a 9-story building with SSI effects is analyzed using the PASSI procedures, and its seismic performance is evaluated according to the Chinese ＇Code for Seismic Design of Buildings. The feasibility of the proposed procedure is verified.     

仿古建筑的隔震加固研究

为对具有传统文化的仿古建筑在不破坏其原有建筑风貌的基础上进行抗震加固,将隔震技术应用于仿古建筑。采用数值模拟的方法研究仿古建筑隔震,建立隔震与非隔震两种有限元计算分析模型,并对加固前、后模型进行动力时程分析。通过输入不同频谱的El Centro Site波、Taft波和RH1TG055波,对比分析两种模型在地震作用下的位移、加速度时程曲线。结果表明：采用隔震技术加固方案后,结构的地震响应得到明显的降低,从而显著地提高了结构的抗震能力。利用该方法加固,节约造价,施工方便,可供同类工程参考。     

高层钢结构基于均匀损伤设计的整体抗震能力提高方法

本文主要研究如何通过合理设计来提高高层钢结构的整体抗震能力。首先,给出了高层钢结构的非线性计算模型;其次,建立了高层钢结构在强地震动作用下的倒塌失效模式的极限状态判别准则;然后,通过模态pushover分析,研究了高层钢结构在水平地震作用下的损伤规律;最后,重点研究了高层钢结构的整体抗震能力的提高方法,提出了均匀损伤的设计方法,该方法通过消除结构的薄弱层,来达到提高高层钢结构的整体抗震能力的目的。通过对两栋20层的高层钢框架结构进行极限时程分析和极限pushover分析,验证了文中提出的均匀损伤的设计方法的可行性。本文的工作可为高层钢结构的抗地震倒塌设计提供参考依据。     

钢混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构抗震性能试验研究

工业建筑结构体系取决于生产工艺及使用要求,生产工艺的复杂性往往导致复杂的结构形式。为了满足工艺要求,形成了一类钢筋混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构。为了研究其抗震性能,选取一实际结构,取1/4子结构,模拟边界条件,按1/8缩尺比制作模型。对模型进行动力特性测试,选择El Centro波(1940 NS)对模型进行拟动力试验,再进行拟静力试验,试验得到了该结构的动力特性参数及在地震作用下的动力反应。分析了结构自振频率及阻尼比变化,变形性能,滞回性能和破坏模式等;在试验基础上,给出了结构水平承载力的计算公式,为建立该类结构的抗震设计方法提供依据。     

支座沉降对大跨度钢结构连廊地震受力性能影响分析

在大跨度钢结构连廊的地震冲击影响分析中支座沉降都被忽略,而分析其受力情况对抗震性影响至关重要。研究支座沉降对大跨度钢结构连廊在地震中的受力性能变化,建立连廊结构在地震中的受力模型。做法为模型设定一个沉降量,计算支座沉降时,在地震冲击下连廊(包括钢框架和钢桁架)附加内力,再利用结构力学方法得到连廊附加弯矩图,得出沉降量对连廊钢框架地震冲击表达式,利用SAP2000软件分析不同沉降量下连廊钢桁架结构内力变化情况,得到连廊上、下弦杆在地震作用下的最大弯矩和最大轴拉力。实验结果表明,计算得到支座沉降后,连廊上弦杆和腹杆内动力系数最大值分别为0.17、0.15,比传统的时程分析法更接近相关规定值0.16,结果准确。     

地震动竖向分量对铁路房屋的地震响应性能影响

为了提高铁路房屋的抗震能力,分析地震动竖向分量对铁路房屋的地震响应性能,提出基于荷载—变形关系联合评估的地震动竖向分量对铁路房屋的地震响应评估模型。构建地震动竖向分量的力学响应评估模型,识别铁路房屋的地震屈服响应参数,采用荷载—变形关系和极限荷载结合的方法进行铁路房屋的地震屈服响应应力评估,分析地震动竖向分量对铁路房屋的响应。建立动量平衡方程和弯矩平衡方程,构建铁路房屋的地震响应的三阶段荷载—变形模式,实现地震动竖向分量对铁路房屋的地震响应性能评估模型的优化设计。测试结果表明,采用该模型能有效分析地震动竖向分量对铁路房屋的地震响应性能影响,Simulink仿真结果和有限元模拟结果的准确性较高,力学参数辨识性能优越,计算结果准确可靠。     

错位转换层位置对高层建筑竖向构件受力性能影响的研究

作为一种新型转换层结构——错位转换层结构,其竖向位置的移动对高层结构在水平地震作用下竖向构件受力性能有何影响目前尚未见文献报道。采用有限元程序对高层带错位转换层结构进行了水平地震作用下的时程反应和反应谱分析．分析了上部转换层和下部转换层相对位置保持不变的情况下．整体改变错位转换层位置对结构地震作用、剪力及竖向构件内力的影响。分析研究发现。错位转换层整体位置的竖向移动对结构整体剪力、上部转换层下承托墙肢内力、上部转换层框支剪力墙内力影响不大．但对落地剪力墙、上部转换层下框支柱和下部转换层梁托柱内力有较大影响。