多维多点激励下某多塔连体结构地震反应分析

杭州市市民中心工程是一高位隔震大跨度多塔连体结构,6个主塔楼在高位采用隔震支座与6个大跨度钢结构连廊连接成一整体,整个连体结构外环周长达606m,故有必要进行多维多点输入地震反应分析。采用谐波叠加方法和快速傅里叶变换技术,合成了与建筑抗震设计规范(GB 50011—2001)反应谱相吻合的空间相关地震波,同时提出采用相关函数对人工模拟地震波在时域内进行检验的方法。利用模拟地震波对该工程进行多维、多点激励下的非线性时程分析,结果表明:在双向地震动作用下,考虑多点激励会使连廊杆件轴力、连廊与主塔楼间的隔震支座位移有较大增加,其中行波效应影响尤为明显,但多点激励对主塔楼内力和位移影响很小。     

高层多塔连体结构连廊随机地震反应分析

在多点激励地震反应分析中,传统的随机振动分析方法存在数值积分耗时太长的问题。为了克服这一缺点,ANSYS通过对输入功率谱采用对数形式的分段线性表示,然后采用解析解积分方式进行随机振动求解,计算效率精确高效。采用该方法对一高位隔震多塔连体结构进行双向水平地震动作用下多点激励随机地震响应分析,并对空间变化地震动作用下连廊桁架杆件内力响应极大值的均值进行比较分析。分析结果表明:在水平双向地震动作用下,考虑行波效应和部分相干效应会使连廊杆件轴力有所增大,在设计时应引起重视。     

大底盘多塔连体复杂体型高层建筑结构设计

随着房屋需求的不断增长,城市土地变得稀缺。在住宅以及商业建筑中,多栋高层建筑加上地下室成为了设计趋势。多栋高层连为一体,结构变动更加复杂,底盘较大,相互连体,称为大底盘多塔连体复杂体型的高层建筑。     

某多塔连体高层结构抗震性能化分析

某多塔连体高层建筑由3栋高度不同的高层建筑和高位钢结构连接体组成,连接体与主体结构之间设置摩擦摆隔震支座,支座位移较大的位置设置黏滞阻尼器。对整体结构进行了考虑支座非线性的整体建模分析,并与单塔独立模型的模拟结果进行对比。结果表明：设计所选用的弱连接有效减小了连接体对主体结构的影响,设置摩擦摆隔震支座和黏滞阻尼器减小了各塔楼的地震响应。最后,对整体结构进行了动力弹塑性时程分析,研究了结构的位移和层剪力、摩擦摆隔震支座和阻尼器的响应以及构件的损伤变化过程。结果表明：整体结构、摩擦摆隔震支座和黏滞阻尼器、结构构件均满足预定的抗震性能设计目标,该多塔结构在罕遇地震作用下的弹塑性反应及破坏机制,符合结构工程抗震概念设计的要求。     

竖向地震作用下双塔连体结构非线性时程分析

地震作用下双塔连体结构体系的变形和内力分布较为复杂,结构中设置的连体部分在一定程度上会提高竖向地震作用对结构的影响。针对某一顶部连体双塔结构,采用NosaCAD有限元软件建立结构的整体非线性分析模型。对计算模型进行输入水平向、竖直向地震波和只输入水平向地震波两种不同工况的动力时程分析,通过对比两种工况下结构的动力响应,研究竖向地震对该连体结构地震反应的影响。分析表明:竖向地震作用对结构的水平位移基本没有影响,对结构竖向位移有一定影响,但影响较小;竖向地震作用对连体部分跨中杆件的内力有一定影响。     

高位弱连接连体桁架竖向地震作用系数研究

采用谐波合成理论,合成了与《建筑抗震设计规范》相吻合的空间相关地震波,采用空间相关地震波对某大跨度高位弱连接连体桁架进行竖向一致、行波激励下地震响应时程分析,结果表明:一致地震动激励下,大跨度高位连体桁架竖向地震作用系数比现行《建筑抗震设计规范》推荐的系数明显偏大,平均增幅达60%左右。另外,竖向行波激励能减小连体桁架的动力响应,设计时不需考虑竖向地震行波效应。     

高层建筑结构非线性地震反应分析的竖向空间子结构法

对原竖向空间子结构法进行了改进,使竖向空间子结构的划分更趋简单,便于计算机进行前处理,自动形成结构力学分析的原始数据;子结构内部能处理各种复杂平、立面情况,避免了因子结构划分过细导致的计算工作量的增加;减少了边界节点总数;子结构间无需连接单元,结构分析仅有统一的竖向空间子结构模式,便于计算机编程,本文作者采用FORTRAN语言编制了相应的结构非线性地震反应分析程序,并进行算例分析。分析结果表明,竖向空间子结构法特别适合于多塔联体结构的非线性动力分析。     

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。     

连体刚度对双塔连体高层建筑地震响应的影响

在对双塔连体高层建筑结构进行结构分析时,对连体的处理通常有二种简化方法：一是不考虑连体的作用而把两塔楼分立开来;二是把两塔楼楼层和连体楼层一起当作一刚性楼层。前者不能考虑到连体对结构的影响;后者显然又过高估计了连体的作用,在连体刚度不是很大时会有很大的误差。本文采用较为严密的计算模式,对主结构采用凝聚模型,把连体看作一弹性梁,可以弥补这两种简便算法的不足。应用时程分析法,就对称和非对称双塔连体结构,分析了连体刚度变化对结构动力特性和地震响应的影响,并探讨了上述两种简便算法的适用条件。     

地铁上盖层间隔震结构竖向地震响应

为了考察地铁上盖大底盘-层间隔震塔楼在竖向地震作用下的响应,对大底盘-层间隔震塔楼竖向振型的特点、周期和振型质量参与系数进行了分析。在设防烈度竖向地震作用下,通过振型分解反应谱法和时程分析法考察大底盘-层间隔震塔楼结构的基底剪力、隔震垫反力和转换梁内力,研究塔楼高度、隔震层竖向刚度等参数对大底盘-层间隔震塔楼竖向地震响应的影响。结果表明:大底盘-层间隔震塔楼结构存在塔楼竖向主振型,随着塔楼高度增高,竖向主振型的周期和振型质量参与系数逐渐加大; 在设防烈度竖向地震作用下,塔楼底部竖向地震力与重力荷载代表值之比(垂重比)的平均值为0.35,比非隔震塔楼平均增大4.6%; 隔震垫竖向地震反力与重力荷载代表值下反力之比(反力比)的平均值为0.30; 大底盘转换梁竖向地震下弯矩与重力荷载代表值下弯矩之比(弯矩比)的平均值为0.31; 随着塔楼高度增大,垂重比、隔震垫竖向反力比以及转换梁弯矩比均相应减小。     

半刚性连接组合框架地震反应分析

本文采用SAP2000程序建立了半刚性连接组合框架的有限元模型,基于半刚性组合节点试验所得到的滞回模型,研究了半刚性连接组合框架的地震反应特征,并分析了连接刚度变化对多层组合钢框架动力特性的影响,比较了框架中不同位置连接的耗能能力.分析结果表明,连接柔度会降低结构的低阶自振周期,但是对高阶模态影响则很小.地震作用下半刚性连接组合框架的位移反应不一定大于对应的刚接组合框架,而地震剪力则减小.框架中的边节点耗散的地震能量多于中间节点,而底层节点耗散的能量又多于中间层和顶层节点.     

土-结构相互作用对双塔连体结构的地震反应分析

利用ANSYS程序建立了考虑和不考虑土-结构相互作用的双塔连体结构三维有限元分析模型,对水平地震作用下的这两个模型进行对比分析。计算结果表明:在考虑土-结构相互作用后,结构的地震反应如自振周期、位移、地震剪力都受到明显的影响,应予以重视。     

阻尼连廊位置对高层连体结构地震响应的影响

以阻尼连廊(阻尼器采用粘弹性阻尼器)连接的高层连体结构为例,采用串并联质点系层模型分析了非对称连体结构的振动方程,讨论了阻尼连廊位置在各楼层间发牛变动时结构自振周期的变化规律,并对该结构体系沿连廊设置方向施加EL-Centr01940地震波,采用动力时程分析方法分析当连接体位置发生变化时该连体结构的抗震性能变化规律,得出了几点有用的结论以供实际工程应用参考.     

某花园大厦的三维地震反应分析

本文按照现行抗震设计规范,利用三维有限元软件ＡＮＳＹＳ,对某２７层花园大厦的主体建筑进行了振型分析和地震时程反应分析。得到了该建筑物的自振特性及其在多遇、设防烈度和罕遇地震作用下内力、位移分布和结构物的薄弱环节,并对该建筑物的抗震性能进行讨论。     

大跨度张弦桁架竖向地震作用下动力特性研究

在建立60,80,100,125,150m跨度张弦桁架模型的基础上,进行了自振特性分析。采用振型分解反应谱法和时程分析方法对竖向地震作用进行了分析,得到了小震、大震作用下动内力分布规律。计算分析了高跨比、预应力、斜放等因素的影响。对结果的统计分析表明,各模型具有相同的动内力分布特点,总结了张弦桁架动内力计算简图及参数,结果可供张弦桁架设计参考。     

高层建筑巨型结构体系的竖向地震作用

为满足现代高层建筑的多功能和多用途需要,巨型结构体系在国内外高层层和超高层建筑中已 逐渐得到应用。本文建立了巨型框架结构体系在竖向地震作用下的分析模型及相应的分析方法,其中包括反应谱分析及时程分析,通过具体算例和分析表明竖向地震对此类结构的作用是十分显著的,在巨型结构体系的分析和设计中,竖向地震力是不可忽视,本文进一步地指出：在分析此类结构的地震作用时,“层模型”是不适用的。     

某连体高层住宅结构抗震设计

高层住宅中连体复杂结构一般运用较少,连体结构件布置对建筑使用功能影响较大,尤其住宅空间较小。该工程利用1层高度空间设置劲性混凝土桁架,通过结构方案比选,采用2种结构设计计算软件分析比较,提出加强结构抗震构造措施和施工方案的选择。     

装有3DB的三维隔震建筑的平扭-竖向地震反应分析

首先提出了一种铅芯橡胶碟簧三维隔震支座(3DB)。它由铅芯叠层橡胶支座LRB和加有阻尼材料的碟形弹簧支座DSB串联组成,能有效地解决三维隔震支座竖向阻尼的难题,并可以有效地抑制摇摆。然后,建立了3DB三维隔震框架结构多维地震反应的分析模型和运动方程,并以一栋五层3DB三维基础隔震框架结构为例,对其多维地震反应进行了仿真分析。研究结果表明,本文提出的3DB能简单有效地解决建筑结构的三维基础隔震问题,装有3DB的隔震建筑的多维地震反应降低了50％以上。