考虑扭转耦联的大底盘非对称多塔楼建筑振动分析的振型数选取

结合工程计算实例 ,指出非对称高层建筑存在着平移和扭转振动 ,应采用CQC法进行振型组合。大底盘上非对称多塔楼在振动中存在相对独立性 ,当塔楼之间的刚度和质量分布相差较大时 ,振型与对称多塔楼结构存在着显著差别 ,对每栋塔楼均应选取足够的振型数 ,并提出了一种选取适当振型数的判定方法。     

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。     

底盘刚度对非对称双塔连体结构抗震的影响

大底盘非对称双塔连体结构是一种复杂的结构体系。运用ETABS对高塔45层矮塔30层的非对称双塔连体结构进行了地震反应分析,通过改变底盘层数,得到了周期、振型及各楼层侧移变化曲线。当底盘由2层逐渐增加至30层时,振型变化明显,周期先减小后增大,高、矮塔楼各楼层x、y方向位移的变化趋势基本一致,且对顶层影响最大。设计时既要避免底盘层数过少,导致楼层位移较大的情况;又要避免底盘层数过多,周期、塔顶侧移增大的现象。     

非对称多塔结构在水平地震作用下的反应

大底盘非对称结构的受力情况比对称结构更为复杂,文章分析了在水平地震作用下大底盘非对称多塔楼结构协同计算与各单塔独立计算时的地震反应,并指出多塔楼协同计算时,应选取足够数量的振型数才能使高阶振型中对地震反应起一定作用的振型考虑进去,以满足结构设计精度的要求。     

某带大底盘超高层双塔设计

对某带大底盘超高层双塔进行小震弹性、静力弹塑性分析。结果表明,带大底盘超高层双塔的振动具有一定耦联性,双塔的周期、振型不能简单地与某单塔的周期、振型对比,且在结构设计时,需要同时计算单塔和双塔,并进行包络设计;需要相应地提高结构的抗震性能目标,适当增加底盘的刚度,提高双塔之间塔楼、裙房及地下室的抗震等级;控制塔楼竖向构件的轴压比,加大塔楼和裙房之间的楼板厚度和配筋以传递水平地震作用。     

高地震烈度区大底盘双塔结构设计研究

基于某抗震设防烈度8度半区大底盘双塔结构,通过多种计算模型(整体、单塔、多塔切除纯裙房、切除大底盘以上塔楼、不同底盘相对高度)和计算方法(反应谱、弹性时程、弹塑性时程),分析结构周期、振型及振型质量参与系数、层剪力、底盘相对高度、扭转等因素的影响。研究表明:采用规范反应谱法时,各阶振型对不同结构部位的激励是大底盘结构分析的关键。低阶振型对大底盘的激励不足,高阶振型影响较大。因此地震作用下整体模型相对单塔模型的层剪力明显增大;且大底盘不只是影响底部区域,而是放大了塔楼全高的层剪力,楼层越高放大系数越大;在高烈度地震区,大底盘对结构整体指标及构件设计均有显著影响,大底盘楼板水平剪应力的影响有可能超过正应力。     

双塔楼连体结构抗震性能分析

针对连体结构中连接体与塔楼的连接方式、连接体的刚度变化以及连接体的位置上下变化不同的情况,用弹性反应谱分析方法分别对对称的连体结构和非对称的连体结构进行抗震计算,分析结构地震反应,得出了连接体的支座形式变化和连接体的刚度变化对对称和非对称连体结构的动力反应影响都较小和在双塔间设置了连接体后可提高结构的整体刚度、自振周期变短等结论,并对其抗震性能进行了评估。     

某医院大底盘结构设计

以山西某医院新院医疗综合楼为例,介绍了大底盘多塔楼结构设计的特点,并根据地下室与上一层的上下刚度比,确定了多塔楼结构设计中上部结构的嵌固部位,对结构计算模型的选取有重要的意义。     

结构设计有关问题的探讨（二）

六、多塔结构(一)《高规》中的有关规定1、关于结构布置,规定多塔楼结构各塔楼的层数、平面和刚度宜接近,塔楼对底盘宜对称布置,塔楼结构与底盘结构质心的距离不宜大于底盘相应边长的20%;抗震设计时,转换层不宜设置在底盘屋面的上层塔楼内,否则应采取有效抗震措施。2、关于底盘     

深圳远洋中心大底盘双塔楼带转换层结构抗震分析

通过深圳远洋中心结构的弹性和弹塑性地震反应计算以及转换层及其上下楼层的局部结构的有限元分析,讨论了高位转换双塔结构抗震设计中的若干问题。计算结果表明,大底盘双塔结构塔楼之间存在平扭耦联空间振型;型钢混凝土转换箱梁能有效地传递上部结构传下来的力,但在转换箱梁与内筒连接部位、箱梁底板与顶板在筒体周围以及框架柱的位置存在应力集中;在转换层附近、塔楼与裙房连接附近以及设备层附近结构刚度有不同程度的突变。     

上海中心大厦悬挂式幕墙支撑结构竖向地震作用反应分析

当悬挂结构自身的竖向振动周期与其支承结构的竖向振动周期接近,将出现二次共振现象,即产生竖向振动的“鞭梢效应”,从而导致悬挂结构自身及其支承结构的竖向地震作用反应都显著增大。上海中心大厦采用分区悬挂的柔性幕墙支撑结构,每个分区悬挂的幕墙质量大、支承结构刚度弱、悬挂高度高、自振周期与主楼接近,其竖向地震作用反应不容忽视。采用反应谱和弹性时程分析方法,对上海中心悬挂式幕墙支撑结构在竖向地震作用下的结构自振特性、竖向加速度、竖向位移等反应进行了分析。结果表明：悬挂式的幕墙支撑结构竖向地震作用反应显著,幕墙支撑结构的竖向地震作用反应随结构高度增加而增大;高区吊杆轴重比较低区增大约1.2倍,高区吊点加速度反应较低区增加约1.5倍;在相同分区,由于吊杆弹性放大作用,幕墙支撑结构底部的轴重比、加速度、位移反应分别较顶部增大20%、50%、100%。     

地面角钢塔及楼顶角钢塔的基本自振周期研究

角钢塔基本自振周期计算影响到风荷载及地震作用计算,自振周期与结构质量和刚度的分布情况相关。通过求解刚度矩阵和质量矩阵可得到角钢塔的自振周期,计算时应考虑角钢塔平台的设置位置、数量以及下部建筑物的影响。为此建立有限元模型,计算分析各种情况下的角钢塔自振周期。计算结果表明,顶部平台对自振周期影响很大,且平台高度越大对自振周期影响权重越大;下部混凝土建筑对自振周期影响很大,自振周期计算时应考虑整体结构的影响。混凝土建筑物高度大于角钢塔时,可直接选取混凝土结构自振周期作为角钢塔自振周期。根据计算结果拟合得到的简化公式,对角钢塔的设计具有参考价值。     

弹性支撑拱结构的动力特性研究

以三次B样条函数的线性组合作为拱结构位移振型函数,根据哈密顿原理推导出了弹性支撑拱结构的频率方程,考虑了拱脚处集中质量的附加惯性力等因素的影响,计算分析了竖向弹性支撑和旋转弹性支撑对拱结构动力特性的影响,提出了竖向临界刚度系数的概念。研究结果表明:竖向弹性支撑会使拱结构的基本频率减小,当矢跨比为0.1左右时影响最为显著,同时还会改变拱结构振型序列特点;竖向临界刚度系数是拱结构动力特性的分界点,此时拱结构的基本频率和第二频率几乎相等,若竖向支撑刚度系数小于临界刚度系数,结构的第1阶振型是对称的,而第2阶振型是反对称的,与刚性支撑拱结构的振型序列不同;若竖向支撑刚度系数大于临界刚度系数,结构的第1阶振型是反对称的,而第2阶振型是对称的,与刚性支撑拱结构的振型序列相同;旋转弹性支撑会使拱结构的基本频率减小,但并不改变其振型序列特点。     

带转换板高层建筑结构的模态分析

通过对带转换板高层建筑的空间结构分析,论述了板式转换层对结构自振周期的影响。由于转换板自身大质量和刚度的影响,减小了结构的自振周期,对高层建筑结构的设计提供参考。     

深基坑桩锚支护中桩内力变化规律数值模拟研究

为了解深基坑桩锚支护结构的工作性能,考虑到桩、锚索和土相互作用的情况下,采用FLAC^3D对桩锚支护结构在不同工况下受力特性进行了模拟与研究,本文仅讨论桩的受力变化规律。研究表明:随着基坑开挖深度的增加,桩身轴力值、剪力值逐渐增加,在基坑底面处达到最大;不同的桩长度、锚索长度及预应力值大小对桩身轴力、剪力值的变化影响较小;桩身刚度存在一个最佳值,无限度增加和减小桩身刚度分别会造成经济浪费和不安全因素。所得变化规律曲线与现场试验、理论计算得到的桩内力变化曲线形式和发展趋势相吻合,进一步解释了桩锚支护结构中桩与土的相互作用机理,为桩锚支护优化设计提供一些参考。     

接触面刚度对双排桩支护结构的影响分析

在深基坑支护结构的科学研究和实际工程设计计算中,有限元数值分析方法得到了越来越广泛的运用。目前一般通过设置接触面单元来模拟支护结构与土之间的相互作用。但在实际应用过程中,接触面参数的取值问题给模拟计算结果带来了许多不确定性,目前其取值仍是一个比较棘手的问题。利用Goodman接触面单元模拟了双排桩支护结构与周围土体之间的相互作用,通过改变Goodman接触面单元的初始法向刚度及初始切向刚度,分析了其变化对双排桩支护结构水平位移、桩顶竖直位移及周围土体沉降及坑底隆起量的影响,对双排桩支护基坑数值分析时接触面初始刚度系数的选取具有重要意义。     

大底盘双塔结构底盘刚度对结构受力影响

结合大底盘双塔结构特点,通过实例计算,采用工程分析软件PKPM中的SATWE,EPDA等模块分析了大底盘双塔结构随底盘刚度变化对结构自振周期、最大楼层位移和最大层间位移角的影响,总结得出了相应变化规律,可为以后同类结构分析和设计提供指导。     

剪力墙平面布置对异形柱框剪结构地震响应的影响分析

通过调整某异形柱框架-剪力墙结构的剪力墙布置方案,进行改进后模型的模态分析和弹性时程分析,研究剪力墙和异形柱不同平面布置对地震响应的影响。分析发现,改进后模型的抗震性能显著提高,底部剪力变化不大,最大楼层位移和结构自振周期得到明显改善,最大楼层位移值减小14.4%,自振周期减小4.34%。     

钢筋混凝土结构重力二阶效应分析

介绍了P-Δ效应分析中常见的4种基本方法:基于几何刚度的有限元方法、基于等效水平力的有限元迭代方法、折减弹性抗弯刚度的有限元法以及结构位移和构件内力增大系数法,并对各种方法的特点作了简要分析。对"结构在考虑P-Δ效应后其自振周期发生变化"的情况进行了讨论,并指出其合理性。最后通过算例,研究了P-Δ效应在不同高度的钢筋混凝土高层建筑的总体结构反应中所占的可能的比例,以及考虑P-Δ效应时地震作用和风荷载引起的层间位移的变化规律。     

外包钢加固框架弹塑性地震反应分析

采用外包钢加固框架底层柱后,整体结构的质量、刚度、周期等发生了较大变化,应进行整体结构的地震反应分析。结合具体的工程实例,采用有限元程序SAP2000,对外包钢加固后某5层钢筋混凝土框架结构进行抗震性能的弹塑性分析,计算结果可为抗震设计提供参考。