带刚性伸臂减震层高层结构抗震性能对比与分析

通过推导三角形形式钢管伸臂对有效层间位移的放大公式,得到了带刚性伸臂减震层高层结构中黏滞阻尼器的模态附加阻尼比计算公式.以一个框架-核心筒结构为例,对其分别设置刚性伸臂减震层、对角支撑减震层及加强层在近场脉冲波和非脉冲波作用下的抗震性能进行了对比与分析.结果表明,带刚性伸臂减震层高层结构的抗震性能在3类结构中最为优越,而脉冲波则会导致层间位移等性能指标大幅增加,设计时不容忽视.同时,带刚性伸臂减震高层结构抗震性能的提高与剪力墙到外框柱轴线间的距离成正比,与层高成反比,与阻尼器竖向夹角的余弦相关.     

虚伸臂的适用性研究

介绍了虚伸臂的概念及带虚伸臂结构的平面模型,利用三个算例比较了虚伸臂在不同结构中的作用大小.结合平面模型和算例分析了虚伸臂作用大小不同的原因,结果表明结构外框柱布置对虚伸臂作用大小影响很大:当外框柱分布越靠近外侧时虚伸臂作用越大,相反则作用越小.得到的结论为虚伸臂最适用于角柱是巨柱的结构,而角柱缺失的结构最不适用.虚伸臂对结构顶点位移和最大层间位移角的影响程度相当,在设计虚伸臂时可以以顶点位移变化为主要依据,而虚伸臂的位置对其作用效果影响很大,设计时应予以重视.     

钢筋混凝土简体结构的抗震性能分析研究

针对某29层的钢筋混凝土筒体结构建筑,在建立空间杆系-层模型的基础上,对三种不同水平加强层设置的混凝土超高层筒体结构进行地震作用下的计算分析,并对不同结构布置进行比较,总结出此类超高层结构在设置加强层后结构内力及抗震性能的变化规律,对带加强层筒体结构的设计和构造措施作一些探讨．     

基于抗震性能带转换层框剪结构优化分析

框剪结构中转换层的设置高度优化对结构的抗震性能具有非常重要的影响.转换层以上结构为剪力墙,下部设置框架结构.本文共建立四种框剪结构有限元分析模型,分别为转换层设置在结构的第5层、第8层、第10层和第13层.对各结构方案的自振周期比较采用反应谱分析法分析.对常遇地震作用下结构的抗震分析采用弹性动力时程法分析,选用三种地震波,人工波一种和天然波两种,比较各个结构方案的最大楼层位移和层间位移角.分析结果表明:越高位置设置转换层越不利于结构的抗震,反之,则对抗震有利.但也不能盲目地设置太低,所以建议转换层设置在结构地面以上的1/3处左右.     

设置变刚度加强层的框架-核心筒结构抗震性能研究

针对框架-核心筒并设置加强层结构的特点,提出变刚度加强层的结构形式,并对设置等刚度加强层和变刚度加强层2种伸臂形式的结构进行弹性地震反应分析及静力弹塑性分析,对设置加强层结构的侧移、主要受力构件内力、结构塑性铰出现的位置和次序进行了分析。结果表明,变刚度加强层可以缓解高层建筑设置加强层后产生刚度突变带来的一些问题,并可以保证结构在罕遇地震下,加强层首先屈服,即满足"强筒体弱伸臂"的抗震设计要求。     

巨型框-筒结构的地震反应分析

采用空间有限元计算模型和时程分析方法,分析巨型框-筒结构的地震反应,比较巨型框-筒结构与普通框-筒结构的抗震性能．结果表明：两者的受力性能相似,巨型框-筒结构的前2阶自振周期比普通框-筒结构稍大,而其后13阶自振周期均比普通框-筒结构小;两者的振型图相似,第3、6阶振型以扭转为主;迁安地震波、EL Centro地震波和天津宁河地震波作用下,2种结构在控制结构体系的顶点位移、顶层速度、最大楼层加速度相差均不超过7％,而底层剪力、弯矩相差略大,且巨型框-筒的底层最大弯矩均小于普通框-筒;罕遇地震作用下,结构的顶层位移、速度、加速度反应谱相似．说明巨型框-筒结构具有良好的抗震性能,可以用于高层建筑的抗震设计．     

地震波输入角度对钢网格盒式束筒结构响应的影响

为研究空间钢网格盒式束筒结构在地震作用下的弹塑性性能,采用ETABS有限元软件建立数值模型.通过改变地震波输入角度,对钢网格盒式束筒结构进行罕遇地震作用下弹塑性时程分析.从结构顶点时程位移、基底剪力、层间扭转角及各构件塑性发展进行对比分析,寻求对结构不利的地震波输入角度.分析结果表明:坐标轴方向并不是地震波作用的最危险方向,与结构X轴成45°左右的方向对该结构的影响最大;盒式束筒结构抗震防线明确,具有良好的抗震性能.     

带伸臂桁架减振层高层结构抗风效果分析

建立某50层钢框架-混凝土核心筒三维空间结构模型,对原结构和装设伸臂桁架减振层的结构进行顺风向脉动风作用下的时程分析,探讨了减振层数量与布设位置对该结构抗风性能的影响.结果表明:合理的减振层数量及其优化设置可有效改善高层结构舒适度以及抗风性能;以层间位移角和结构顶层峰值位移为控制目标,将阻尼器连续布设在结构中部减振效果较好;以结构顶层峰值加速度为控制目标,将阻尼器连续布设在靠近结构顶部减振效果较好;在黏滞阻尼器的阻尼指数和总阻尼系数等参数不变的条件下,设置多道减振层高层结构的综合抗风性能优于设置单道带伸臂桁架减振层的高层结构.     

带加强层的某框架-核心筒结构地震响应分析

为研究加强层对某大厦抗震性能的影响,文章利用有限元分析程序MSC.Marc分别建立某大厦3种不同方案的有限元模型,对模型进行模态分析和弹性时程计算,并对比分析3种不同方案有限元模型的自振特性、水平地震作用下的位移和内力响应。分析结果表明,就该框架-核心筒结构而言,提高加强层处核心筒和外框架柱的抗震构造措施,带2处加强层的结构方案能较好地控制水平地震作用下结构的侧移。     

空间钢网格盒式筒中筒结构地震弹塑性响应分析

为研究空间钢网格盒式筒中筒结构在地震作用下的弹塑性性能,利用有限元软件MIDAS建立结构数值模型,对其进行罕遇地震作用下弹性时程分析和弹塑性时程分析,并对结构顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线、楼层位移角等进行比较分析.通过结构弹塑性反应分析得到结构塑性铰损伤过程,得出该结构塑性铰发展及构件屈服顺序.结果表明:盒式筒中筒结构抗震防线明确,能够很好地实现基于性能的结构设计.     

单独设置环带时对框筒结构力学性能的影响

本文利用有限元软件ETABS对一栋58层的框筒结构进行计算分析,探讨了单独设置环带对超高层建筑位移、自振周期、刚度比以及内力的影响。通过对比这些数据,找出设置一层环带、二层环带以及多层环带的理想位置。最后,可以得出在抗震设防烈度较低且风荷载较小的地区,完全可以通过设置环带使结构满足规范的各项要求的结论。     

型钢混凝土边框组合剪力墙抗震性能有限元分析

利用有限元软件Open SEES建立型钢混凝土边框内藏钢板组合剪力墙模型,研究了边框柱型钢、塑性铰区墙肢嵌入钢板以及过渡层的设置对剪力墙的耗能、骨架曲线、层间位移以及有害层间位移角等抗震性能的影响.分析结果表明,型钢柱的加入在增加耗能、减小层间位移及有害层间位移角等方面的作用显著;增加墙身钢板能减小后期的层间位移及有害层间位移角,但仅在底部加强部位设置钢板则会导致刚度突变,从而影响组合剪力墙的抗震性能,建议同时设置过渡层.     

巨型框筒-钢子框架结构动力特性的参数影响分析

巨型框筒钢子框架结构是一种新型的结构体系,本文以1栋48层巨型框筒钢子框架结构为例,运用Midas软件建立三维空间有限元模型,并进行了模态分析,考查了该结构的自振特性;并改变该结构各构件刚度、质量等关键参数,采用弹性时程分析方法,研究了子结构、巨型框架、核心筒刚度的变化对结构动力特性的影响.研究表明巨型框筒钢子框架结构具有良好的抗震性能,并给出了参数影响规律.     

混凝土正交斜放空间网格盒式多筒结构体系性能分析

为研究正交斜放空间网格盒式多筒结构体系的抗震性能和经济效益,以某拟建工程为例,基于大型通用有限元软件ANSYS建立真实模型,采用振型反应谱分解法,通过与普通框架—多筒结构进行对比,分析了在地震作用下结构的周期、层间位移、层间位移角,并且进行了经济技术指标分析。结果表明:新型混凝土网格盒式结构在多遇地震作用下,结构自身的动力特性较好,竖向刚度均匀,层间位移和层间位移角均满足规范要求;并且在顶点位移相等的情况下,新型盒式结构总体质量更轻,更加的经济,更加节约层高。     

加强层和楼层梁对框-筒结构侧移的影响

为弥补设置加强层的高层框架-筒体结构简化的结构力学分析模型存在的不足，基于同时考虑普通楼层梁和加强层作用、由最小势能原理推导出顶部加强框架-筒体结构侧移曲线解析表达式．结合算例，分析了普通楼层梁、加强层对结构侧移的影响程度和规律；定量说明了普通楼层梁对结构侧移的影响是不容忽略的；探讨了设置加强层减小高层框架-简体结构侧移的同时，尽量降低由此所带来的抗震不利因素影响的结构设计方法，并对加强层与内芯筒、普通楼层梁与内芯筒的相对线刚度取值提出建议，可供同类结构设计时参考．     

某高层建筑顶部悬挑旋转餐厅的侧移分析

通过分析在地震作用下,利用振型分解反应普法进行旋转餐厅结构楼层的最大位移及层间位移角等分析;考虑竖向地震作用及结构的扭转对结构的影响,进一步揭示了结构的地震响应规律。分析表明,顶部有大跨度悬挑旋转餐厅框-筒结构是受力较为合理的结构形式,并且具有较强的抗震性能。     

带加强层的高层框筒结构的动力特性分析

研究结构的动力特性对结构的分析具有重要作用。文章通过有限元分析软件对一系列含有加强层的高层框筒结构模型进行了模态分析,得到了结构的基本周期,并描述了结构的前10阶振型图的振动规律;通过对比可明显看出:加强层的设置使得结构周期变短,刚度增大;且随加强层设置数量增多,周期呈现减小走势,结构刚度呈增大趋势,这充分说明在合适的位置设置加强层能很好的改变结构的刚度。     

钢结构住宅体系抗震性能

从高层建筑物的钢结构的住宅结构体系的抗震性能的角度着手,建立钢框架、钢框架支撑和钢框架剪力墙的三维立体空间的有限元模型。通过有限元的软件对这3种钢框架模型进行8°的抗震设防下模拟,并分别对其进行模态分析与动力时程的研究分析,根据3种模型的动力时程的顶点位移与层和层之间的位移进行相关对比,指出对钢结构设置支撑和剪力墙,来完善高层的钢结构的住宅结构体系的抗震性能,从而提高建筑物的稳定性和抗震能力。     

某钢管混凝土框架-核心筒结构振动台模型试验

某钢管混凝土框架-核心筒结构高264 m,抗侧力体系由钢管混凝土外框架、钢板混凝土组合剪力墙和伸臂桁架3个部分组成.为了解此类结构在地震作用下的受力性能和反应特点,对该结构进行了1/30缩尺模型模拟地震振动台试验.通过分析模型结构在8度多遇、基本、罕遇地震和9度罕遇地震作用下的动力特性,对模型结构和原型结构的破坏模式、层间位移、楼层剪力等动力反应进行研究.结合大型通用有限元分析软件ETABS和ANSYS的分析结果,对原型结构的抗震设计提出了改进建议.研究结果表明:原型结构能够满足我国现行规范“小震不坏、大震不倒”的抗震设防标准,即使在9度罕遇特大地震作用下,仍然表现出优良的抗震性能.     

加强层的设置对超高层框筒结构水平位移的影响

分析了加强层对控制结构水平位移的力学过程,建立了8个带有水平加强层的框架-核心筒高层结构模型（本文的基本模型是以西安市某大厦为背景,主体结构37层,塔楼2层,地下2层;结构总高度158．80m。下部采用桩筏基础。在这个模型基础上稍作改动,将其中的第4层、17层、37层做成加强层,产生7个新模型）。并用有限元软件分析了水平地震荷载作用下结构的顶点位移和最大层间位移,并根据理论分析和一系列数值比较,得出了加强层的设置数量和最优位置的结论。另外提出了对梁式加强层提高结构抗侧刚度的有效手段。研究结果可供实际工程参考。