超限高层结构动力特性及抗震性能分析

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2010 土木工程学报 CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL 摘要：法门寺合十舍利塔高147m，外形呈双手合十造型，为复杂双塔连体超限的钢与混凝土混合结构。应用大型 通用有限元软件，建立与实际情况相符的结构模型，对该结构进行动力特性分析。针对结构的复杂性，利用时程 分析法对结构进行弹性分析。考虑这些影响因素，系统分析地震波输入维数、地震波类型及阻尼比对该结构时程 分析的影响。根据分析结果提出对合十舍利塔等复杂结构进行抗震分析时，应考虑三维地震波输入。分析表明， 该结构在7度多遇烈度地震作用下，有较小的位移，能够满足我国现行抗震规范的抗震设计标准。从整体上对结 构的抗震性能做出评估，并得出具体的结论。

【摘要】框架-剪力墙结构是高层建筑中应用较为广泛的一种结构体系，其抗震性能及弹塑性位移研究正处于发展阶段

简介： 通过对某超限高层的结构分析设计，给出超限高层的一般结构分析设计过程，是平面不规则超限还是竖向不规则超限以及相应的结构构造措施

为了保证《建筑抗震设计规范》提出的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的“三水准”抗震设防目标，规范采取“二阶段”设计法。

采用轻钢结构加层后 ,结构的整体质量、刚度、 周期、 阻尼比等均发生了较大的变化 ,仅对加层部分结构进行计算分析是不安全的 ,应进行结构的整

合肥滨湖时代广场 C1 栋超高层建筑平面具有“凹”形不规则平面，对结构抗震不利。为改善结构抗震性能，本工程结构采用了“巨型钢框架 + 圆钢管混凝土柱+钢框架梁（桁架）+钢筋（钢骨）混凝土核心筒”组合而成的新型双重抗侧力结构体系。本工程进行了基于性能化抗震设计的各种整体分析（包括静力弹性分析、动力弹性时程分析、等效弹性分析以及动力弹塑性分析），结构及结构构件达到设定的性能目标。本文性能分析的结果表明，对于本工程具有的“凹”形不规则平面，采用“巨型钢框架+框架—核心筒”的新型双重结构体系，在不明显增加结构造价的条件下，能够取得较好的抗震性能。

抗震超限高层建筑结构的判定细则包含超高层自身的抗震要求 规范规程的更新迭代等可供参考下载

超限高层建筑在地震作用下结构反应复杂，计算分析和结构设计缺乏相应规范作参考。上海国际设计中心是其中一典型实例，表现在平面规则性超限(楼板不连续)和立面规则性超限(不等高双塔连体结构)。

结合某平面布置偏心、竖向刚度突变的超限高层框架-抗震墙结构，研究了不同结构构件布置方案对结构 抗扭转性能的影响，并对优选方案进行了设防烈度地震及罕遇地震下的性能化分析，同时对结构进行了施工模拟 分析。

摘　要　应用流体的势流理论及梁的振动方程,分析了大型渡槽承重结构的竖向流固自振动力特性及地震动力反 应。分析结果表明,渡槽承重结构由于大量附连水质量的作用,其自振频率大幅度下降;即使结构抗震设防烈度不 高,竖向地震作用对承重结构也具有较大影响,结构设计时应加以考虑。

本项目设有四层地下室，1栋超高层公寓（46层）和10栋超高层住宅塔楼（56~57层）。其中裙房商业两至三层，超高层住宅塔楼结构主体高度为179.220~181.980m左右，均为剪力墙结构。

斜交网格筒体结构和传统密柱深梁结构不同,其筒体由斜柱与水平梁围成,是近年来抗震研究中的新型结构,在国内外工程中也有着广泛的运用。现有关于斜交网格结构的研究存在静力和单一动力分析,为反映斜交网格结构的真实响应,并消除选取单一地震带来的偶然性,选取多条地震动参数,对两种结构进行增量动力分析(IDA),进一步对两种结构的动力研究提供了依据。结果表明:斜交网格外筒结构在每一次地震调幅计算下的最大层间位移角均小于密柱深梁外筒结构,并更晚进入屈服,且能表现出更好的抗震性能。 基金：国家自然科学基金项目(51778538)； 国家留学基金委项目(201707005100)；

本项目基于体系能力设计法对某高位转换超限结构进行结构设计，使结构具有3道抗震防线。进行竖向刚度分析，保证良好的抗震性能; 制定抗震性能指标，进行小震弹性、中震弹性及中震不屈服，以及大震下的弹塑性分析。对整体结构及构件的地震响应进行评估，结果表明整体结构及构件能够满足既定的性能目标和规范要求; 补充关键构件的验算分析，在宏观上把握结构薄弱部位，提出相应的超限加强措施。

随着高层建筑结构的发展，其主要抗侧力构件剪力墙越来越多的采用高强混凝土，但高强混凝土剪力墙延性较差，不利结构抗震。本文首先着重分析了高强混凝

多层轻钢结构是目前国内外应用和发展速度最快的轻型结构形式,目前国内外对这种结构的静力性能研究较多,而动力分析结果不多见。运用ANSYS 有限元计算软件对一个具体工程的动力特性进行分析(模态分析、振型分解反应谱分析、弹性P弹塑性时程分析) ,并与专用软件PKPM的计算结果进行对比分析。计算表明,轻钢屋面顶层的鞭梢作用存在,但相对而言,结构底层受地震作用更为严重。

成都传媒中心大厦是由一组交错布置的裙房和超高层办公塔楼组成的不规则结构,外立面为三角形网格。结构利用建筑立面造型的三角形网格,形成具有良好承受水平和竖向荷载能力的空间外框筒结构体系,内部则采用框架结构体系。从结构受力特点、节点构造设计、抗震性能、施工可行性等方面对外框筒结构选型进行了综合比较分析,外框筒主结构体系采用钢结构。对内部有无核心筒进行了对比分析,计算表明可以取消内部核心筒。通过对钢结构、钢筋混凝土结构以及钢骨混凝土结构三种方案结构选型综合分析 ,钢结构方案结构性能最优。最后专门对钢结构方案进行了Push-over抗震性能分析,在7度罕遇地震性能点,结构构件仍处于弹性状态 ,无塑性铰出现，结构的最大的层间位移角发生在结构立面收进位置,且都能满足规范的变形要求。对结构进行继续加载,主要出铰位置为结构外框的角部及外框收进开洞部位,随后结构的部分梁出现塑性铰,柱无塑性铰出现,满足“强柱弱梁”。当结构的顶点位移达到结构罕遇地震时的5倍时结构最大层间位移角超过1 /50,结构倒塌,因此结构从设防烈度到罕遇地震再到倒塌结构有较大的变形能力和很高的安全储备,完全能满足结构“大震不倒”。结果表明,采用外框筒2内框架钢结构方案具有良好的抗震性能。

采用有限元分析软件 ANSYS 建立异形柱框架结构与矩形柱框架结构的空间分析模型，分别采用反应谱法和时程分析 法对比研究了两种结构在水平地震作用下的弹性地震反应，得出：异形柱框架结构与矩形柱框架结构的各层线位移很接近；A 形柱与对应矩形柱的柱端剪力差别大，而 B 形、十形柱，其柱端剪力与对应的矩形柱相差不大等结论。本文所得结果，可供工 程设计参考。

以388m高河南省广播电视塔为例,研究了大型超高钢结构电视塔抗震性能的分析与评价方法.为评判河南电视塔可能出现的薄弱部位等抗震性能,利用时程分析法对该结构分别进行了多遇地震弹性时程响应分析与罕遇地震弹塑性时程响应分析.同时,为了解河南电视塔刚接模型与铰接模型抗震性能的区别,对该结构两种不同计算模型在弹性阶段的动力行为与弹塑性阶段的非线性动力特性进行了对比分析.研究结果表明:该结构两种分析假定的计算模型均满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求,刚接模型整体抗震性能略优于铰接模型.

以武汉在建的天兴洲大桥南岸引桥大跨度连续刚构桥为研究对象, 运用AN SYS 对其动力特性进行了分析. 得到了成桥状态下结构的自振特性及有效振型参与质量, 确定了运用反应谱法对地震作用进行振型组合时所必须的振型阶数, 并结合反应谱法和时程分析法对该桥进行了地震反应分析, 分别得到各概率地震作用下结构的反应最大值, 同时比较了两种方法的分析结果. 根据“三水准”设防原则, 分析评价了该桥的综合抗震性能, 为该桥的建设和抗震设计提供了参考, 也为进一步研究该类桥型的抗震性能提供了分析基础. 分析结果表明, 该桥具有足够的抗震能力, 能够满足预期的设计性能.

阻尼器性能分析，预制装配式结构是未来建筑结构发展趋势，但是其整体抗震性能是装配式结构的薄弱环节。 因此，将作者提出的剪切型软钢阻尼器设置于实际预制装配式钢筋混凝土高层剪力墙结构的连梁中 部，以此提高整体结构抗震性能。该文基于ABAQUS 有限元软件平台，提出一种可以有效模拟该软 钢阻尼器剪切性能的连接单元，将其应用于该装配整体式剪力墙结构中，进行有限元建模和弹塑性 时程分析，通过对比减震前后结构的相关地震反应，分析结构在罕遇地震作用下的减震效果。分析 结果表明，设置阻尼器的减震结构，损伤连梁的数量明显减少，连梁阻尼器具有良好的耗能性能，层 间位移角、结构损伤、基底反力均有所有减小。因此，采用这种软钢阻尼器可以提高装配整体式剪力 墙结构的整体抗震性能

广州南站发现广场项目属于平面与立面较不规则的复杂超限高层建筑，结构体系为钢筋混凝土框架-剪力墙结构。本文分析了结构的超限情况并确定了抗震性能目标，采用了基于性能的抗震设计方法，对结构进行了小震弹性、中震等效弹性计算及大震下的弹塑性时程分析、高区空腹桁架对比分析。以上分析可保证结构实现预先设定的抗震性能目标。

通过分析T形柱构件与T形柱框架的拟静力试验结果,探讨了单个构件与整体框架的破坏机理,讨论了T形截面柱框架在强震过程中柱铰的特点及梁铰机制的形成,指出T形截面柱框架的抗震性能在某些方面优于矩形柱框架.

超限高层建筑在地震作用下结构反应复杂,计算分析和结构设计缺乏相应规范作参考。上海国际设计中心是其中一典型实例,表现在平面规则性超限(楼板不连续)和立面规则性超限(不等高双塔连体结构)。

深圳珠江广场A栋是一座地上39层地下3层内筒外框架钢筋混凝土结构的高层建筑，由于建筑功能要求致使结构高度超限，属于B级高度钢筋混凝土高层建筑。

运用现在世界土木工程中流行的有限元分析软件ETABS对一幢高层酒店进行了结构弹性计算分析，并 和PKPM软件的计算结果进行了对比。此外还采用pushover法验算罕遏地震作用下薄弱层(部位)的弹塑性变形，其 结果基本令人满意。同时针对超限部分提出了改造措施。

建设部文件

本资料为超限高层建筑抗震设防设计和专项，主要内容： 一、何谓高层建筑： 二、超限高层抗震审查的由来: 三、超限审查的程序： 四、常见超限建筑结构： 高度超限 平面不规则超限 竖向不规则

受业主委托对重庆市三幢20418m 高的超限高层结构进行了优化设计。通过将高位厚板转换层改为梁式转换,将钢筋混凝土框支柱改为核芯钢管混凝土组合柱,尽量缩短墙肢等措施,获得了很好的效果。优化后的设计与初步设计相比,节约混凝土212 万m3 ,与施工图设计相比,节约混凝土115 万m3 ,节约钢管760t 。使结构的刚度变化更为合理,提高了可靠度水平,为建筑开洞和平面划分等提供了方便。

以某 B 级高度框架核心筒超限高层为例，详细阐述了超限高层的设计与分析。该超限高层同时具有扭转不规则，竖向收进和穿层柱等多项超限情况。介绍了结构体系选型，小震反应谱分析，弹性时程分析及中大震弹塑性分析等，结构表明，结构满足规范要求。经过适当的构造加强，能够达到预期的性能目标。

建立了合肥塔的杆系和梁系三维空间有限元模型，进行了合肥塔的动力特性分析并比较了2种模型的差异。随后形成一维串联多自由度动力模型，模拟了合肥塔顺风向脉动风荷载，并进行风振反应分析，结果表明合肥塔顶部鞭梢效应极为明显，高振型对合肥塔风振反应的影响不可忽略。

本论文对想使用sap2000进行桥梁分析的人有很大帮助。特别是从事抗震分析的人。主要是讲解了其中的非线性连接单元。…… 原文摘要如下： 为研究结构静动力有限元分析软件SAP 2000在桥梁抗震分析中的应用，对利用SAP 2000进行桥梁抗震模型建构的方法、特殊单元应用、分析计算方法、结果处理等进行介绍和总结，并给出某工程的桥梁抗震性能分析．研究表明，SAP 2000提供大量特殊单元，地震动输入简洁方便，计算方法合理多样，利用SAP 2000分析桥梁抗震性能的优势较大。

针对钢管混凝土结构中的穿筋单梁式节点,研究节点位置钢管壁开孔和加固对钢管混凝土柱抗震性能的影响。利用ABAQUS有限元软件对5个钢管混凝土柱进行低周反复荷载作用下的抗震性能分析,包括2个开孔构件、2个开孔加固构件和1个作为对比的未开孔钢管混凝土柱。基于模拟结果,对比了构件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数和刚度退化等。结果表明:体积开孔率(开孔面积与钢管柱侧表面面积之比)为0.544%时,开孔构件的抗震性能与未开孔构件比较差别较小,但前者会造成开孔处钢管和混凝土应变发展加快;焊接加固管段可以改变开孔钢管混凝土柱的屈曲破坏位置、缓解开孔处应力集中和提高构件承载力。

超限高层建筑的抗震设防审查，是提高高层建筑工程抗震设计的可靠性、避免抗震安全隐患，同时又促进高程建筑技术发展的有力手段，本文就抗震设防审查的必要性、主要内容和实现超限高层建筑设计的重要概念及关键技术措施提出若干参考意见。

2016 年4 月27～28 日，广东省超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会在东莞市召开“关于超限高层建筑结构设计和审查若干问题的讨论会”。与会专家结合近年来广东省的工程实践和设计经验，对我省超限高层建筑结构设计和审查若干热点问题进行认真、充分的讨论。

某超限高层抗震设计可行性论证报告，包括工程概况、设计依据、设计荷载、勘察成果、主要材料、结构体系、针对超限情况的抗震设计措施及对策等等

本资料为深宝花园超限高层建筑抗震设防审查，内容包括： 一、建筑概况 二、结构形式 三、抗震设防标准 四、勘察报告基本数据 五、工程场地地震安全性评价报告基本数据 六、基础设计概况 七、结构分析主要结果 八、基本抗震构造 九、屈服判别法 十、弹塑性动力时程分析法 十一、朝鲜主要措施

以某餐饮公司餐饮中心的钢屋盖拱桁架结构为研究对象 首先用设计程序３Ｄ３Ｓ８．０对结构进行初步的选型与设计 然后用有限元分析软件 ＡＮＳＹＳ研

本文对结构在地震作用下的整体反应和构件损伤情况进行了分析和评估，可供参考。