某高层钢筋混凝土结构抗震性能分析
本文以武汉市某新建大型高档住宅社区项目为例，利用ETABS软件和SATWE软件分别计算结构在多遇地震作用下的反应，对结构在地震作用下的位移和反应进行分析，判断结构在多遇地震作用时安全可靠。
标签：高层；钢筋混凝土结构；多遇地震
1 概述
武汉某新建大型高档住宅社区项目的1号楼的1-3单元层数为56层，平面呈现为“T”型，最大的长度为33米，最大宽度为20米，该楼41层处（标高为128.45米）沿长度方向逐渐缩进，建筑高度为180米。结构平面如图1所示。
根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》、《高层建筑混凝土结构技术规程》、《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的要求，该社区1号楼属于超限高层建筑。同时，由于该楼的结构平面和立面布置不规则，结构有偏心现象，受力复杂，应当对其进行地震模拟计算分析，为结构设计采取合理的抗震措施提供依据。
2 工程概况
本文以该小区1号楼的1-3单元为研究对象，该结构的地下部分为两层，地上部分为56层，在本次的计算分析当中，我们以地上部分为主要研究对象，进行多遇地震下结构内力与变形的弹性分析。
该结构为全部落地的钢筋混凝土剪力墙结构，混凝土强度等级沿高度逐渐变化，混凝土强度等级沿高度变化见下表1。由上图1可以看出，结构在竖向管井、电梯间筒体、楼面外墙和部分内隔墙处设置有剪力墙，楼盖全部采用现浇钢筋混凝土梁板结构剪力墙的厚度为300毫米。该结构的地上首层层高为5.5米，2-20层层高为3.1米，21-55层层高为3.2米，顶层层高为3.25米。根据地质勘探报告，该结构的设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为6度，场地类型为Ⅲ类，建筑场地特征周期Tg为0.45s，结构的弹性阻尼比ξ为0.05，结构水平地震影响系数最大值见下表2。
3 建模计算
本文利用SATWE和ETABS对结构进行众值烈度地震下反应谱的分析，在进行内力建模分析时，梁柱采用框架单元进行模拟，现浇钢筋混凝土楼板采用壳单元进行模拟，为了考虑剪力墙进行塑性时的性能，使用模拟框架来代替剪力墙。对于截面高度是h，宽度是b，厚度是t的剪力墙，模拟框架的计算见图如图2所示。
钢筋的分类和用途 钢筋种类很多，通常按化学成分、生产工艺、轧制外形、供应形式、直径大小，以及在结构中的用途进行分类： 1．按化学成分分 碳素钢钢筋和普通低合金钢筋。碳素钢钢筋按碳量多少，又分为低碳钢钢筋（含碳量低于0.25％，如I级钢筋），中碳钢钢筋（含碳量0.25％～0.7％，如IV级钢筋），高碳钢钢筋（含碳量0.70％～1.4％，如碳素钢丝），碳素钢中除含有铁和碳元素外，还有少量在冶炼过程中带有的硅、锰、磷、硫等杂质。普通低合金钢钢筋是在低碳钢和中碳钢中加入少量合金元素，获得强度高和综合性能好的钢种，在钢筋中常用的合金元素有硅、锰、钒、钛等，普通低合金钢钢筋主要品种有：20MnSi、40Si2MnV、45SiMnTi等。 各种化学成分含量的多少，对钢筋机械性能和可焊性的影响极大。一般建筑用钢筋在正常情况下不作化学成分的检验，但在选用钢筋时，仍需注意钢筋的化学成分。下面介绍钢筋中主要的五种元素对其性能的影响。 碳（C）：碳与铁形成化合物渗碳体（Fe3C）,材性硬且脆，钢中含碳量增加渗碳体量就大，钢的硬度和强度也提高，而塑性和韧性则下降，材性变脆，其焊接性也随之变差。 锰（Mn）：它是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的塑性及韧性下降，因此含量要合适，一般含量在1.5％以下。
硅（Si）：它也是作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的强度和硬度增加。有时特意加入一些使其含量大于0.4％，但不能超过0.6％，因为它含量大时与碳（C）含量大时的作用一样。硫（S）:它是一种导致钢热脆性、使钢在焊接时出现热裂纹的有害杂质。它在钢中的存在使钢的塑性和韧性下降。一般要求其含量不得超过0.045％。 磷（P）：它也是一种有害物质。磷使钢容易发生冷脆并恶化钢的焊接性能，尤其在200℃时，它可使钢材或焊缝出现冷裂纹。一般要求其含量低于0.045％，即使有些低合金钢也必须控制在0.050％～0.120％之间。 2．按轧制外形分 （1）光面钢筋：I级钢筋（Q235钢钢筋）均轧制为光面圆形截面，供应形式有盘圆，直径不大于10mm，长度为6m~12m。 （2）变形钢筋/带肋钢筋：有螺旋形、人字形和月牙形三种，一般Ⅱ、Ⅲ级钢筋轧制成人字形，Ⅳ级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。 3．按直径大小分 钢丝（直径3~5mm）、细钢筋（直径6~10mm）、粗钢筋（直径大于22mm）。 4．按力学性能分 Ⅰ级钢筋（235/370级）；Ⅱ级钢筋（335/510级）；Ⅲ级钢筋
超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究超限高层建筑的结构抗震设计中，采用基于性能要求的抗震设计方法，有助于提高高层建筑工程抗震设计的可靠性、避免抗震安全隐患，同时又促进高层建筑技术发展。 阐述基于性能抗震设计方法与常规抗震设计方法的比较；针对超限高层建筑结构的特点，提出结构的抗震性能目标、性能水准以及实施性能设计的主要方法，包括性能水准判别准则、性能目标的选用及结构计算和试验要求。文中还列举了应用性能设计理念和要求的部分工程实例。 基于性能的抗震设计理念和方法，自世纪年代在美国兴起，并日益得到工程界的关注。美国的ATC40（1996年）、FEMA237（1997年）提出了既有建筑评定、加固中使用多重性能目标的建议，并提供了设计方法。美国加州结构工程师协会SEAO于1995年提出了新建房屋基于性能的抗震设计。1998年和2000年，美国FEMA又发布了几个有关基于性能的抗震设计文件。2003年美国ICC（Internation-alCode Council）发布了《建筑物及设施的性能规范》，其内容广泛，涉及房屋的建筑、结构、非结构及设施的正常使用性能、遭遇各种灾害时（火、风、地震等）的性能施工过程及长期使用性能，该规范对基于性能设计方法的重要准则作了明确的规定。日本开始将抗震性能设计的思想正式列入设计和加固标准中，并已由建筑研究所（BRI）提出个性能标准。欧洲混凝土协会（CRB）于2003 年出版了“钢筋混凝土建筑结构基于位移的抗震设计”报告。澳大利亚则在基于性能设计的整体框架以及建筑防火性能设计等方面做了许多研究，提出了相应的建筑规范（BCA1996）。我国在基于性能的抗震设计方面也发表了不少论文加以研究和探讨。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是：使抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标；抗震设计中更强调实施性能目标的深入分析和论证，有利于建筑结构的创新，经过论证（包括试验）可以采用现行标准规范中还未规定的新的结构体系、新技术、新材料；有利于针对不同设防烈度、场地条件及建筑的重要性采用不同的性能目标和抗震措施。这一方法是一种发展方向。目前，这一方法在工程中还未得到广泛的应用，还有一些问题有待研究改进，诸如：地震作用的不确定性、结构分析模型和参数的选用存在不少经验因素、模型试验和震害
高层震害现象及原因是非常重要的，了解现象以及发生的原因，才能根据专业知识制定对应 的方案，防范于未然。小编就高层钢结构震害现象及原因和大家说一下。 钢结构被认为具有卓越的抗震性能，在历次的地震中，钢结构房屋的震害要小于钢筋混凝土 结构房屋。很少发生整体破坏或倒塌现象。尽管如此，由于焊接、连接、冷加工等工艺技术 以及外部环境的影响，钢材材料的优点将受到影响。特别是因设计、施工以及维护不当，就 很可能造成结构的破坏。根据钢结构在历次地震中的破坏形态，可能破坏形式分为以下几类：1、结构倒塌 结构倒塌是地震中结构破坏最严重的形式。造成结构倒塌的主要原因是结构薄弱层的形成， 而薄弱层的形成是由于结构楼层屈服强度系数和抗变4刚度沿高度分布不均匀造成的。这就 要求在设计过程中应尽量避免上述不利因素的出现。 2、节点破坏 节点破坏是地震中发生最多的一种破坏形式。剐性连接的结构构件一般采用铆接或焊接形式 连接。如果在节点的设计和施工中，构造及焊缝存在缺陷，节点区就可能出现应力集中、受 力小均的现象，在地震中很容易出现连接破坏。梁柱节点可能出现的破坏现象主要表现为： 铆接断裂，焊接部位位脱，加劲板断型、屈曲，腹板断裂、屈曲等。 3、构件破坏 在以往所有地震中，多钢结构构件破坏的主要形式有支撑的破坏与失稳以及梁柱局部破坏两种。（1）支撑的破坏与失稳。当地震强度较大时，支撑承受反复拉压的轴向力作用，一旦 压力超出支撑的屈曲临界力时，就会出现破坏或失稳。（2）梁柱局部破坏。对于框架柱， 主要有翼缘屈曲、翼缝撕裂，甚至框架柱会出现水平裂缝或断裂破坏。对于框架梁，主要有 翼缘屈曲、腹板屈曲和开裂、扭转屈曲等破坏形态。 4、基础锚固破坏 件与基础的锚固破坏主要表现为柱脚处的地脚螺栓脱开、混凝土破碎导致锚固失效、连接板 断裂等，这种破坏形式曾发生多起，根据对上述钢结构房屋震害特征的分析可知，尽管钢结 构抗震性能较好，但在历次的地震中，也会出现不同程度的震害。究其原因，元素是和、结 构构造、施工质量、材料质量、日常维护等有关，为了预防以上震害的出现，减轻震害带来 的损失，多高层钢结构房屋抗震设计必须严格遵循有关规程进行。
—钢筋混凝土结构抗震分析及设计 北京市海淀区中关村南大街乙56号方圆大厦1307室 Phone : 010-5165-9908 Fax : 010-5165-9909 E-mail : Beijing@https://www.doczj.com/doc/5d5908314.html, https://www.doczj.com/doc/5d5908314.html, M odeling, I ntegrated D esign & A nalysis S oftware
目录 简要 (1) 设定操作环境及定义材料和截面 (2) 利用建模助手建立梁框架 (4) 建立框架柱及剪力墙 (7) 楼层复制及生成层数据文件 (9) 定义边界条件 (10) 输入楼面及梁单元荷载 (11) 输入风荷载 (15) 输入反映谱分析数据 (16) 定义结构类型 (18) 定义质量 (18) 运行分析 (19) 荷载组合 (19) 查看反力及内力 (20) 位移 (21) 构件内力与应力图 (21) 梁单元细部分析 (23) 振型形状及各振型所对应的周期 (23) 稳定验算 (24) 周期 (24) 层间位移 (25) 层位移 (25) 层剪重比 (26) 层构件剪力比 (26) 倾覆弯矩 (27) 侧向刚度不规则验算 (27) 扭转不规则验算 (28) 薄弱层验算 (28) 一般设计参数 (29) 钢筋混凝土构件设计参数 (30) 钢筋混凝土构件设计 (32) 平面输出设计结果 (33)
简要 本例题介绍使用Midas/Gen 的反映谱分析功能来进行抗震设计 的方法。 例题模型为六层钢筋混凝土框-剪结构。基本数据如下： 轴网尺寸：见平面图 柱: 500x500 主梁：250x450，250x500 次梁：250x400 连梁：250x1000 混凝土：C30 剪力墙：250 层高：一层：4.5m 二~六层：3.0m 设防烈度：7o（0.10g） 场地：Ⅱ类 1
钢筋的分类和用途钢筋种类很多，通常按化学成分、生产工艺、 轧制外形、供应形式、直径大小，以及在结构中的用途进行分类：1．按化学成分分碳素钢钢筋和普通低合金钢筋。碳素钢钢筋按碳量多少，又分为低碳钢钢筋（含碳量低于0.25％，如I 级钢筋），中碳钢钢筋（含碳量0.25%?0.7%,如IV级钢筋），高碳钢钢筋（含碳量0.70%?1.4%，如碳素钢丝），碳素钢中除含有铁和碳元素外，还有少量在冶炼过程中带有的硅、锰、磷、硫等杂质。普通低合金钢钢筋是在低碳钢和中碳钢中加入少量合金元素，获得强度高和综合性能好的钢种，在钢筋中常用的合金元素有硅、锰、钒、钛等，普通低合金钢钢筋主要品种有： 20MnSi、40Si2MnV 、4 5SiMnTi 等。各种化学成分含量的多少，对钢筋机械性能和可焊性的影响极大。一般建筑用钢筋在正常情况下不作化学成分的检验，但在选用钢筋时，仍需注意钢筋的化学成分。下面介绍钢筋中主要的五种元素对其性能的影响。碳（C）:碳与铁形成化合物渗碳体（Fe3C），材性硬且脆，钢中含碳量增加渗碳体量就大，钢的硬度和强度也提高，而塑性和韧性则下降，材性变脆，其焊接性也随之变差。 锰（Mn）：它是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的塑性及 韧性下降，因此含量要合适，一般含量在1.5%以下。 硅（Si）：它也是作为脱氧剂加入钢中的，可使钢的强度和硬 度增加。有时特意加入一些使其含量大于0.4％，但不能超 过0.6%，因为它含量大时与碳（C）含量大时的作用一样。硫
（S）:它是一种导致钢热脆性、使钢在焊接时出现热裂纹的有害杂质。它在钢中的存在使钢的塑性和韧性下降。一般要求其含量不得超过0.045%。 磷（P）:它也是一种有害物质。磷使钢容易发生冷脆并恶化钢的焊接性能，尤其在200 C时，它可使钢材或焊缝出现冷 裂纹。一般要求其含量低于0.045%，即使有些低合金钢也 必须控制在0.050%?0.120%之间。 2．按轧制外形分 （1 ）光面钢筋：I 级钢筋（Q235 钢钢筋）均轧制为光面圆形截面，供应形式有盘圆，直径不大于10mm ，长度为6m~12m 。 （2）变形钢筋/带肋钢筋：有螺旋形、人字形和月牙形三种，一般□、川级钢筋轧制成人字形，W级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。 3．按直径大小分 钢丝（直径3~5mm ）、细钢筋（直径6?10mm ）、粗钢筋（直径大于22mm）。 4．按力学性能分 I级钢筋（235/370级）；H级钢筋（335/510级）；川级钢筋
高层建筑结构与抗震模拟试卷 一、填空题（每空1分，共20分） 1、高层建筑结构平面不规则分为、、 几种类型。 2、高层建筑基础类型有、和。 3、框架结构近似手算方法包括、、 。 4、高层建筑框架结构柱反弯点高度应考虑、 、的影响。 5、隔震又称为“主动防震”，常用的隔震形式包括、、、 。 6、对于钢筋混凝土框架和抗震墙之类的杆系构件，抗震设计的优化准则是四强四弱，包括： 、、、。 二、单项选择题（每题2分，共10分） １、高层建筑采用（）限制来保证结构满足舒适度要求。 A、层间位移 B、顶点最大位移 C、最大位移与层高比值 D、顶点最大加速度 2、高层建筑地震作用计算宜采用（）。 A、底部剪力法 B、振型分解反应谱法 C、弹性时程分析法 D、弹塑性时程分析法 3、当框架结构梁与柱线刚度之比超过（）时，反弯点计算假定满足工程设计精度要求。 A、2 B、3 C、4 D、5 4、联肢剪力墙计算宜选用（）分析方法。 A、材料力学分析法 B、连续化方法 C、壁式框架分析法 D、有限元法 5、框剪结构侧移曲线为（）。 A、弯曲型 B、剪切型 C、弯剪型 D、复合型 三、多项选择题（将正确的答案的编号填入括弧中，完全选对才得分，否则不得分，每小题4分，共20分） 1、抗震设防结构布置原则（） A、合理设置沉降缝 B、合理选择结构体系 C、足够的变形能力 D、增大自重 E、增加基础埋深 2、框架梁最不利内力组合有（） A、端区-M max，+M max，V max B、端区M max及对应N，V C、中间+M max D、中间M max及对应N，V E、端区N max及对应M，V 3、双肢和多肢剪力墙内力和位移计算中假定（） A、连梁反弯点在跨中 B、各墙肢刚度接近 C、考虑D值修正 D、墙肢应考虑轴向变形影响 E、考虑反弯点修正 4、高层建筑结构整体抗震性能取决于（） A、构件的强度和变形能力 B、结构的刚度
解放军理工大学工程兵工程学院课程论文 基于ANSYS的钢筋混凝土结构实例分析课程名称：高等军桥结构分析 专业：桥梁与隧道工程 学生姓名：马森 学号： S201103062 指导教师：郭志昆教授 陈万祥讲师 时间： 2012年7月14日
基于ANSYS的钢筋混凝土结构实例分析 马 森 （解放军理工大学工程兵工程学院，江苏，南京，210007） 摘要：讨论了在大型有限元软件ＡＮＳＹＳ中用于混凝土材料的Ｓｏｌｉｄ６５单元， 介绍了混凝土和钢筋共同工作时的建模方法及相互连接的处理， 利用Ｓｏｌｉｄ６５单元对钢筋混凝土板进行了分析。分析表明， 用Ｓｏｌｉｄ６５单元模拟钢筋混凝土材料所得到的结果， 能较好地反映钢筋混凝土板的非线性力学特征。 关键词：Ｓｏｌｉｄ６５单元；ＡＮＳＹＳ；钢筋混凝土结构 中图分类号：ＴＵ３７５１１； Ｏ２４２１２１文献标识码: A 钢筋混凝土是土木工程中应用最广泛的材料，钢筋混凝土相关力学问题的分析是进行土木工程分析的基础。对于性质复杂的钢筋混凝土结构, 材料非线性与几何非线性常同时存在, 用传统的方法来分析和描述难度非常大，用有限元等工程软件进行钢筋混凝土的力学行为的模拟分析，对于结构设计的合理性与经济性非常有意义。 1 Solid65单元 １．１ 单元简介 通常钢筋混凝土结构有限元分析的单元分为两种：杆系单元和实体单元。前者着重分析单元力(包括力和弯矩)与位移(包括位移和转角)之间的关系，而后者着重分析单元的应力-应变关系。单元类型的选取应兼顾计算规模、材料模型的精度等多方面的因素。对于全结构规模较大，可将结构离散成杆系单元进行分析。对于复杂区域(梁柱节点)或重要的构件等可将杆系结构计算的力和位移施加到实体单元模型上，分析局部应力和应变。在结构分析中应尽可能多地采用三维实体单元模型，力求最大程度地真实模拟实际结构构件。 Solid65单元用于含钢筋或不含钢筋的三维实体 模型。该实体模型可具有拉裂与压碎的性能。在混凝土的应用方面，如用单元的实体性能来模拟混凝土，而用加筋性能来模拟钢筋的作用。当然该单元也可用于其它方面，如加筋复合材料（如玻璃纤维）及地质材料（如岩石）。该单元具有八个节点，每个节点有三个自由度，即x,y,z三个方向的线位移；还可对三个方向的含筋情况进行定义。Solid65单元最多可以定义3种不同的加固材料，即此单元允许同时拥有4种不同的材料。混凝土材料具有开裂、压碎、塑性变形和蠕变的能力；加强材料则只能受拉压，不能承受剪切力。 图 1 Solid65单元 １．２ 几点假设 （1）只允许在每个积分点正交的方向开裂； （2）积分点上出现裂缝之后，将通过调整材料属性来模拟开裂，裂缝的处理方式采用分布模 型而非离散模型； （3）混凝土材料初始时是各向同性的； （4）除了开裂和压碎, 混凝土也会塑性变形, 常采Drucker- Prager屈服面模型模拟其塑性 行为的应力应变关系。在这种情况下, 一般 在假设开裂和压碎之前，塑性变形已经完成。
基于高层连体结构的抗震设计分析 高层建筑连体结构是近十几年来发展起来的一种新型结构形式，所谓连体结构是指两个塔楼或多个塔楼由设置在一定高度处的连接体（又称连廊）相连而组成的建筑物。在地震作用下由于连接体的存在使得由原来独立发生振动的塔楼要相互作用、相互影响，在地震作用下的反应远比单塔结构和无连接体的多塔结构受力复杂，会出现较强的祸联震动、扭转加大等现象，其结构的抗震性能也不如单体结构，因此连接体的设置改变了结构的动力特性。高层连体结构的特点主要有以下几点：对称性、扭转效应、连体两端的连接处理方式重点考虑滑动支座的做法，限复位装置的构造，并应提供滑动支座的预计滑移量。当采用阻尼器作为限复位装置时，也可归为弱连接方式。强化结构的抗震安全目标并提高结构的抗震功能要求，已经成为工程抗震领域亟待解决的课题。 1 工程概况 本工程位于某市繁华商业地段，地理位置十分重要，城市景观的要求很高，建筑的使用功能也要求多元化，房屋的下部三层为商城，其上有21层的塔楼，工程总建筑面积约30000平方米，24层，总高度83米，为多功能的写字间，塔楼的顶上三层为观光连廊，因此形成了大底盘双塔的连体建筑结构。自然条件和设计依据：1）基本风压：035N/km2；2）抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度为0.109，设计地震分组为第一；3）建筑抗震设防类别：丙类；4）钢筋混凝土结构的抗震等级：剪力墙二级，框架二级。与连接体相连的部分的梁柱构件为一级。 2 结构方案的确定 2.1 结构方案的确定。 高层建筑的抗震设计首先应该注重的是概念设计。一般应掌握以下原则：根据结构的层数、房屋的高度、抗震设防要求、施工技术、材料等条件来选择合理的结构形式；对抗震结构要尽可能的设置多道防线，采用具有联肢墙、壁式框架的剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框架—核心筒结构、筒中筒结构等多重抗侧力结构体系；结构的承载力、变形能力和侧向刚度要均匀连续变化，以适应地震反应的要求，结构的平面布置要力求简单、规则、对称，要避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部；构件的设计要采取有效的措施防止脆性破坏，保证结构有足够的延性。要减轻结构的自重，降低结构的地震作用。 2.2 本工程从平面形状来看，平面狭长的形状，属于抗震不利平面，从竖向来看，底下三层为大底盘，其上有二栋21层的塔楼，在塔楼的顶上三层设有连接体，因此竖向刚度不均匀，形成竖向刚度二次突变，对抗震非常不利。本工程的难点就在于要在建筑方案己经基本定性的原则下从结构方面来采取措施，尽量满足抗震的要求，尽可能的减轻地震的反应。这些措施包括结构体系的选择，剪力墙的布置，连接体的选型等，下面分别阐述。 2.3 根据本工程结构的层数、高度和使用功能要求，按照《高规》规定的房屋使用高度和高宽比要求，采用钢筋混凝土框架—剪力墙结构比较适合。框架—剪力墙结构是由框架和剪力墙共同组成的结构体系，它既能为建筑提供较大的使用空间，又有较大的抗水平力刚度，适用于商场、办公、住宅等，是一种抗震性能比较好的高层建筑结构体系。框架—剪力墙的结构布置应设计成双向的抗侧力体系，剪力墙应分散均匀地布置在建筑物的周边、楼电梯间、平面形状变化处及荷载较大的部位。剪力墙贯通建筑物的全高，并沿高度逐步减薄，避免刚度突变。框架—剪力墙结构中，要有足够的剪力墙的数量，应当使剪力墙承担大部分的水平作用产生的剪力，但是剪力墙的数量也不能过多，否则，结构的刚度过大，引起的地震反应加大，对结构的抗震设计也不利，结构设计也不经济。 2.4 连接体的结构方案确定。连接体是连体结构中一个重要的组成部分。从前面的分析表明，对对称结构而言，在对称的水平力作用下，连接体的存在对结构的受力性能影响很小，
页眉 《钢筋混凝土原理和分析》读书笔记经过一个学期的课程学习，我在《钢筋混凝土原理和分析》教材及本科基础专业知识储备的基础上，外加查阅的其它一些相关钢筋混凝土内容的学习资料，包括教材、专著及论文等，基本掌握了书中所讲述的关于钢筋混凝土的基础知识，深化了原有的知识理论，形成较为完整的混凝土知识理论系统。由于在课程学习过程中，贺东青教授是安排我在课堂上讲解“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”的部分内容，因此，本报告后续内容也主要围绕“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”这一方面作细致展开,其他内容知识仅作一概括。 随着建筑科技的快速发展和各类工程建筑的迅速崛起，混凝土结构经历了很长时间的发展，现已经广泛应用于诸多民用和工业用建筑，为社会发展和人类生活水平提高做出了卓越贡献。在本科阶段学习的《混凝土结构设计原理》课程中，我大致了解了混凝土结构的分类、应用、构件的基本设计原理以及方法等。所涵盖的理论知识、学习方法以及思维方式都对作为结构工程方向的我们以后专业课的学习以及工作起到重要的积极的作用。 一、对《高等混凝土结构》课程的认知 在本科学习期间，有关钢筋混凝土结构的课程中，一般先简要的介绍钢筋和混凝土的材性，后以较大篇幅着重说明各种基本构件的性能、计算方法、设计和构造要求等，较多地遵循结构设计规范的体系和方法，以完成结构设计为主要目标。 《钢筋混凝土原理和分析》是以研究和分析钢筋混凝土结构的性能及一般规律，并以解决工程中出现的各种问题为目标，本书中用大量的篇幅系统地介绍主要材料—混凝土在单轴和多轴应力状态下，以及各种特殊条件下的强度和变形的一般规律，以此作为了解和分析构件性能的基础。在表述钢筋混凝土构件在各种受力条件下的性能时，强调以试验结果为依据，着重介绍其受力变形和破坏的全过程、各种因素的影响、机理分析、重要技术指标的确定、计算原则和方法等。 本书是研究和设计钢筋混凝土结构的主要理论基础和试验依据，其内容和作用如同匀质线弹性结构的“材料力学”。但是钢筋混凝土是由非线性的、且拉压强度相差悬殊的混凝土和钢筋组合而成，受力性能复杂多变，因而课程的内容更为丰富。 钢筋混凝土结构作为结构工程的一个学科分支，必定服从结构工程学科的一般规律：从工程实践中提出要求或问题，通过调查统计、实验研究、理论分析、计算对比等多种手段予以解决。总结其一般变化规律，揭示作用机理，建立物理模型和数学表达，确定计算方法和构造措施，再回到工程实践中进行验证，并加以改进和补充。一般需经过实践—研究—实践的多次反复，渐臻完善，最终为工程服务。 钢筋混凝土既然是由性质迥异的两种材料组合而成，必定具有区别于单一材料结构（如钢结构、木结构等）的特殊性。所以，钢筋混凝土的性能不仅依赖于两种材料本身的性质，还在更大程度上取决于二者的相互关系和配合。钢筋混凝土的承载力和变形性能的变化幅度很大。有时甚至可以按照所规定的性能指标设计专门的钢筋混凝土，合理选用材料和配筋构造，以满足具体工程的特定要求。 总所周知，混凝土是非匀质的、非线性的人工混合材料，力学性能复杂，且随时间而变化，性能指标的离散性又大；而钢筋和混凝土的配合又呈多样性，更使得钢筋混凝土的性能十分复杂多变。至今，钢筋混凝土构件在不同受力状态和环境条件下的性能反应已有较多的实验和理论研究结果，
概述 木材由于具有资源易于再生、绿色环保、保温隔热性好等优点，与可持续发展的目标相互协调，其在建筑业中的应用发展越来越受到重视。此外，随着近十年来材料技术的发展，诸如正交胶合木(cross laminated timber, 简称CLT)等新型工程木产品的诞生使得建造多高层木结构建筑成为可能。为了建筑业的可持续发展，也为了解决大城市人口密度不断增长的问题，木材不能局限于以往三层及三层以下的低矮建筑，近些年，多高层木结构建筑取得了快速发展。 基于上述背景，本文首先枚举了一批全球新建的典型多高层木结构建筑，以期通过具体建筑案例分析来洞悉当前多高层木结构建筑的发展趋势，然后总结了当前多高层木结构建筑常用的结构体系类型及存在的相关问题；基于上述在节点及结构体系两个层面的问题，对多高层木结构建筑开展了一系列试验和理论研究，揭示了部分结构体系的抗震机理；最后，概括了适用于多高层木结构建筑的抗震设计方法。 1 多高层木结构建筑发展概况 1.1 典型建筑案例介绍
自2008年建起第一幢木结构CLT高层后，世界各国纷纷响应这个理念，各地建起了一些示范建筑。最早于2009年，伦敦建成了一幢名为“Stadthaus”的9层公寓式建筑（图1）[1]，该建筑底层为混凝土剪力墙结构，上部8层的墙板、楼板、包括电梯和楼梯井道均采用CLT板建造。该工程中，绝大多数构件经工厂预制后现场拼装而成，施工周期仅9周，且施工误差仅为混凝土结构的一半。此外，施工过程绿色环保，碳排放少，所用建材本身兼有碳贮存功能。2012年，墨尔本建成了一幢名为“Forte”的10层公寓式建筑（图2）[2]，该建筑同样采用了底层混凝土框架-上部楼层CLT剪力墙的上下组合结构体系。“Forte”的施工周期约10个月，与同体积的混凝土或钢结构建筑相比，其在保温隔热方面能够节约25%的能源，且兼有抗震性能优良的特点。
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
浅谈高层钢结构抗震措施 【摘要】随着城市建设的发展，钢结构在高层建筑中的应用越来越广泛，因为高层钢结构抗震性能卓越，材料强度、延性良好，施工便利，便于回收，能够可持续利用，空间使用率高、有效节省土地以及节能、降耗等特点。本文主要从高层钢结构的抗震性能及措施进行探讨。 【关键词】高层建筑钢结构抗震 【 abstract 】 with the development of urban construction, steel structures in high-rise building more and more wide application, for high-rise steel structure seismic performance is remarkable, material strength and ductility is good, construction is convenient, easy recycling, able to sustainable use, the space utilization rate is high, effectively save the land and energy saving, consumption reduction etc. characteristics. this article mainly from the high-rise steel structure seismic performance and measures are discussed. 【 key words 】 high-rise； steel structure； seismic 中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a文章编号： 前言 我国地处地震带附近，地质灾害影响特别大，而地震对不同的结构产生着不同的影响，不同的结构在地震中的破坏程度和形式也
剪力墙结构抗震性能研究综述Research Review on Seismic Behavior of Shear Wall Structure 姓名：刘季 班级：土建研1303 学号：1049721302417 指导老师：陈波
剪力墙结构抗震性能研究综述 刘季 （武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉 430070） 摘要：随着经济和社会的发展，高层建筑逐渐成为现代城市建筑的发展趋势。20世纪60年代开始出现的剪力墙结构，由于其抗侧刚度大，能有效地减小侧移，且具有较好的抗震性能，使其成为现代高层建筑中广泛应用的一种结构体系。尤其是其抗震方面的性能，得到了大量的关注和研究。本文对剪力墙结构的特点、发展过程与现状进行了简单的介绍，并重点阐述了目前国内外对组合剪力墙和剪力墙体系在抗震性能方面的研究状况与进展，阐述了剪力墙结构抗震性能的研究方法。 关键词：剪力墙结构；抗震性能；组合剪力墙 Research Review on Seismic Behavior of Shear Wall Structure Liu ji (College of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology Wuhan, Hubei 430070) Abstract: With the development of economy and society,high-rise buildings is becoming the trend of modern urban architecture. Because of its large lateral stiffness, shear wall structure can effectively reduce the lateral and has better seismic performance,which makes it widely used in high-rise buildings.Especially in terms of the seismic performance,it gets a lot of attention and research.The paper briefly introduces the characteristics, development process and research status of shear wall structure.It mianly introduces the research and progress on composite shear wall and shear walls system in terms of seismic performance,and introduces the research methods of shear wall structure. Key words: shear wall structure; seismic behavior;composite shear wall 钢筋混凝土高层建筑通常由梁、柱、楼板和剪力墙以及筒体构成，剪力墙和由剪力墙组成的筒体是高层建筑抗震的核心抗侧力部件，其抗震性能对于高层建筑的安全可靠有着至关重要的作用。研制抗震性能好的剪力墙和合理布置剪力墙体系是高层建筑抗震设计的关键技术。 随着社会经济的发展，建筑用地日益减少，社会对高层建筑的需求越来越大。随着高层建筑数量的增加和建筑形式的多样化，国内外对剪力墙及剪力墙体系的抗震性能的研究也越来越多。出现了各种形式的剪力墙以及多种多样的剪力墙体系。剪力墙结构之所以能在近几十年迅猛发展，是因为其在承载力和抗震性能方面的优越性。国内外都针对此性能进行了大量的试验和研究，目前研究已比较系统，并颁布了相应的技术规程。 1剪力墙的特点和分类 剪力墙是一种能较好的抵抗水平荷载的墙。我国《建筑抗震设计规范》)将其称为抗震墙。剪力墙结构室内墙面平整，具有抗侧刚度大，侧移小；结构自重大，吸收地震能量大的特点，但是施工较麻烦，造价较高。通常按其墙肢截面高度与厚度的比值分为一般剪力墙、短肢剪力墙和异型柱。般剪力墙就是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。相对于其他2种形式它的墙肢宽度较大，在水平荷载作用下通常抗剪刚度起控制作用，故其耗能较差。短肢剪力墙是指墙肢截面高度和厚度之比为5~8的剪力墙，通常墙厚不小于200mm。肢长在1000~2500mm之间，它介乎异型柱和一般剪力墙之间。当短肢剪力墙的墙肢再进一步减小截面高度，就形成了小墙肢剪力墙，这时其力学性
论文题目：钢筋混凝土有限元分析技术在结构工程中的应用 学生姓名：刘畅 学号：2014105110 学院：建筑与工程学院 2015年06月30日
有限元分析在钢筋混凝土结构中的应用【摘要】在国内外的土木工程中，钢筋混凝土结构因具有普遍性、可靠性良好、操作简单等优点，而得到了广泛的应用。钢筋混凝土结构是钢筋与混凝土两种性质截然不同的材料组合而成，由于其组合材料的性质较为复杂，同时存在非线性与几何线形的特征，应用传统的解析方法进行材料的分析与描述在受力复杂、外形复杂等情况下较为困难，往往不能得到准确的数据，给工程安全带来隐患。而有限元分析方法则充分利用现代电子计算机技术，借助有限元模型有效解决了各种实际问题。 【关键词】有限元分析；钢筋混凝土结构；应用 随着计算机在工程设计领域中的广泛应用，以及非线性有限元理论研究的不断深入，有限元作为一个具有较强能力的专业数据分析工具，在钢筋混凝土结构中得到了广泛的应用。在现代建筑钢筋混凝土结构的分析中，有限元分析方法展现了较强的可行性、实用性与精确性。例如：在计算机上应用有限元分析法，对形状复杂、柱网复杂的基础筏板，转换厚板，体型复杂高层建筑侧向构件、楼盖，钢-混凝土组合构件等进行应力，应变分析，使设计人员更准确的掌握构件各部分内力与变形，进而进行设计，有效解决传统分析方法的不足，满足当前建筑体型日益复杂，工程材料多样化的实际情况。但是在有限元分析方法的应用中，必须结合钢筋混凝土结构工程的实际情况，选取作为合理的有限元模型，才能保证模拟与分析结果的真实性、精确性与可靠性。 在钢筋混凝土结构工程中，非线性有限元分析的基本理论可以概括为：1）通过分离钢筋混凝土结构中的钢筋、混凝土，使其成为有限单位、二维三角形单元，钢箍离散为一维杆单元，以利于分析模型的构建；2）为了合理模拟钢筋、混凝土之间的粘结滑移关系，以及
浅谈高层建筑抗震的现状及发展前景 （中国矿业大学建筑工程学院土木11-5班马绪文） 摘要:对于一个高层结构的设计,遇到的问题可能错综复杂,只能具体问题具体分析。工程实践表明在高层结构的设计过程中,设计人员只有抗震概念清晰,构造措施得当,应用合适的结构分析软件三者有机结合才能取得比较理想的结果,在这个过程中抗震构造重于结构计算。本文对建筑抗震进行必要的理论分析,从而探索高层建筑的设计理念、方法,采取必要的抗震措施并简述其发展前景。 关键词:高层建筑;抗震;结构设计 现阶段,土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善,如果可以在结构与地基的材料特性,动力响应,计算理论,稳定标准诸方面得到符合实际的发展,自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。 1 高层建筑抗震设计特点 第一，控制建筑物的侧移是重要的指标。在地震荷载作用下，建筑结构所产生的水平剪切力占主导地位，所以建筑物会产生明显的侧移，随建筑结构的高度不断曾加，结构的侧向位移迅速增大，但该变形要在一定限度之内，这样才能保证结构安全以及使用功能。 第二，地震荷载中的水平荷载是决定因素。水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩，并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力，这些都与建筑物高度的两次方成正比，故随建筑结构高度的曾加，水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言，竖向荷载基本上是不变的，但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同，水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。 第三，要重视建筑结构的延性设计。高层建筑结构随着高度增加，刚度减小，显得更柔，在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力，使结构进入塑性变形阶段仍然安全，需要在结构构造上采取有利的措施，使得建筑结构具有足够的延性。 2 建筑抗震的理论分析 2.1 建筑结构抗震规范简介 建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。 2.2 抗震设计的理论 拟静力理论：拟静力理论是20世纪10～40年代发展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于
超限高层结构抗震分析方法及要点 目前，超限建筑工程的判别的具体实施是按照根据建质[2015]67号《超限高层建筑工程抗震 设防专项审查技术要点》，对规范涉及结构不规则性的条文进行逐条检查，该检查又分为一 般规则性超限检查和特别规则性超限检查。 某竖向体型收进的复杂高层建筑，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.1g，设计地 震分组为第三组，场地类别Ⅱ类。地上20层（不包括机房层），结构主屋面高度为103米，本工程属于竖向体型收进体系，立面每隔五层三次收进，且收进尺寸大于《高规》3.5.5条要求。平面布置偏心率较大，属于平面不规则竖向不规则结构。 2 针对上述超限建筑的结构抗震性能目标的确定 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，并参考《建筑工程抗震性态设计通则》，综合考虑 抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构本身特点、建造费用和修复难易程度等因素，根 据《高规》对抗震性能目标的划分，结构抗震性能目标定为C级。性能目标C是指小震下满 足结构抗震性能水准1的要求，中震下满足性能水准3的要求，大震下满足性能水准4的要求。 其性能目标的细化如下表所示： 3 结构分析方法及步骤 3.1 多遇地震分析 （1）应用SATWE和YJK、PMSAP结构分析软件分别对结构分析，对比结构的阵型、周期和 质量等，用以验证软件结构计算结果的一致性和准确性。 （2）通过分析比较结构在各种作用效应组合下的整体性能指标，进一步验证两种计算模型 的一致性和准确性，并验证结构的整体性能指标和构件的内力分布是否符合设计规范的要求 和结构抗震概念设计的原则。 （3）多遇地震下的弹性时程分析，按建筑场地类别和设计地震分组选用5条实际强震记录 和2条人工模拟地震地面加速度时程曲线，通过YJK模型对结构进行小震弹性时程分析，以 确定地震波弹性时程分析结果的有效性。 3.2 设防地震分析 （1）采用SATWE/YJK软件进行中震弹性及中震不屈服计算，复核各类构件是否达到性能目 标C在中震作用下对构件性能水准的要求。 （2）分析时地震反应谱参数根据《高规》输入。 3.3 罕遇地震分析 （1）采用软件SauSage结构分析软件进行罕遇地震作用下的结构动力弹塑性时程分析。通 过输入三组7度罕遇地震波的弹塑性计算分析结果，通过观察剪力墙与连梁损伤程度随时间 历程的相对关系及框架柱、框架梁及剪力墙损伤情况随时间历程的发展关系。 （2）分析目的： a.分析结构在罕遇地震作用下的变形形态、构件塑性及损伤情况、以及结构整体弹塑性性能； b.验证“大震不倒”设防水准；