东南大学丁幼亮工程结构抗震分析- 结构抗震分析模型

1、试分析剪力墙结构、框架—核心筒结构抗震多道设防的实现途径。

（10分）剪力墙主要表现为连梁和墙肢底层的破坏，连梁由于剪跨比小，梁腹易产生斜裂缝，若其抗剪强度不足，可能产生剪切破坏，连梁一旦破坏，墙肢间失去联系，承载力降低，墙肢底层在竖向荷载和水平荷载下处于剪压受力状态，墙肢剪跨比大，发生弯曲破坏及剪切破坏，墙肢剪跨比小，发生剪切破坏。

剪力墙作为联肢抗震墙，连系梁先屈服，然后墙肢弯曲破坏丧失承载力，当连系梁钢筋屈服并具有延性时，它既可以吸收大量地震能量，又能继续传递弯矩和剪力，对墙肢有一定的约束作用，使抗震墙保持足够的刚度和承载力，延性较好。

如果连系梁出现剪切破坏，按照抗震结构多道设防的原则，只要保证墙肢安全，整个结构就不至于发生严重破坏或倒塌。

框架—核心筒结构是双重结构体系，是由框架和核心筒两个系统组成的，核心筒作为第一道防线，框架作为第二道防线。

在结构中,核心筒在各个方向上都具有较大的抗侧刚度,因此成为结构中的主要抗侧力构件。

在小震作用下,结构整体处于弹性状态,此时核心筒承受绝大部分地震剪力,一般可达总剪力的85 %以上,其刚度大小对结构小震作用下的侧移起控制作用; 在中震及大震作用下,筒体开裂,并且先于框架屈服, 其抗侧刚度降低,所承担的剪力比例有所减小。

而核心筒外围的框架主要承受竖向荷载,并按刚度分配分担相应的剪力,在中震和大震作用下,随着核心筒刚度的降低,框架承担的剪力也相应有所增加。

因此,外框架应具有足够的承载力,以充分发挥框架—核心筒结构的多道抗震防线作用。

框架—核心筒结构具有三道抗震防线:连梁、墙肢或子筒、外框架。

框架—核心筒结构中的各构件设防要求可表述如下:1) 小震作用下,连梁、墙肢或各子筒、外框架均处于弹性状态。

2) 中震作用下,连梁进入塑性,各子筒基本处于弹性状态,外框架也基本保持弹性状态。

震后修复主要集中于耗能连梁。

3) 大震作用下,连梁屈服程度较大,但具有足够的塑性变形能力;各子筒部分进入塑性,但塑性发展程度不大;外框架结构基本保持弹性,少量进入塑性状态。

高层建筑结构抗震分析和设计若干问题的探讨作者：钱玉林， 丁勇春作者单位：扬州大学建筑科学与工程学院,江苏,扬州,2250091.学位论文丁幼亮带钢塔楼高层建筑的抗震设计方法研究2003近年来,在高层建筑顶部安装钢结构塔楼的建筑结构体系应用日益增多.但是历次地震震害表明,地震作用下屋顶上的塔楼地震反应强烈,即使在主体结构无震害或震害很轻的情况下,屋顶塔楼也会发生严重破坏.目前这种结构体系的抗震设计方法国内研究得较少,更缺乏系统性的研究,以致工程设计上缺乏较为合理的实用设计方法.该文对带钢塔楼高层建筑结构体系的抗震设计方法进行了较为系统的研究,较为深入地研究了动力特性、阻尼计算模型、地震作用计算方法和抗震设计方法.以江苏省电网调度中心为例,采用三维空间有限元模型研究顶部安装钢结构塔楼的高层建筑动力特性.从整体动力特性可以看出,当高层建筑在地震动作用下产生振动时,屋顶钢塔在高层建筑屋顶层振动的激励下,产生二次型振动,发生显著的"鞭梢效应".根据Rayleigh-Ritz法的基本原理,该文给出了带钢塔楼高层建筑动力特性的简化近似计算方法.对于这种主体结构和钢塔组成的组合体系,可以分别求出钢塔和主体结构各自的周期和振型,采用Rayleigh-Ritz法将其进行组合近似求解整体动力特性.讨论了结构动力分析中阻尼计算模型的研究进展,在此基础上研究了非比例阻尼结构体系的动力响应特点.从工程实际应用出发,研究了带钢塔楼的钢筋混凝土高层建筑结构体系等效粘滞阻尼比的计算方法,并采用等效粘滞阻尼比来考虑钢塔楼和主体结构不同阻尼耗能特性的影响.分析表明,带钢塔楼的钢筋混凝土高层建筑进行地震响应计算时,钢塔楼内力标准值需要根据结构的等效粘滞阻尼比进行调整,其余的结构地震响应可不作调整.在总结带钢塔楼高层建筑整体地震作用的计算方法的基础上,采用基于振型分解的结构地震响应时程分析方法分析高阶振型在塔楼地震响应中的贡献,提出了采用振型分解反应谱法和振型分解直接动力分析法时所适宜考虑的振型阶数.该文分析了高层建筑顶部塔楼鞭梢效应产生的本质原因,指出塔楼的鞭梢效应实质上是由于在地震作用下整体结构发生共振产生的,而与塔楼和主体结构自振周期的比值没有直接的联系,并提出了高层建筑顶部塔楼抗震概念设计的基本原则.研究了钢塔楼地震作用的影响因素以及钢塔楼对主体结构地震响应的影响,分别分析了阻尼特性、场地类别、设计地震分组、主体结构质量和刚度、塔楼质量和刚度等因素对塔楼地震作用和主体结构地震作用的影响,在此基础上分别给出了塔楼地震作用和考虑钢塔楼作用的主体结构地震作用的简化计算方法.工程实例计算验证了所提出的简化计算方法的正确性和适用性.总结了带钢塔楼高层建筑的抗震设计方法,并以江苏省电网调度中心为例,采用三维空间有限元程序进行了塔楼与主体结构连接处的局部应力分析.2.期刊论文范勤高层建筑抗震设计中短柱问题的处理-南北桥2008(3)在层高一定的情况下,为提高延性而降低轴压比则会导致柱截面增大,且轴压比越小截面越大;而截面增大导致剪跨比减小,又降低了构件的延性.因此,在高层特别是超高层建筑结构设计中,为满足规程对轴压比限值的要求,柱子的截面往往比较大,在结构底部常常形成短柱甚至超短柱.另外,诸如图书馆的书库、层高较低的储藏室、高层建筑的地下车库等由于使用荷载大,层高较低,在设计中也不可避免地会出现短柱.众所周知,短柱的延性很差,尤其是超短柱几乎没有延性,在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时,很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌,无法满足"中震可修,一大震不倒"的设计准则.为了避免短柱脆性破坏问题在高层建筑中发生,笔者认为,首先要正确判定短柱,然后对短柱采取一些构造措施或处理,提高短柱的延性和抗震性能. 要求,柱子的截面往往比较大,在结构底部常常形成短柱甚至超短柱.另外,诸如图书馆的书库、层高较低的储藏室、高层建筑的地下车库等由于使用荷载大,层高较低,在设计中也不可避免地会出现短柱.众所周知,短柱的延性很差,尤其是超短柱几乎没有廷性,在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时,很容易发生剪切破坏而造成结 破坏甚至倒塌,无法满足"中震可修,一大震不倒"的设计准则.为了避免短柱脆性破坏问题在高层建筑中发生,笔者认为,首先要正确判定短柱,然后对短柱采取一些构造措施或处理,提高短柱的廷性和抗震性能. 要求,柱子的截面往往比较大,在结构底部常常形成短柱甚至超短柱.另外,诸如图书馆的书库、层高较低的储藏室、高层建筑的地下车库等由于使用荷3.学位论文李子杰弹塑性静力与动力分析在高层建筑抗震设计中的应用研究2007我国是一个多地震的国家，目前仍处于地震高发期，因而结构抗震性能的研究具有重要意义。