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第38卷第3期建 筑 结 构2008年3月带高位大跨钢桁架转换层建筑结构动力分析刘劲松1裘 涛2王翠坤3刘军进3[提要] 根据一栋带高位大跨钢桁架转换层建筑结构实际工程,建立了考虑楼板面内弹性变形高精度有限元空间质点系计算模型,进行了采用Ri tz 法求解技术的模态分析、单点加速度响应地震反应谱分析和时程分析。
结果表明,转换钢桁架产生局部振型,形成结构薄弱环节,结构主振周期对应着地震力贡献最大的振型;转换钢桁架位置较高及其相邻层质量悬殊,使得高振型对结构动力特性影响显著;结构竖向刚度的非连续性改变了层地震力的分布,转换层及其上部结构层间位移角突变,主体结构与钢桁架平面外变形差异较大;地震波的频谱特性引起主体结构对El Ce ntro 波地震响应最强烈,而转换钢桁架局部对人工波地震响应最强烈。
[关键词] 高层建筑 钢桁架 转换层 模态分析 地震反应Dynamic Analysis on Build ing with Tr an sfer Ste el T russes Located at a H igher Level Authors:Liu Jinsong 1,Qiu Tao 2,Wang Cuikun 3,Liu Junjin 3(1Arc hitectura l Design and Resea rch Institute,Southeast Uni versity,Nanjing 210096,China;2Arc hitectural Desi gn a nd Resea rch Institute,Zhejiang University,Ha ngzhou 310027,China;3Institute of Building Structure s,C ABR,Beijing 100013,China)Abstrac t :Acco rding to a c onstructio n projec t of tall building with transfe r steel trusses loc ated at a higher leve r,a three -dimension c alc ula ting model c onsidering the in -plate elastic defor mation of floor is built,in which the high -precision finite e le me nt method with bea m a nd shell elements is used.To study the seismic pe rformance o f the structure,mode -frequenc y a nalysis with Ritz solution,single -point a ccelera tion response spec trum a na lysis and time history a nalysis a re a pplied.It is indica ted that so me modes cor respo nding to the ma xi mum of ea rthqua ke force a re principa l,but o thers pr oduced by steel trusse s are local because of the wea kness o f theirs joints.Highe r -mode s can a ffect the dynamic performance of the structure e vidently when transfe r steel trusses are located at a higher leve l.The salta tion of ea rthqua ke force along the height of building is ca used by the discontinuous stiffness of the structure,which leads the story drift a ngle of struc ture to inc rease.The defor ma tion difference betwe en the main structure a nd steel trusses in Y direc tion is distinc t under ea rthqua ke wa ves.In the seismic response s of main structure caused by a rtificial wave,site wa ve and El Ce ntro wave,that c aused by El Centro is the mo st inte nse one,but in the seismic response s of tra nsfer steel trusses,that caused by the a rtificial wa ve is the most intense one,which a re caused by the spe ctrum charac te ristics of ea rthquake wa ves.K eyword s :tall building;ste el truss;transfer storie s;mode -frequenc y analysis;earthquake response作者简介:刘劲松(1971-),合肥人,博士,E -mail:pinesliu@ 1东南大学建筑设计研究院,南京,210096;2浙江大学建筑设计研究院,杭州,310029;3中国建筑科学研究院建筑结构研究所,北京,100013。
大跨度连续钢桁拱桥地震反应分析的开题报告一、选题背景大跨度连续钢桁拱桥作为大型钢结构工程的代表之一，具有结构运用寿命长、荷载承载能力强、美观等优点。
然而，地震是钢桥结构的一种危险的天然灾害，地震荷载将对桥梁结构产生剧烈震动，甚至可能引起桥墩和桥面板的破坏。
因此，进行大跨度连续钢桁拱桥地震反应分析，对其结构的安全性和稳定性具有很大意义。
二、选题意义1.对钢桥结构地震反应进行深入了解。
通过分析大跨度连续钢桁拱桥地震反应，可以更加深入地了解钢桥在地震作用下的受力机理，为钢桥结构的地震防护设计提供理论依据。
2.提高钢桥结构的安全性和稳定性。
通过针对大跨度连续钢桁拱桥地震反应的分析，可以深入了解其在地震荷载下的受力情况，特别是其在地震动力作用下的变形特点，对桥梁的设计和施工具有重要的指导作用。
3.促进大跨度连续钢桁拱桥的应用。
通过深入了解大跨度连续钢桁拱桥地震反应的特点和受力机理，可为其大规模应用提供技术支持，推动大跨度连续钢桁拱桥应用的普及和发展。
三、研究内容和研究方法1.研究内容：（1）建立大跨度连续钢桁拱桥地震反应分析的数学模型；（2）分析地震荷载下大跨度连续钢桁拱桥的变形、位移和受力特征；（3）分析地震荷载对大跨度连续钢桁拱桥结构安全性和稳定性的影响。
2.研究方法：（1）选用有限元分析软件ANSYS建立大跨度连续钢桁拱桥地震反应的数学模型；（2）采用ANSYS软件对大跨度连续钢桁拱桥进行地震荷载下的桥梁结构分析；（3）基于数学模型，分析大跨度连续钢桁拱桥的变形、位移和受力特征；（4）通过分析地震荷载对大跨度连续钢桁拱桥结构安全性和稳定性的影响，提出相应的建议和措施。
四、可行性分析1.具备相关技能和设备。
本项目所需的技术和装备在现有条件下均可达成。
2.数据来源充足。
大量文献和实际工程案例的可用性和可靠性是数据来源的保证。
3.研究结果具有实用价值。
本项目的研究结果可以为相应的工程设计和施工提供科学的依据。
地震作用下大跨度空间网架结构的行波效应分析【摘要】本文通过采用一致激励和非一致激励对大跨度网架结构加载，通过动力时程分析研究地震的行波效应对大跨度空间结构地震响应的影响，讨论了相位差的不同对结构位移、速度和加速度响应的影响。
对深入研究大跨度空间网架结构的抗震设计以及分析其地震响应的行波效应提供了一定的依据和方法。
【标签】大跨度网架结构，行波效应，Newmark积分法，结构地震响应。
1. 前言大跨度空间结构具有重量轻，刚度大，受力性能高效，生产施工快速方便，外形新颖美观等优点，因此网架结构在需要大跨度的体育场馆、展览馆和工业民用建筑中有着广泛的应用。
准确地分析其地震反应是空间网架结构设计中重要的环节。
而现在许多大跨度空间网架结构的跨径都在100m以上，典型的地震波波长为几百米。
通过大量研究发现，当结构的跨度与地震波波长的比值γ≥1/4时，就必须考虑结构地震响应的行波效应问题，即不同地面结点之间的运动相位差。
目前对大跨度桥梁地震响应的行波效应研究比较多，对空间网架结构的研究还相对较少。
本文针对大跨度网架结构进行动力时程分析，地震波按照两种加载方法进行加载。
一种是一致激励加载，另一种是非一致激励加载，即考虑结构地震响应的行波效应。
通过ANSYS 软件计算比较了两种激励下结构的地震响应。
讨论了不同相位差下结构的地震响应。
对深入研究大跨度空间网架结构的抗震设计以及分析其地震响应的行波效应提供了依据和方法。
2. 基本理论当考虑行波效应时，建立的体系的运动方程如式1。
（1）其中，[M]、[C]和[K]分别是结构包括基础节点的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，、和、分别是结点总位移向量、加速度向量和速度向量，{F}是外力向量。
在ANSYS软件中，瞬态分析求解过程采用Newmark时间积分法方法求解式（1）。
Newmark法在时间间隔Δt内采用有限差分法，表述如下：（2）（3）其中α、δ是Newmark 积分常数；α= ，δ= ，γ为振幅衰减系数。
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2023, 12(8), 1166-1173 Published Online August 2023 in Hans. https:///journal/hjce https:///10.12677/hjce.2023.128134上海某高层建筑带长悬挑转换桁架结构分析张利花上海众鑫建筑设计研究院有限公司，上海收稿日期：2023年7月29日；录用日期：2023年8月19日；发布日期：2023年8月30日摘要某高层商办楼由于建筑立面效果要求，在南主出入口处3层立面存在大跨度悬挑转换桁架结构，悬挑外端抬柱三层，悬挑长度为9.4 m ，属于长悬挑结构的超限高层建筑。
对悬挑转换桁架结构进行了小震下的单榀桁架的计算分析；对转换桁架的关键构件进行大震下的抗震性能分析；对大跨度悬挑桁架结构的楼盖作舒适度验算分析；对悬挑部位的楼层作楼板应力分析以及对桁架的关键构件节点进行大震下的有限元分析，确保该结构转换桁架安全、可靠。
关键词悬挑转换桁架，抗震性能，舒适度，节点有限元Analysis of a High-Rise Building with Long Cantilever Truss Transfer Structure in ShanghaiLihua ZhangShanghai Zhongxin Architectural Design and Research Institute Co., Ltd., ShanghaiReceived: Jul. 29th , 2023; accepted: Aug. 19th , 2023; published: Aug. 30th , 2023AbstractDue to the facade effect requirements of a high-rise commercial office building, there is a long- span cantilever transfer truss structure in the three-story facade of the south main exit entrance, and the cantilever outer end lifting column has three layers. The cantilever length is 9.4 m, which belongs to the over-limit high-rise building with a long cantilever structure. A single truss is cal-culated and analyzed for the cantilever transfer truss structure; the seismic performance of the key components of the transfer truss is analyzed; the comfort checking analysis of the floor of the张利花long-span cantilever truss structure is made; the floor stress analysis of the overhanging part of the floor is made and the key component nodes of the truss are analyzed by finite element method, ensure the safety and reliability of the structural transfer truss.KeywordsOverhung Transfer Truss, Seismic Performance, Comfort Level, Node Finite ElementCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 工程概况本工程位于上海嘉定区，总建筑面积约为7万m 2，属于超限高层商住项目。
大跨度钢桁架斜拉桥地震反应分析的开题报告题目：大跨度钢桁架斜拉桥地震反应分析一、研究背景和意义近年来，随着人们对大型桥梁的需求不断提高，大跨度钢桁架斜拉桥作为一种新型的桥梁结构，在交通运输领域逐渐得到了广泛应用。
然而，在桥梁受到地震等外力作用时，由于其结构的特殊性质，容易受到影响，特别是地震引起的反应可能导致桥梁结构的破坏。
因此，对大跨度钢桁架斜拉桥在地震作用下的反应进行分析和研究，具有很重要的意义和实际应用价值。
二、研究内容和研究方法1、研究内容本课题主要研究大跨度钢桁架斜拉桥在地震作用下的反应，包括以下方面：（1）钢桁架斜拉桥的结构特点及抗震性能分析；（2）多级地震波作用下钢桁架斜拉桥的地震反应；（3）钢桁架斜拉桥抗震设计准则及参数分析；（4）对比分析不同参数下大跨度钢桁架斜拉桥的地震响应。
2、研究方法（1）理论分析法：根据大跨度钢桁架斜拉桥的结构特点，建立合适的数学模型和力学模型，采用理论分析方法进行计算和分析。
（2）数值模拟法：采用有限元分析方法，对钢桁架斜拉桥结构进行数值模拟，得到结构在地震作用下的响应值。
三、预期成果和应用价值预期成果：通过对大跨度钢桁架斜拉桥在地震作用下的反应进行分析和研究，预期达到以下成果：（1）分析钢桁架斜拉桥的结构特点及抗震性能；（2）得到大跨度钢桁架斜拉桥在多级地震波作用下的地震反应；（3）确定钢桁架斜拉桥抗震设计准则及参数，保证大跨度钢桁架斜拉桥抗震性能和结构安全性；（4）对比分析不同参数下大跨度钢桁架斜拉桥的地震响应，为优化结构设计提供参考。
应用价值：大跨度钢桁架斜拉桥作为一种新型的桥梁结构，其在交通运输领域得到了广泛应用，本课题研究成果具有很重要的应用价值：（1）优化结构设计，保证大跨度钢桁架斜拉桥抗震性能和结构安全性；（2）提高大跨度钢桁架斜拉桥的耐震能力，减少地震灾害损失；（3）为大跨度钢桁架斜拉桥的施工和运营提供科学依据和技术支持。
