L型不规则钢框架支撑结构的地震反应及减震分析

价值工程0引言我国的地震活动分布范围广、频度高、强度大、震源浅，几乎所有的省、自治区、直辖市都发生过6级以上强震。

地震能够产生巨大的破环，地震的破坏作用主要包括地表破坏、建筑结构的破坏以及随之引发出的次生灾害[1]。

地震会导致建筑物垮塌会造成巨大的人员伤亡和财产损失。

近年来，在中国经济不断发展的今天，人们对于建筑的造型提出了更严格的要求，人们已经不单纯地满足于使用需求，其更关注建筑的整体效果。

高层建筑如雨后春笋般出现在城市中，它以其独特的造型和功能成为当今建筑史上一颗耀眼的新星。

然而，由于各种因素的影响，目前许多高层建筑仍存在着一些缺陷或问题。

体形不规则而又结构复杂的建筑层出不穷，这是当代建筑的发展趋势，如中央电视台总部大楼、广州圆大厦、位于苏州市的东方之门等。

结构平面不对称、不规则通常会引起刚度中心与质量中心之间的偏离，会使结构在水平地震力（或风荷载）作用下产生扭转而导致结构构件破坏，甚至结构整体破坏[2]。

根据我国近20年来地震震害表明不规则结构在地震来临时更容易受破坏，由于建筑物体形的不规则使得其扭转效应较为明显，延性较差，地震时破坏具有突发性，震害严重。

本文利用ETABS 对某L 型平面不规则混凝土框架模型进行模拟分析，以了解该框架的动力特性、把握该框架抗震性能、评判该框架抗震是否合理，并为后续设计奠定了一定理论基础。

1不规则结构的判定《建筑抗震设计范》[3]3.4.3条关于建筑形体及其构件布置的平面不规则性的规定中的以下几条：①扭转不规则：受指定水平力时，楼层最大弹性水平位移（或层间位移），比楼层两端平均弹性水平位移大1.2倍。

②凹凸不规则，即平面凹进，超过对应投影方向总面积的30%以上。

③楼层局部不连续，即楼层大小及平面刚度剧烈改变，如有效楼层宽度低于该楼层典型楼板宽度50%或者开洞面积超过该楼层30%，或者存在楼层错层较多。

2L 型平面不规则结构的地震反应分析2.1工程概况本工程为某学校教学楼，框架结构为平面不规则结构。

钢结构的地震响应分析地震是一种自然灾害，对于建筑结构的稳定性和安全性具有很大的威胁。

钢结构作为一种常用的建筑结构材料，其地震响应特性一直备受研究者们的关注。

本文将探讨钢结构在地震中的响应分析及其相关问题。

一、地震对钢结构的影响地震的发生会产生水平方向的地震力，这会对钢结构产生一系列的影响。

首先，地震会引起钢结构的惯性力，使结构产生位移。

其次，地震还会产生动力效应，如共振和相关的振动现象，这会导致结构的破坏。

此外，地震还会引起结构的非线性变形，如局部破坏等。

二、钢结构地震响应的分析方法为了研究钢结构在地震中的响应，人们提出了多种分析方法。

常见的方法包括静力分析、模态分析和时程分析。

1. 静力分析静力分析是一种简化的方法，常用于低层结构或设计上限状态。

它通过假设地震担载为静力作用，并计算结构的应力、变形和位移。

然而，该方法忽略了结构的动力响应，因此对于高层结构和重要结构来说并不准确。

2. 模态分析模态分析是一种考虑结构的振动特性的方法。

它根据结构的固有振动模式和固有周期，分析结构在地震激励下的响应。

该方法更适用于多自由度结构，可以较准确地预测结构的位移和加速度响应。

3. 时程分析时程分析是一种全面考虑地震过程的方法，它通过数值模拟地震过程，并考虑结构的非线性行为，可以得到结构在地震过程中的时序响应。

这是一种更精确的方法，但计算量较大。

三、钢结构地震响应的优化策略钢结构地震响应的优化策略主要包括结构抗震性能设计、减震设计和隔震设计。

1. 结构抗震性能设计结构抗震性能设计旨在提高钢结构的抗震能力和耐久性。

该设计方法要求在地震发生时，结构在承受地震力作用下仍能保持正常运行，无塌陷的危险，并降低破坏可能性。

2. 减震设计减震设计是通过在结构中引入减震装置来减小地震对结构的影响。

常见的减震装置包括摩擦阻尼器、液压阻尼器等，它们可以吸收地震能量，减小结构的动力响应。

3. 隔震设计隔震设计是通过在结构与地基之间加入隔震层，将地震能量引导到隔震层中，减小了地震对结构的影响。

技术90中国建筑金属结构通常来说，钢结构的延展性能以及抗震性能是比较好的。

所以在高层建筑的项目中最理想的材料就是钢结构。

钢结构还有一个优势就是可以通过使用不规则钢结构来增加建筑物的美观性。

外在的很多因素都会影响到不规则钢结构的性能，所以在建筑过程中不规则钢结构的设计需要考虑地震因素的影响。

本文研究大底盘L型钢结构的抗震性能如何提高，主要讨论X型支撑材料和单斜杆的情况下抗震性能的改变程度。

L型建筑物有很多独特的优势。

一方面是能够在用地方面节约用地成本；另一方面能够保证设备的性能质量，可以跟周边的一些建筑物保持高度的统一。

在生活中很多工程项目都会应用到这项技术。

通常来说，因为这种类型的结构的楼层质量和刚度中心有很大的偏心距，导致在结构承受地震扰动的时候，结构扭转发生的可能性较大，容易导致产生垂直水平的变化[1]。

也就是方向这个角度其实存在很大的相关性。

所以，设计人员在对结构和材料进行设计的时候，起码要考虑到水平二维方向的地震影响。

近年来，我国城建设计中常用的是分析结构抗震性能的办法主要是时程分析方法和反应谱分析方法[2]。

对于反应光谱方法来说，每个国家的规范都是主要按照每个方向上反应谱的抗震响应值以及这些响应值组合起来的值。

对于时程分析法来说，在大多数情况下使用结构体系中平行的横轴和纵轴，以及地震动输入方向。

前面的假设在规则结构的时候是成立的，但是如果钢材料是不规则的话假设就不再成立了。

如果是不规则的情况就要考虑地震输入角度的这个问题。

因此，在下文中采用9层的L型钢材结构作为例子，分析多维反应谱组合状态下的结构变化状态以及这种结构的模态特征。

这种研究可以为以后的科学中同种类型的钢结构抗震性能优化工作的开展，提供新的参考依据。

1.结构模型近年，利用软件在大底盘模型进行的建模，分别构建不设置支撑工具的模型A、增设单斜杆支撑的模型B、设置X型支撑的模型C。

在软件中建立模型的时候，将模型的进深和开间设置为6m，其中进深设置为8跨，开间设置为11跨。

L型平面不规则结构的地震反应分析和评估雷庆关;卫世全【摘要】The modal analysis of an L-type structure of planar irregularity is made with SAP2000 to obtain the dy⁃namic characteristics of the structure. Besides, using both seismic response spectrum analysis and time procedure analysis, the result of structure response is numerically simulated so that the anti-seismic property is definite to provide reference for the design.%通过sap2000有限元软件，对建立的L型平面不规则结构进行了模态分析，得到了结构自身的动力特性。

在此基础上，利用反应谱分析和时程分析对结构响应的结果进行数值模拟，得到了结构的抗震性能，为设计工作提供了一定参考。

【期刊名称】《池州学院学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P52-55)【关键词】L型平面不规则;反应谱分析;时程分析;抗震性能【作者】雷庆关;卫世全【作者单位】安徽建筑大学土木工程学院，安徽合肥230601; 合肥工业大学土木工程学院，安徽合肥230009;安徽建筑大学土木工程学院，安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TU393L型平面不规则结构的地震反应分析和评估雷庆关1，2，卫世全1（1.安徽建筑大学土木工程学院，安徽合肥230601；2.合肥工业大学土木工程学院，安徽合肥230009）[摘要]通过sap2000有限元软件，对建立的L型平面不规则结构进行了模态分析，得到了结构自身的动力特性。

框架结构抗地震倒塌能力的研究汶川地震极震区几个框架结构震害案例分析一、本文概述本文旨在深入研究框架结构在地震中的抗倒塌能力，特别是在汶川地震极震区的实际震害案例分析基础上，探讨框架结构的抗震性能和失效机制。

汶川地震是中国历史上一次具有极大破坏性的地震，其极震区的震害情况尤为严重，为我们提供了宝贵的震害数据和实际案例。

本文通过分析这些案例，旨在提升对框架结构抗震性能的理解，为未来的抗震设计和防灾减灾提供科学依据。

文章首先将对框架结构的基本特性和抗震设计原理进行概述，为后续的分析和讨论提供理论基础。

随后，将详细介绍汶川地震极震区的几个典型框架结构震害案例，包括震害现象、破坏程度和影响因素等。

通过对这些案例的深入分析，我们将揭示框架结构在地震中的倒塌机制和薄弱环节，探讨现有抗震设计方法的优点和不足。

在此基础上，文章将进一步研究提高框架结构抗地震倒塌能力的有效措施和方法。

结合震害案例的分析结果，我们将探讨如何优化框架结构的抗震设计，提高结构的延性、耗能能力和整体稳定性。

还将关注新型抗震材料和技术的应用，以期在未来抗震设计和防灾减灾工作中取得更好的效果。

本文将对研究成果进行总结，并提出对未来研究方向的展望。

通过本文的研究，我们期望能够为提升我国框架结构抗震性能提供有益的建议和参考，为保障人民群众生命财产安全做出积极贡献。

二、框架结构的抗地震倒塌能力分析框架结构作为一种常见的建筑结构形式，其抗地震倒塌能力一直是工程界和学术界研究的重点。

在汶川地震极震区的震害案例分析中，我们可以发现，框架结构的抗地震倒塌能力受到多种因素的影响，包括结构设计、材料性能、施工质量、地震动特性等。

从结构设计的角度来看，合理的抗震设计是提高框架结构抗地震倒塌能力的关键。

在汶川地震中，一些遵循了现行抗震设计规范的框架结构表现出了较好的抗震性能，能够在地震中保持结构的整体性和稳定性。

然而，也有一些框架结构由于设计上的不足，如结构布置不合理、节点连接不牢固等，导致在地震中出现了严重的破坏甚至倒塌。

不同形式偏心支撑钢框架的地震反应分析刘阳【摘要】为了研究高层偏心支撑钢框架的抗震性能,采用有限元软件SAP2000,分别建立了常用的D型、Y型和K型偏心支撑的单榀20层钢框架模型,对其进行了地震时程分析.通过对比各偏心支撑钢框架在EICENTRO波和南京波激励下产生的层间弯矩,层间位移和层间加速度,结果表明:K型支撑能较好的控制层间位移及层间弯矩,Y型支撑则较好的控制了加速度放大效应,D型支撑的抗震性能则介于二者之间.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】2页(P72-73)【关键词】偏心支撑钢框架;有限元分析;抗震性能【作者】刘阳【作者单位】武昌工学院土木工程学院湖北武汉 430061【正文语种】中文【中图分类】TU391引言常用的偏心支撑根据耗能梁位置及支撑布置的位置不同可以分为D型，K型和Y 型。

为研究不同形式偏心支撑的抗震性能，借助有限元软件SAP2000，采用非线性时程分析对不同形式偏心支撑结构的抗震能力进行了对比分析，通过对其层间弯矩、层间位移，加速度的对比分析，得出各种形式框架特点，为工程中的进一步应用提供参考。

1 理论分析及有限元模型的建立1.1 理论分析和假设结构的时程分析的一般包含以下的步骤：（1）根据相关条件（场地，设防烈度等）选择典型时程曲线，作为设计用地震波输入；（2）根据体系力学性能，建立合理振动微分方程；（3）通过逐步积分方法求解出振动方程。

在进行分析前，一般对结构采用以下假定：（1）地基刚性，对上部结构的影响忽略；（2）阻尼矩阵式质量和刚度矩阵的线性组合；（3）楼层刚度无限大，且节点为刚性；（4）总刚度矩阵随位移和时间的变化按恢复力模型进行调整。

针对结构振动方程的增量形式为：采用Newmark方法进行求解，即通过迭代方法解方程（2）和（3）以解方程（1）。

求解该方程可以通过利用有限元分析软件SAP2000进行，软件一般通过改进的Newmark方法，即通过添加刚度和质量比例阻尼的方法求解改进的方程（4）和（5）的方法进行。