高层时程分析论文：高层时程分析 反应谱 剪力墙 有限元 层间位移角

第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2武汉某超限高层住宅结构抗震分析设计曹源，李智明（中信建筑设计研究总院有限公司，武汉430000）[摘要] 武汉某住宅超限高层项目结构高度138.3m，采用框架-剪力墙结构形式，剪力墙为钢筋混凝土剪力墙，框架柱为钢管混凝土柱，属于B级高度建筑，存在扭转不规则、凹凸不规则、穿层柱等多项不规则项。

利用YJK、MIDAS Builiding、SAUSAGE等计算软件对结构进行小震弹性分析、小震弹性时程分析、中大震等效弹性分析、大震弹塑性时程分析，并补充了弱连接处楼板抗震性能化设计以及穿层柱屈曲分析。

计算结果满足规范要求，可供同类工程设计参考。

[关键词] 框架-剪力墙结构；钢管混凝土柱；性能化设计；楼板损伤分析；穿层柱屈曲分析中图分类号：TU355 文献标识码：A 文章编号：1002-848X(2020)S2-0234-05Seismic analysis and design of a high-rise residential structure in WuhanCAO Yuan, LI Zhiming(CITIC General Institute of Architecture Design and Research Co., Ltd., Wuhan 430000, China)Abstract: The structural height of a high-rise residential project in Wuhan is 138.3m. It is a frame-shear wall structure, the shear wall is a reinforced concrete shear wall and the column is a steel tube concrete column, which belongs to the B-level height building.There are a number of irregularities such as torsion irregularities, uneven irregularities, and through-layer pillars.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis, and supplements for weak earthquakes.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis. It also supplements the seismic performance design of the floor slab at the weak connection and the buckling analysis of the through-story column. The calculation result meets the requirements of the specification and can be used as a reference for similar engineering design.Keywords:frame-shear wall structure; concrete-filled steel tube column; performance-based design; floor damage analysis; buckling analysis of stratified column1工程概况本项目总建筑面积13.59万m2，包含10栋办公楼、1栋商业建筑及1栋住宅。

高层建筑的结构时程分析钟树生1,钟永慧1,倪 忠2(1 重庆大学土木工程学院,重庆400045;2 中冶赛迪,重庆400013)摘 要 随着世界各国经济的发展和科学技术的进步,高层及超高层建筑应运而生。

由于建筑物高度的不断增加,水平荷载(地震作用、风荷载等)已经成为结构设计考虑的重要因素。

时程分析法作为一种动态的新兴的计算方法,被国内外广泛地应用。

关键词 高层建筑; 时程分析; 抗震设计中图分类号 TU973+ 31 文献标识码 A近年来,高层建筑和超高层建筑越来越多,水平荷载在高层建筑结构设计中成为重要的考虑因素。

而时程分析法(又称直接动力法),能描述出地面振动时建筑振动的全过程,找出建筑的薄弱环节,所以被国内外广泛地应用。

时程分析法在数学上亦称步步计算法。

它是由初始状态开始,一步一步地根据该步末新步始的连续条件算下去,从而求出每一步时刻末了的振动状态,直至最终状态。

它接用地震波作为原始数据输入,可以反映地面运动各种成分、特性及持时的影响,可以计算出整个地震过程中结构的运动和受力状态。

时程分析法可用于计算弹性结构,也可用于计算弹塑性结构,即考虑由于地震使结构出现裂缝或屈服,引起结构刚度的变化。

因此也可以了解结构可能出现破坏的部位、破坏过程及破坏原因[1]。

在抗震设计中,时程分析得到的是结构在地震作用下的响应时程,可详细了解结构在整个地震持时内的结构响应,同时响应出地震动的三要素:振幅,频谱和持时对结构响应的影响。

除了在进行时程积分时引入一些假设外,时程分析法基本没有其它限制,能处理线性和非线性问题,可以精确考虑结构、土和深基础相互作用。

此外,动态时程分析法为结构的抗震设计从单一强度的保证转入强度、变形(延性)的双重保证,同时使结构工程师更清楚结构地震动力破坏的机理和正确提高结构抗震能力的途径,也为发展多重抗震设防的设计方法提供了分析基础,是结构地震响应分析的有力工具。

许多国家已经把时程分析法列入设计规范。

地震作用下高层剪力墙结构的时程分析摘要：时程分析法是模拟实际地震作用的一种方法，是将抗震理论由传统的等效静力分析进入动力分析、反映结构地震响应最直接的方法。

本文首先介绍了时程分析的原理及步骤，并结合高层剪力墙结构实例，运用大型有限元软件ANSYS进行模态分析和瞬态分析，并与国内有限元分析程序SATWE的分析结果进行对比。

ANSYS以其强大的计算分析及后处理功能，近年来逐渐应用于工程数值模拟，其计算精度已经取得满意的效果。

关键词: 时程分析；模态分析；瞬态分析；地震波中图分类号： TU311 文献标识码：B0引言时程分析法(Time History Method)又称为“瞬态动力学分析法”，它是随着强震记录的增多、计算机技术的发展，对结构振动方程进行逐步积分求解的一种方法，主要应用于建筑结构的抗震性能分析。

时程分析法运用计算机将地震波输入到结构动力方程，并利用逐步积分求解结构的地震作用和地震响应。

地震作用下，多自由度体系的动力方程为：式中，分别为结构的质量、刚度和阻尼矩阵；分别为结构相对于地面的加速度、速度、位移矢量；为地面运动加速度。

时程分析法的步骤一般分为以下五步:第一步，根据建筑物的实际场地条件、抗震设防烈度等因素，选取若干条不同特性的地震加速度时程曲线，把它作为设计所用的地震波输入。

第二步，根据己有计算机资源、结构的自身振动特性和工程的实际条件，建立合理的结构模型。

第三步，根据材料特性、结构构件的类型和受力状态，选择合适的构件恢复力模型。

第四步，建立结构的运动微分方程。

第五步，采用逐步积分法求解运动微分方程，得出结构体系在地震作用下的全过程动力响应。

1工程概况该项目为某高层剪力墙住宅楼，地下1层为储藏室，地上24层为住宅，层高为2.900m，建筑物总高度为69.60m。

建筑沿X和Y方向分别为46.400m和16.000m，主体结构为剪力墙结构。

建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第三组，设计基本地震加速度为0.05g，建筑场地类别为Ⅲ类，剪力墙抗震等级为四级，该地区基本风压w=0.40kN/m2（50年一遇），风载体型系数取1.3，地面粗糙度为C类。

高层时程分析论文：高层结构地震放大作用及反应分析【中文摘要】我国高层建筑越来越多,实际震害表明,即使离震中较远的地区,高层反应也比较强烈,引起较大恐慌。

一般而言,地震反应随着楼层增高逐渐增大。

我国地震烈度表中提到:在高楼上人的感觉要比地面上室内人的感觉明显,但并不清楚具体放大程度和规律。

本文对六栋典型混凝土高层结构进行了计算分析,对比了不同场地条件和不同高度结构对地震的放大作用,得出了具体的放大程度及规律。

这样高层上的人可以通过所在层的反应,来判断实际的烈度,减小高层上的人对地震的恐慌。

剪力墙是高层结构普遍采用的抗侧力构件,然而剪力墙非线性数值模拟问题一直没有得到很好的解决,本文尝试采用壳单元建立剪力墙结构数值模型,并通过与实验结果对比验证其可靠性。

本文的主要工作内容及结论如下:1、为研究不同场地条件和不同高度结构对地震动的放大关系及规律,选择了能充分反映典型高层及超高层建筑的6栋建筑进行时程分析,分析结果表明:坚硬场地上的高层反应较弱,楼层的放大作用不明显;中等场地上的高层顶部楼层反应较为明显,20层左右顶层放大约1.4~2.6倍,40层左右的高层顶层放大约2.8倍;软弱场地上的高层建筑反应最强,楼层放大作用特别明显,20层左右结构顶层放大约...【英文摘要】There are more and more high-rise buildings in China, and the actual earthquake shows that, even in areas far from the epicenter, high-level responses are more intense,causing more panic. In general, the seismic response increases with higher floors. Seismic intensity scale in China shows: the feeling of people in the high-rise building is stronger than the feeling in the room on the ground, but do not know the extent and patterns of specific amplification. In this paper, six typical concrete high-rise str...【关键词】高层时程分析反应谱剪力墙有限元层间位移角【英文关键词】time history analysis response spectrum shear wall finite element story drift ratio【目录】高层结构地震放大作用及反应分析摘要5-7ABSTRACT7-8第一章绪论11-17 1.1 选题背景11 1.2 基本概念11-15 1.3 课题研究的意义15 1.4 各章主要内容及安排15-17第二章结构分析17-51 2.1 六栋结构概况和模型简介18-26 2.1.1 粮食大厦18-19 2.1.2 三盛巴厘岛19-20 2.1.3 西湖好美家20-21 2.1.4 融汇江山21-23 2.1.5 中央公园23-24 2.1.6 正大广场24-25 2.1.7 六栋高层结构基本特点的对比25-26 2.2 楼层反应加速度峰值分析26-28 2.3 根据楼层实测地震记录判定放大倍数28-30 2.4 楼层反应频率成分分析30-49 2.4.1 粮食大厦楼层反应频率成分分析30-33 2.4.2 三盛巴厘岛楼层反应频率成分分析33-36 2.4.3 西湖好美家楼层反应频率成分分析36-39 2.4.4 融汇江山楼层反应频率成分分析39-42 2.4.5 中央公园楼层反应频率成分分析42-46 2.4.6 正大广场楼层反应频率成分分析46-49 2.4.7 楼层反应谱分析的结果49 2.5 小结49-51第三章地震烈度和人的感觉的关系51-57 3.1 中外烈度表对比研究51-55 3.1.1 中国地震烈度表51-53 3.1.2 中外烈度表对比53-55 3.2 高层反应和人的感觉的相关性55-57第四章高层结构的弹塑性时程分析57-69 4.1 数值模型原理的简要介绍57-63 4.1.1 塑性金属材料57-58 4.1.2 混凝土损伤塑性模型58-61 4.1.3 钢筋混凝土复合单元61-62 4.1.4 显式积分算法62-63 4.2 实验对比63-65 4.2.1 实验模型简介63-64 4.2.2 数值模型分析结果与实验模型分析结果对比64-65 4.3 弹塑性时程分析65-68 4.3.1 结构特点65 4.3.2 弹塑性时程分析65-68 4.4 小结68-69第五章结语与展望69-71 5.1 本文主要工作内容及结论69-70 5.2 下一步工作的展望70-71参考文献71-73致谢73-74作者简介74攻读硕士期间主要参与的课题74出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

深圳某高层住宅超限结构抗震设计摘要：深圳某高层住宅为部分框支剪力墙结构体系，结构主体高度148.50m，属于高度超限的特别不规则高层建筑工程。

简要介绍了结构体系、超限情况及抗震性能目标。

并采用YJK、ETABS、SAUSAGE等软件，对结构进行小震反应谱分析、小震弹性时程分析、中震反应谱分析和大震弹塑性分析。

并对结构的转换层及楼板弱连接部位进行复核。

分析结果表明，该结构满足抗震性能目标设定的在指定地面运动下的各项抗震性能水准要求。

关键词：超限高层；抗震性能设计；弹塑性分析；转换层；楼板弱连接1 工程概况本工程总建筑面积106817平方米，地下4层，地上部分设有3栋塔楼，彼此独立，无大面积裙房连系，其中2号楼为超高层住宅塔楼，地上48层，地下4层，在15层和32层设置避难层，塔楼高度148.50m。

结构设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。

抗震设防类别为丙类，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为7度（0.10g），特征周期为0.35s。

基本风压为0.75kN/m2（承载力计算取0.825 kN/m2），地面粗糙度为D类。

2 结构体系与超限情况2.1 结构体系由于建筑的住宅属性，塔楼在六层楼面设置转换层，采用部分框支剪力墙结构体系。

塔楼平面为L形，标准层平面布置示意见图1。

底部加强区的剪力墙厚度200～1000mm，非底部加强区的剪力墙厚度200～500mm，框架（支）柱尺寸（400～2200mm）x（400～2200mm），框支梁尺寸（800～1500mm）x2000mm，框架梁尺寸（200～800mm）x（400～2000mm）。

墙柱混凝土强度等级自下而上从C60渐变到C30。

2.2 超限情况根据《高规》JGJ3-2010[1]及《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》[2]判定，该结构存在以下超限项次：（1）7度设防烈度下B级高度部分框支剪力墙建筑的最大适用高度为120m，本栋结构高度148.50m，超B级高度23.75%；（2）结构X向位移比大于1.2，不大于1.4；Y向位移比大于1.4，小于1.6，属于扭转偏大；（3）标准层开洞面积约为总面积的7%，小于30%，开洞后Y向楼板有效宽度为2.000+1.595=3.595m，小于5m，因此塔楼存在楼板不连续；（4）平面布置中在Y方向凹凸处两侧尺寸投影大于该方向平面总尺寸的30%，因此塔楼存在凹凸不规则；（5）在6层楼面设置转换层，因此存在构件间断；（6）在二～四层存在局部穿层柱，因此存在局部不规则。

高层住宅剪力墙结构分析内容提要: 剪力墙结构是高层住宅建筑中常用且比较经济的结构形式，在整个住宅结构的设计中，剪力墙布置成为整个结构设计的关键。

本文综合考虑结构的安全适用和经济合理，对剪力墙的布置方案进行探讨。

关键词：高层住宅;剪力墙;抗侧力；竖向荷载。

近年来，随着城市中用地日趋紧张，出现了大量的高层住宅。

剪力墙结构是高层住宅建筑中常用且比较经济的结构形式，剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，整体性能好，有较强的抗震及抗风性能又承受竖向荷载；剪力墙可以利用住宅建筑中已有的隔墙进行设置，避免了框架结构中存在的房间内露梁、露柱的问题，适应现在住宅对空间的要求。

在整个住宅结构的设计中，剪力墙布置成为整个结构设计的关键。

综合考虑结构的安全适用和经济合理，对剪力墙的布置方案进行以下下探讨。

一、剪力墙一般设置原则：高层住宅结构首先要考虑楼、电梯间的剪力墙设置，楼电梯间为中间开洞的楼板不连续部位，不利于传递地震荷载或风荷载的水平作用力。

因此楼、电梯间四周通常设置比较多的剪力墙，形成比较完整的筒体结构，以抵抗水平力。

且对楼、电梯间墙体周边的板适当加强，提高整体抗侧力的能力。

剪力墙宜均匀布置在房屋的周边附近。

由于抗扭承载力的特性，此位置的剪力墙可以比较有效的提高整体结构的抗扭转效应的能力。

结构的平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。

剪力墙的布置尽量均匀对称。

不宜设置单片过长的剪力墙，较长的剪力墙宜开设洞口，将其分为均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱梁连接，每个墙段的高度与其墙段长度之比不宜小于3，墙长较小时，受弯产生的裂缝宽度较小，墙体配筋能够充分的发挥作用，因此墙段长度不宜大于8 m。

剪力墙宜贯通建筑物的全高，避免刚度突变。

门窗洞口上下各层对齐，形成明确的墙肢和连梁，使受力明确，计算简单。

在抗震结构中，应尽量避免出现错洞剪力墙和叠合错洞墙。

叠合错洞墙的特点是洞口错开距离很小，甚至叠合，不仅墙肢不规则，而且还在洞口之间形成薄弱部位，对抗震尤为不利。

高层装配整体式剪力墙结构动力弹塑性时程分析
储晓路;胡敏
【期刊名称】《水利与建筑工程学报》
【年(卷),期】2024(22)2
【摘要】为了研究某高层建筑的抗震性能,对高层装配整体式剪力墙结构动力弹塑性时程进行分析。

利用ABAQUS有限元软件,构建高层装配整体式剪力墙结构动力弹塑性材料本构关系有限元模型,模拟地震作用下高层装配整体式剪力墙结构动力时程变化情况。

分析结果表明:整体剪力墙结构前6阶振型每两阶平动振型出现一个扭转,且计算结果符合规定,测试剪力墙时程位移变化结构也符合相关规定。

随着地震波加载时间的增长,高层装配整体式剪力墙结构受拉损伤逐渐严重。

加载至40s时,该结构的混凝土材料已经不能发挥作用,只能依靠钢筋支撑,但未出现明显坍塌,剪力墙结构受压损伤主要出现在剪力墙结构的连接位置,未出现明显受压损伤。

说明该高层装配整体式剪力墙结构抗震性能良好。

【总页数】6页(P102-107)
【作者】储晓路;胡敏
【作者单位】六安职业技术学院城市建设学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU375
【相关文献】
1.某复杂高层建筑结构动力弹塑性时程分析研究
2.高层装配式剪力墙结构动力弹塑性时程分析
3.斜交网格外支撑超高层结构罕遇地震动力弹塑性时程分析
4.某超限高层结构动力弹塑性时程分析
5.竖向分布钢筋不连接装配整体式剪力墙结构弹塑性时程分析
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某超限高层结构设计与分析赵广叶【摘要】杭州湾新区创业大厦、双创论坛联合体属于超限高层建筑,存在扭转不规则、凹凸不规则和楼板不连续等问题,给结构设计带来了一定困难.结合抗震规范要求,采用基于性能的抗震设计方法,对主体结构进行了小震弹性抗震分析,对构件配筋进行了中震弹性、中震不屈服和大震弹塑性抗震分析.分析结果表明,主体结构具有较好的承载和变形能力,对同类工程具有一定的参考价值.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2018(040)007【总页数】6页(P65-69,80)【关键词】超限高层建筑;抗震性能化设计;静力弹塑性【作者】赵广叶【作者单位】同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TU248.11 工程简况宁波杭州湾新区创业创新大厦项目位于宁波杭州湾新区滨海新城，总建筑面积约187630m2，其中地上建筑面积131530m2，地下建筑面积56100m2。

地上部分共有七栋单体，除创业展示区以外，其他6栋单体均通过地上设置的七条抗震缝分隔并嵌固在地下室顶板。

各单体平面位置详如图1所示，建筑效果图详如图2所示。

图1 建筑结构单体在地块中的位置创业大厦、双创论坛联合体地上建筑面积为69655m2，结构体系为框架-剪力墙，主楼为15层，结构高度67.45m，局部为3或4层，结构高度21.25m。

1～3层层高分别为6.0、5.4、5.4m，4～15层层高均为4.2m，地下设两层地下室，地下室底板结构标高约-10.100。

主楼平面尺寸128.8m×30.8m，裙房平面尺寸78.5m×77.5m，主楼高宽比为2.19。

结构设计使用年限为50年，双创论坛上下楼层合计的座位数大于1200座同时有一个500座以上的会议室，所以创业大厦、双创论坛联合体5层及以下抗震设防类别为重点设防类，安全等级一级，结构重要性系数1.1；5层以上抗震设防类别为标准设防类，安全等级二级，结构重要性系数1.0。