高层地震响应的建筑结构论文

1、时间抓起来是金子，抓不住就是流水高层地震响应的建筑结构论文1工程项目案例案例A为河南省郑州市某塔楼项目，结构高度为 295m，共67 层。采用支撑框架-核心筒-环带桁架混合结构体系，其中外框架由型 钢混凝土柱、柱间支撑及钢梁组成。柱间支撑沿着外框四边的边跨(跨 度10.5m)布置，柱间支撑在第四道环带桁架处(58层)停止。沿塔楼 立面布置了 4道加强层，每道加强层由2层楼高的环带桁架将外围框 架柱连接在一起，增加了外框结构的整体性和抗侧能力。 塔楼标准层 结构平面和整体模型如图1(a)和图2(a)所示。竖向构件尺寸由底到顶 逐渐减小，混凝土强度等级为C60C50。型钢混凝土柱直径尺寸为 240

2、01200，含钢率为边柱2%3%、角柱3%4%。核心筒外墙 厚为1100600，内墙厚为600300。案例B为无锡市南长区某住 宅项目，塔楼地上33层，结构高度为102m。采用剪力墙结构体系， 标准层墙厚为200，底部加强区墙厚为300mm。2不同场地特征的地震作用反应谱抗震规范4提供的特征周期值如表 2所示，由于场地类别 为D的情况很少，只考察11, n,m和w类场地的情况。根据设计地 震分组及场地类别的不同，绘出两案例的多遇地震反应谱，如图3,4所示，图中Ts1和Ts2分别表示结构第1，2阶X向平动周期。由 图3，4可以看出，设计地震分组和场地类别的不同均会反映在场地 特征周期的不同上，因

3、而引起反应谱变化，特征周期越大，反应谱的 谱值越大，且反应谱值受场地类别的影响比受设计地震分组的影响要 大。3不同场地特征的结构地震响应采用有限元软件计算两案例在多遇地震作用下不同设计地震分 组及不同场地类别下的结构响应，案例 A采用ETABS软件，案例B 采用PKPM软件。表5，6为案例A，B在不同设计地震分组和不同 场地类别下结构的X向总响应，图58为案例A，B在不同设计地 震分组和不同场地类别下结构各层最大层间位移角。由表5，6可以看出，不同设计地震分组和场地类别下，高层建筑结构在多遇地震作 用下的基底剪力和倾覆力矩均有较大差异， 且场地类别对结构响应的 影响相对设计地震分组的影响大。

4、每改变一级设计地震分组，结构总 体受力改变10%左右，每改变一级场地类别，结构总体受力改变15% 左右。由表5，6和图58可以看出，案例A（长周期结构）的层间位移角受设计地震分组及场地类别的影响较大， 每改变一级设计地震分 组，结构最大层间位移角改变 8%左右，每改变一级场地类别，结构 总体受力改变12%左右。案例B(短周期结构)的层间位移角在设计地 震分组为第三组、场地类别为W的时候与其他情况差异较大，相差 20%左右，而在其他情况差异较小。图 8(b)案例B不同场地类别下 的层间位移角之比显示，场地类别W时较其他三种场地类别时增加较 大，主要是因为第1阶周期对应的反应谱值增加较多。 而其他

5、三种场 地类别时，在第2周期及更高阶周期对应的反应谱值差异较大，因而在结构第2阶及更高阶响应的差异较大，因此这三种场地类别对应的 层间位移角差异沿高度分布基本符合第 2阶平动振型的形状。4不同场地特征的结构长周期地震响应由表3，4可知，案例A为长周期结构，其第1阶周期对应的 反应谱值在不同场地特征下差异较小；案例B第1阶周期对应的反应 谱值在设计地震分组第三组和场地类别W的情况下相对其他情况有 较大增长(26%)，而其他情况下的差异在8%以内。表7列出了结构 在原场地参数下一阶响应占总响应的比例， 可以看出结构一阶响应是 总响应的主要组成部分，周期越短的结构(高频结构)，一阶效应控制 表现得越

6、明显。5结论结构水平地震作用下的响应随不同设计地震分组和场地类别的 不同而有所变化。针对实际工程中的高层建筑结构模型进行反应谱分 析，考察了场地特征参数对其地震响应的影响。（1）对于不同设计地震分组和场地类别，高层建筑结构在多遇地震作用下的基底剪力和倾 覆力矩均有较大差异，且场地类别对结构响应的影响相对设计地震分 组的影响大：每改变一级设计地震分组，结构总体受力改变10%左右， 每改变一级场地类别，结构总体受力改变15%左右。（2）基本周期大于3s的长周期结构，其层间位移角受设计地震分组及场地类别的影 响较大，每改变一级设计地震分组，结构最大层间位移角改变8%左右，每改变一级场地类别，结构总体受力改变12%左右;基本周期在2.53s之间的短周期结构，其层间位移角在设计地震分组第三组、 场地类别W的情况下比其他情况差异较大，相