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,225009
1.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。
近几年来，随着基于性能的抗震设计理念逐步被地震工程界认同，基于性能的抗震设计实用方法的研究已经发展成为当前研究的热点。
结构的弹塑性反应分析方法是基于性能抗震设计中的一个重要环节，在已有的弹塑性反应分析方法中，弹塑性动力(时程分析)分析方法被认为是最为精确的一种方法。
然而，由于其复杂性以及地震波选择、恢复力模型、结构计算模型等方面的不足，使其在工程中的推广受到限制。
弹塑性静力分析(push-over)法是一种等效非线性的静力方法，是静力荷载增量法的改进方法。
这种方法虽然不可能对抗震需求提供精确分析，但对结构的非弹性行为可以做出非常可靠的评估。
本文的研究内容属于工程结构抗震领域研究范畴。
文中研究和讨论了建筑物在地震作用下的弹塑性静力及动力分析的原理、假定、实施步骤、各自的优缺点以及目前的发展状况和抗震性能评估原则。
并通过国内计算软件PKPM对某高层建筑进行弹塑性静力分析和弹塑性动力分析，研究结构在地震作用下的反应。
push-over分析和弹塑性时程分析方法比一般通用的振型分解反应谱抗震分析方法能够提供更合理，更符合实际的结果。
两种方法计算结果比较得出，在多遇地震下结构的侧移曲线和层间侧移角曲线基本吻合，push-over方法得到的位移值要大一些，满足结构强度的要求；在罕遇地震下，最大位移曲线的形状基本相同，说明push-over方法能够较好地估计结构的整体和局部弹塑性变形。
对于高层建筑结构，通过push-over分析和时程分析，可以比较准确地把握结构体系在多遇地震和罕遇地震下的结构安全度，是将来结构抗震性能设计的一个必要手段。
本文的讨论研究为实际工程设计中采用上述两种方法时，提供一定的理论及数据分析结果。
4.期刊论文方鄂华.钱稼茹.Fang Ehua.Qian Jiaru我国高层建筑抗震设计的若干问题-土木工程学报1999,32(1)
回顾与分析了我国高层建筑的发展;讨论了我国高层建筑结构抗震设计的几个问题:材料与结构体系,构件变形能力与轴压比,弹塑性时程分析与弹塑性静力分析,以及基于位移的抗震设计.
5.会议论文杨学林.益德清复杂超限高层建筑抗震设计中的若干问题2005
超限高层建筑由于在高度或结构规则性等方面超出了现行国家规范、规程的适用高度和有关的抗震设计规定,超出了当前高层结构技术的研究和应用水平,对其进行抗震设防专项管理、对抗震设计实行专项审查,是确保超限高层建筑结构安全可靠、避免和消除抗震安全隐患的重要措施,也是推动高层建筑新技术发展的重要手段。
本文对超限高层建筑的界限范围、抗震专项审查的主要内容及设计计算中的若干问题进行了研究和总结,提出了参考意见。
6.会议论文刘建新.张绍河隔层错跨剪力墙结构高层建筑纵向抗震设计1999
根据抗震动力计算分析和模型试验数据，着重对事层错跨剪力墙结构高层建筑的纵向刚度、纵向受力变形规律，动力特性及抗震设计进行全面研究，给出了实用设计方法和建议，包括结构布置、计算设计方法和构造。
结果表明，该结构形式的高层建筑在纵、横两向都有足够抗侧刚度、良好的延性和抗震性能，可以做到大震不坏、大震不倒，能在7.8度地震区使用。
7.会议论文方鄂华.钱稼茹高层建筑抗震设计几点意见1998
该文回顾与分析了我国高层建筑的发展；讨论了高层建筑结构抗震设计的几个问题，材料与结构体系，构件变形能力与轴压比，弹塑性时程分析与弹塑性静力分析，基于位移的抗震设计以及结构减震。
8.期刊论文陈建忠.CHEN Jian-zhong短柱在高层建筑抗震设计中的应用-工程建设与档案2005,19(5)
对高层建筑而言,结构构件的抗震设计必须保证构件的延性.轴压比和剪跨比是影响构件延性的最主要的两个因素.根据规范与规程,文章对上述因素影响下的短柱进行了分析和判断.
9.期刊论文叶永平.Ye Yongping高层建筑抗震设计中短柱问题的处理-铁道勘察2006,32(1)
高层特别是超高层建筑结构设计中,在结构底部常常形成短柱.短柱的延性很差,在地震作用下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,大震不倒"的设计准则.针对上述问题,提出判断高层建筑中短柱的正确方法,并提出了采用复合螺旋箍筋、分体柱、钢骨混凝土柱、钢管混凝土柱等具体措施来提高和改善高层建筑中短柱的延性.
10.期刊论文夏念恩.谭正清.XIA Nian-en.TAN Zheng-qing新规范中高层建筑抗震设计应注意的两个问题-山西建筑2009,35(15)
以某小区高层商品住宅楼设计为范例,对2008版<建筑抗震设计规范>中高层建筑抗震设计时关于框架一剪力墙结构中抗震等级的确定和框架一剪力墙结构中填充墙的影响作了介绍,从而优化高层建筑抗震设计.
本文链接：/Conference_6060370.aspx
下载时间：2009年12月8日。