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混凝土结构高层建筑的抗震性能分析

减小字体 增大字体 作者:郭彩霞 李晓娜    来源:www.bob123.com  发布时间:最新发布
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目前,在高层钢结构的建筑设计中,设计者大多采用钢与混凝土的混合结构来完成所有工程.由于建筑物的高度随着水涨船高.在设计中更是需要考虑工程的抗震性的高低。笔者结合工作中的实际经验用精细时程分析法.同时利用Midas/gen软件来分析高层建筑结构在地震时的时程反应与动力特性。

1精细时程积分法的建模

采用混凝土框架结构组成的剪力墙来分析,采用工字型截面作为框架构件,钢材全部采用Q235钢。动力方程数值积分方法.Newmark-p法在每一时间步内的基本假定为:

2结构的抗震性能分析

2.1地震波的选用

建筑物的地震反应不仅与地震的峰值加速度有关,而且与地震的持续时间、场地土性质、地震的卓越周期、建筑物的位置和形状都有密切的关系作为研究分析.本文选取了两条天然波进行计算:EL.CENTRO波、TAFF波(见图1)。

2.2 Midas/gen分析方法

在分析时,采用法进行数值积分,迭代求解.地震波的原始记录时间间隔为0.02s.则取迭代步长为0.002s.以提高迭代精度,保证迭代收敛性:在加载过程中采用逐级加载的方法。

2.3顶层位移时程反应分析

采用精细积分法和Midas/gen计算得到的不同地震波作用下的顶层位移时程对比图和位移随层变化图如图2所示。结构顶层最大位移以及发生最大位移的时刻如表3所示.从表中可以看出,三种方法求得的最大位移以及最大位移发生时刻相差不大。

2.4顶层加速度时程反应分析

结构的顶层加速度时程反应以及随层变化图如图4至图7所示。

结构顶层最大加速度以及发生最大加速度的时刻如表4所示,从表中可以看出.三种方法求得的最大加速度以及最大加速度发生时刻相差不大。

2.5层间变位角时程反应分析

层间变位角是层间相对位移与层高的比值.各种地震波作用下的结构层间变位角的反应如图7至图8所示。

3结论

从表1中可以得出,在地震波EL.CENTRO和TAFF作用下,最大位移出现在顶层,随着层数的增加,位移不断增大.采用精细积分法法得到的最大位移值分别为215.3ram、123.3mm.采用Mi-das/gen分析得到的最大位移分别为192/162mm.124.4/134.8mm,相对误差为10.8%,0.9%.表明同种地震波下的分析结果相差不大.

从表2中可以得出.在地震波EL.CENTRO和TAFF作用下,最大加速度出现在顶层,随着层数的增加,加速度不断增大.采用精细积分法法得到的最大加速度值分别为612.7gal、384.3gal,采用Midas/gen分析得到的最大加速度值分别为 549.6/528.9gal,319.8/439.7gal,相对误差为10.3%,14.5%,可见两种计算结果较为相近。

由图7和图8可看出,在地震波EL.CENTRO和TAFF作用下,层间变位角值开始随着建筑层数的增多而增大迅速.而后逐渐趋向缓和,最后下降。

由于选取的地震波不同,结构的反应差异比较明显,因此,在地震分析中应合理选择最接近实际场地情况的地震波。可见在高层建筑不断升高的情况下.在地震作用下建筑体的位移、速度和加速度放大倍数越高,越不利于建筑物体的稳定性。

参考文献

高新艳.杜秀丽.钢筋混凝土结构优化设计[J].山西建筑,2010(8)

罗福午,建筑结构质量监督与控制[M].北京:中国建筑工业出版社.2007

孙景江.江近仁.框架一剪力墙型结构的非线性随机地震反应和可靠性分析,地震工程与工程振动,1992,12(2):59—66

f责任编辑戴钧 张芝)

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