罕遇地震下半圆形大底盘双塔楼动力弹塑性时程分析

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大底盘双塔连体结构的地震反应谱分析

第一作者简介：佞（９ｌ，，肖１８一）男昆明理工大学硕士研究生。
１７期
肖佞，：等大底盘双塔连体结构的地震反应谱分析
４００３
７０２４０
… … … … … — 一
００３５０５００４５０００００
摘
要
大底盘双塔结构是指将底部几层公共空间设置为大底盘，在楼层上部用两个塔楼作为主体的结构，而在塔楼间的某
些楼层用连体连接起来，就成为了大底盘双塔楼连体高层建筑结构。在近些年，此类结构在国内外的各种工程中均有应用。运用ＡＳＳ限元程序采用振型分解反应谱法对大底盘双塔连体结构进行分析，ＮＹ有得到不同的抗震性能结果。关键词大底盘双塔连体结构连接方式Ａ地震响应中图法分类号Ｔ３２１Ｕ５．；文献标志码
４
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图１大底盘平面布置图
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地震反应是指结构由地震引起的振动，它包括地震在结构中引起的内力、形和位移，般都是变一通过结构动力学的分析方法来进行求解。
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大底盘双塔楼超限高层抗震分析和性能化设计

（．ＡｃｉｃｕａＤｓｎ＆ＲｓａｃｎｔｕｅｏｏｇｎｖｒｔＧｏｐｏ，ｔ，ｈｎｈｉ００２ｈｎ；１ｒｔｔｒｌｅｉｈｅｇｅｅｒｈＩｓｔｆｎｊＵｉｓｙ（ｒｕ）Ｃ．ＬｄＳａｇａ２０９，ＣｉａｉｔＴｉｅｉ２ｈｎｈｉｉｇｎＸｎｈｎｅｌｓｔＣ．Ｉ，ｈｎｈｉ０１ｈｎ）．ＳａｇａＪａｉｃｅｇＲａＥｔｅｏ，ｔＳａｇａ２１０，Ｃｉａｎａｄ１
ｎｍｉｉ — ｉｔｒｎｌｓｓａｄｔｅＰｈｏｅｎｌｓｓｕｄｅｈｃｉｎｏａｅｅｒｈｕａｅｏｎｅｒｌｓｒｃｕｒａｃｔｍｅｈｓｏｙａａｙｉｎｈｕｓｖｒａａｙｉｎｒｔｅａｔｏｆｒｒａｔｑｋｎｉｔｇａｔｔｅｕ
ａｅｃｒｉｄｏｔｈｅｒｓｌｓｓｏｔａｈｅｓｃｐｒｏｍａｃｆｔｅｓｒｃｕｅｉｏｄ，ａｄｔｅｓｒｃｕｅｉａｅｒａｒｅｕ．Ｔｅｕｔｈｗｈｔｔｅｓｉｍｉｅｒｎｅｏｈｔｔｒｓｇｏｆｕｎｈｔｔｒｓｓｆｕａｄｒｌａｌ．Ｉ — ｌｎｓｒｓｅｆｔｅｌｎｉｇｓａｒｎａｙｅｎｅｉｂｅｎｐａｔｅｓｓｏｈｉｋｎｌｂａｅａｌｚｄ．Ａｎｔｉｕｇｓｅｈｔｔｅｆｒｌｏｅｉｎｏｄｉｓｓｇｅｔｄｔａｈｏｍｕａｆｒｄｓｇｆｌｎｉｌｂｗｏｌｈｘｒｓｉｎｓｉｅｓｏｈｒｎｉａｅｓｌｔｅｓｅｏａｃ — ａｅｅｓｃｄｓｇｉｋｎｇｓａｕｄｂｅｔｅｅｐｅｓｏｎｔｒｆｔｅｐｃｐｌｔｎｉｅｓｒｓ．Ｐｒｒｎｅｂｓｄｓｉｍｉｅｉｎｍｉｆｍｔｅｒｓａｐｉｄｄｒｎｈｔｃｕａｅｉｎ，ａｄｔｅｋｙｐｒｓｏｈｔｃｕｅａｅｄｆｎｄａｄｓｒｎｔｅｅｈｏｉｐｌｅｕｇｔｅｓｒｔｒｌｄｓｇｙｉｕｎｈｅａｆｔｅｓｒｔｒｒｅｅｎｔｅｇｈｎｄ．ｔｕｉ

罕遇地震作用下结构动力弹塑性分析的探讨

论证了结构实现 “ 大震不倒 ” 抗震设防性能目标的方法，以供参考。关键词：罕遇地震，结构，弹塑性，性能设计
中图分类号：ＴＵ３１３文献标识码：Ａ
弹塑性时程分析方法将结构作为弹塑性振动体系加以分析，侧力构件的弹塑性损伤位置的分布和柱端ＰＭＭ铰是否出现和变直接按照地震波数据输入地面运动，通过积分运算，求得在地面形等；
性能目标。
特征，梁配筋信息依据Ｅｔａｂｓ计算结果（根据中国相关规范计算得出的配筋结果），并根据抗震设计规范和高层建筑混凝土设计规
具体内容概括如下：
确定梁端屈服弯矩和转角，并根据美国ＡＳＣＥ４１・１）该工程主要用途为酒店和办公楼，结构总高１６０ｍ，平面主程的计算公式，６，Ｆｅｍａ３５６及中国规范定义其抗震性能目标。墙单元的压弯非要尺寸为３７ｍ×３５ｍ，结构采用剪力墙的结构形式，《高规》中第０对于墙的加载一承载关系的评估，ＡＳＣＥ４１ — ０６中５．１．１３条规定“ Ｂ级高度的高层建筑、混合结构和复杂高层建筑线性定义：ＴＡＢＡＬＥ６－１８提供了可接受的塑性铰转动，在Ｐｅｒｆｏｒｍ３Ｄ中采用结构，宜采用弹塑性静力或弹塑性动力分析方法补充计算 ” 。本
１目的和工Βιβλιοθήκη 概况ｔａｂｓ模型和ＰＫＰＭ模型计算分析及配本文以某工程大震弹塑性计算分析结果，对结构在罕遇地震构模型非线性数据依据Ｅ筋。梁采用弹性杆＋转角型塑性铰的模型来模拟其非线性变形下的抗震性能进行评价，论证该结构能够实现“ 大震不倒” 的抗震

高层结构罕遇地震作用下弹塑性时程分析

（浙江省建筑设计研究院，浙江杭州３１０００６）
摘
要：动力弹塑性时程分析是研究结构抗震性能最有效的方法。今以某高层建筑为例，详细阐述了基于Ａｂａｑｕｓ平台实现
高层结构动力弹塑性分析的具体过程，指出通过开发Ｍｉｄａｓ／ｇｅｎ到Ａｂａｑｕｓ的接Ｉ＝１程序，可大量简化Ａｂａｑｕｓ建模过程，使大型复杂结构的弹塑性时程分析变得有效可行。关键词：Ａｂａｑｕｓ；高层结构；弹魍性时程分析；接１３程序
地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损
应，进而检验结构韵抗震性能。
但作为一款通用有限元软件，Ａｂａｑｕｓ不像通用
结构软件ＰＫＰＭ和Ｍｉｄａｓ／ｇｅｎ那样易用，使用Ａｂａｑｕｓ建立几何模型、划分有限元和输入荷载是一项十分繁重的工作，这限制了其在结构工程中的应用。因此开发了Ｍｉｄａｓ／ｇｅｎ到Ａｂａｑｕｓ接口程序，把各软件的优势结合起来，从而在实际工程中可以有
题。使用Ａｂａｑｕｓ软件可以将结构梁柱墙等构件的弹塑性在材料的应力应变层次上精确模拟，从而较准确地得到在罕遇地震作用下结构各时刻的动力响

罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析方法简介

罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析方法简介发布时间：2021-09-08T00:53:25.212Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：宋徽[导读] 摘要：本文介绍罕遇地震（大震）作用下针对超限结构采取动力弹塑性分析的方法，主要包含显式求解方式，计算程序的选择，钢筋和混凝土损伤的材料本构、计算单元的确定以及结构大震性能的评估方法。

安徽省人防建筑设计研究院摘要：本文介绍罕遇地震（大震）作用下针对超限结构采取动力弹塑性分析的方法，主要包含显式求解方式，计算程序的选择，钢筋和混凝土损伤的材料本构、计算单元的确定以及结构大震性能的评估方法。

关键词：罕遇地震；动力弹塑性；结构性能评估1.弹塑性分析方法简介目前工程中常见的有静力弹塑性分析和动力弹塑性分析两种。

静力弹塑性分析（PUSH-OVER ANALYSIS，以下简称POA）方法也称为推覆法，它基于美国的FEMA-273抗震评估方法和ATC-40报告，是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法，其理论核心是“目标位移法”和“承载力谱法”。

动力弹塑性分析方法是将结构作为弹塑性振动体系加以分析，直接按照地震波数据输入地面运动时的加速度，然后求得在地面加速度随时间变化期间内，结构的内力和变形随时间变化的全过程，求解方程组的算法一般可以分为显式和隐式两类。

由于材料的失效和破坏常常导致隐式分析中出现严重的收敛困难，我们在分析中采用显式方法求解线性方程组。

根据已有的研究成果，对于结构振动以第一振型为主、基本周期在2秒以内的结构，POA方法较为理想。

当较高振型为主要时，如高层建筑和具有局部薄弱部位的建筑，采用显式动力弹塑性分析方法较为适合[1]。

2.计算程序的选择目前能够进行动力弹塑性时程分析的大型商业通用有限元软件包括：ANSYS、ADINA、ABAQUS等[2]，这些软件功能强大，通用性好。

相对于其它软件，ABAQUS提供了丰富的单元类型和材料模型，如弥散钢筋单元和各种混凝土破坏模型等，而且具有强大的非线性求解能力，适合对复杂建筑结构进行动力弹塑性分析。

罕遇地震作用下的弹塑性时程分析及抗震性能化评价在工程中应用

嵌入混凝土承台内，且与地面呈一定夹角，在施工中具重、大、斜的构件安装特点。港方构件原材料、焊接材料、焊接工艺，均采用英国ＢＳ标准有关规范要求进行采购、焊接施工和检测。钢板厚度有４０、５０㎜的厚钢板材，焊接采用全溶透坡口焊要求；香港建筑署《建筑结构总规程》中对焊缝检测探伤要求都较为严格。
４７
２００７年１２月第４卷第４期
深圳土木与建筑
ＶＯＬ．４Ｎｏ．４ＤＥＣ２００７
图６人工波时程曲线
图９加速度时程反应谱曲线和目标反应谱曲线比较
的），沿Ｘ方向的结果与地震波沿Ｘ向作用的情况相对
应。与此相同，沿Ｙ方向的结果与地震波沿Ｙ向作用
的情况相对应。其中结构最大层间位移角为１／１１４，小
值，其最大可用压应变值取为０．００３３。
采用等效柱代替剪力墙后的结构，在大震作用
下结构可能出现的状态主要分为ＩＯ（Ｉｍｍｅｄｉａｔｅ
Ｏｃｃｕｏａｎｃｙ），ＤＣ（ＤａｍａｇｅＣｏｎｔｒｏｌ），ＬＳ（Ｌｉｆｅ
４５
２００７年１２月第４卷第４期
深圳土木与建筑
ＶＯＬ．４Ｎｏ．４ＤＥＣ２００７
结构构件进行充分的研究以及对结构的整体性能的研
究，得到结构系统在地震下的反应，以证明结构可
以达到预定的性能目标。本文介绍某超限商务公寓
楼结构在罕遇地震作用下的非线性反应分析方法、
步骤、取得的结果及其抗震性能的评价。主要目的
震下的人工模拟地震加速度时程曲线；图７为大震天
然记录第一组加速度时程曲线；图８为大震天然记录
第二组加速度时程曲线；图９为加速度时程反应谱曲

罕遇地震下高层建筑弹塑性动力时程反应分析

第３６卷第２７期
２０１０年９月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣｒＵＲＥ
Ｖ０．６Ｎｏ２１３．７
Ｓｐ２１ｅ．００
・７・５
文章编号：０９６２（００２ —０５０１０ —８５２１）７０７ —２
钢筋模拟成两块钢筋板，矩形梁共需要５２十２ｘ６＝６０个高斯１４４积分点。钢筋混凝土柱：可以将四周钢筋模拟成四块钢筋板，其
平面和竖向均不规则Ｂ级高度高层建筑进行了罕遇地震下动
力弹塑性时程分析，评估了该结构抗震性能。
２结构和有限元模型
小。结合建筑的平立面布置，楼单体采用钢筋混凝土框架一核塔心筒体系。楼面采用钢筋混凝土现浇楼板，围柱子，外根据计算
需要，采用型钢混凝土柱，以满足结构设计的需要。该结构抗震
３１结构楼层最大响应曲线．
结构弹塑性动力时程分析采用了ＳＨＷ３地震动时程曲线，并分别得到各条时程的楼层位移、层间位移角曲线，图１如～图４所示。可以看到：在罕遇地震作用下该塔楼两个方向的最大层间位
罕遇地震下高层建筑弹塑性动力时程反应分析
刘福章
摘要：通过对一平面及竖向均不规则且高度超限的高层建筑进行的罕遇地震下动力弹塑性时程分析，评估此类结构在
罕遇地震作用下的抗震设计。
关键词：层建筑，遇地震，力弹塑性时程分析高罕动中图分类号：９３２ＴＵ７．５文献标识码：Ａ

大底盘双塔商住结构计算及时程分析

表 1 整体与分塔计算结果参数对比
图 2 立面示意图
本工程设计基准期为 50 年。结构安全等级为二级，抗震设
防烈度为 8 度，设计基本地震加速度为 0.20g，地震分组为第二
组。场地土类别为Ⅱ类，场地特征周期 0.40s，建筑结构阻尼比
0.05，基本风压采用 50 年重现期的风压，取 0.35kN/m2，地面粗糙
82

从表 1 中可看出，分塔模型的层间位移比均大于整体模型，
这是因为分塔模型采用的附带三跨裙房，位移比出现在裙房角
2021 年第 3 期（总第 399 期）
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工
工程为复杂高层建筑，应采用弹性时程分析进行补充计算。将
两种方法得到的结构底部剪力、楼层剪力和层间位移角进行比
较，当时程分析法大于振型分解反应谱法时，对相关部位的构件
内力和配筋作相应的调整。
4.2
地震波频谱特性
多遇地震时程分析时地震加速度峰值为 70gal，次方向地震
加速度峰值取 0.85 倍主方向峰值，为 59.5gal。本工程共选取了
多遇地震主要计算参数
对全楼强制采用刚性楼板假定计算整体参数。振型数取 36
个，使得振型参与质量大于总质量的 90%；考虑到本工程内填充
墙很少，且内隔墙和建筑外墙均为轻质加气块，周期折减系数取
0.95。
3.2
多遇地震作用下模型对比分析
YJK 整体计算模型及分塔计算模型计算结果见表 1，其中分
塔模型采用附带三跨裙楼结构。
别。剪力墙、框架柱抗震等级均为一级。主楼剪力墙、连梁混凝
的四层商业裙房组成，地下一层为设备夹层，地下二层为地下车

某双塔大底盘超限高层动力弹塑性分析

ｔｉｐｐｈｓａｅ，ｂｈｙｏｙａｃｅａｔ－ｌｓｉｉｔｒｎｌｓ．Ｔｅｄｎｍｉｈｒｃｅｓｉｓｙｅｄｍｅｈ — ｙｔｅｗａｆｄｎｍｉｌｓｉｐａｔｈｓｏｙａａｙｉｃｃｓｈｙａｃｃａａｔｒｔ、ｉｌｃａｉｃｎａｄａｄｄｓｏｅｏｆｈｔｃｕｅａｅｌａｎｄａｄｔｅａｔｓｉｍｉｅｕｔｆｔｅｋｙｗａｏｉｏｓｉｎｎｅｔｙｄｆｒｏｅｓｒｔｒｅｒｅ，ｎｈｎｉｅｓｃｓｃｒｙｏｅｅｋｐｓｔｎｒｍｔｕｒ－ｉｈｉ
【关键词】超限高层建筑；大底盘双塔；弹塑性时程分析［图分类－ＩＵ１【中￣Ｔ３３文献标识码］【章－１０－２０２１）１０２ — ４－Ａ文￣］０５６７（０２０－０９０
ＥｌｓｃＰｌｓｃＨｉｔｒａｔ－ａｔｓｏｙＡｎａｙｉｆａＬａｇ－ＢａｅｌｂｎＴｗｉ－ＴｏｒＴａｌＢｕｌｉｇｉｉｌｓｓｏｒｅｓ－Ｓａａｄｎｗｅｌｉｄｎ
１工程概况
图１结构有限元模型
图２结构标准层平面
ＧＵＯＪａＺｉｎＨＡＯｅＪＮＲｕｙａＷｉＩ－ｕｎ
（ａｇｕＰｏｉｃｌｒｈｔｃｒｅｉｎ＆ＲｓａｃｓｔｔＣ．ｔ，ＪｎｓｒｖｉｃｉｔａＤｓｉｎａＡｅｕｌｇｅｅｒｈＩｔｕｅｏＬｄＮ眦ｊｇＪｎｓ１０９Ｃｉａｎｉ，ｉａｇｕ２０２ｈｎ）ｎｉ

广晟国际大厦罕遇地震弹塑性时程分析

ｔｅｅａｔ — ｌｓｃｄｎｍｉｎｌｓｓｍｅｈｄｂｓｎｅｐｉｉｉｔｇａｉｎｉｎｅｆｃｉｅａｐｏｃｉｈｃｕｄｍａｅｈｌｓ。ａｔｙａｃａａｙｉｏｐｉｔｏａｅｏｘｌｔｎｅｒｔｓａｆｔｐｒａｈｗｈｃｏｌｋｃｏｅｖ
ｒｏ．ｉｎ
Ｋｅｒｓ：ｓｐｒｉｈｒｅｂｉｉｇ；ｒｒａｈｕｋｙｗｏｄｕｅｇ — ｉｕｌｎｈｓｄａｅｅｒｑａｅ：ｅａｔｔｌｓｉｃ＆ｐａｔｍｅｈｓｏｙａａｙｉｌｓｉｔ－ｉｔｒｎｌｓｓｃｉ
１１程概况＂－
ｓｒｅｓｕｔｒａｐｕｄｒｒａｈｕｋ，ｎｅｒｍｅｃｒｔｂｒｃｕｅｏｍａｐｉｄｔｔｉｐｏｃｈｄｕｅｈｒｃｕｅｔｙｎｅｒｅｒｑａｅａｄｔａ－ｏｅｕｅｓｕｔｒｆｒｐｌｓｒｊｔａｔｔｓｕａａｅｔｈｆｔｅｏｈｅａｇｏｉｃｅｒｇｃｐｃｔａｄｄｃｌｙｈｃｏｌｃｉｖｅｔｉｖｌｅｓｃｆｒｆａｏｂｅｔｆｒｅｄｓｓａｉａａｉｎｕｔｉｉｈｃｕｄａｈｅｅｈｒｌｅｓｉｔｃｔｎｏｊｃｉ．ｏｅｍｉｂｎｙｉｔｗｔｈｄｅｍｉｏｉｉｉｏｃｔ
第３８卷２１年第３期００
广州建筑ＧＡＧＨＵＡＣＩＥＴＲＵＮＺＯＲＨＴＣＵＥ
Ｖ１８Ｎ．．２１ｏ．ｏ３００３

上海证大喜玛拉雅中罕遇地震弹塑性时程分析...剖析

型钢构件：允许型钢构件出现塑性应变，但其塑性应变应小于0.025；梁柱单元：允许梁柱混凝土出现损伤，但主框架梁柱混凝土不应全截面压碎，钢筋的塑性应变小于0.025；弹塑性楼板单元：允许楼板混凝土出现抗拉和抗压塑性损伤，但开裂后楼板仍保持承担竖向荷载的能力。
5. 罕遇地震弹塑性初算结果
曲线筒体受压损伤情况
3.00E-02 2.00E-02 1.00E-02 0.00E+00
0
1
2
3
4
5
6
3. 结构抗震性能评价方法
●总体性能
结构的最终状态仍然竖立不倒
结构的最大层间位移角小于规范限值1/100 ●构件性能
剪力墙构件：允许部分剪力墙出现抗拉和抗压塑性损伤，但主承重墙肢的抗压塑性损伤不应全截面达到0.9，约束边缘构件中钢筋的塑性应变小于0.025；
σ
ε
●显式积分:可以准确模拟结构的破坏情况直至倒塌形态
2.3 分析模型
●梁、柱、支撑：一维塑性区纤维模型
●剪力墙和楼板采用二维弹塑性壳元模型，可考虑多层分布钢筋
●配筋数据来源
框架梁，柱配筋均根据SATWE计算配筋输入模型；剪力墙约束边缘构件和构造边缘构件配筋根据SATWE的边缘构件计算结果输入模型；剪力墙水平分布筋和竖向分布筋根据规范构造要求和SATWE计算结果，编制剪力墙分布筋配筋表输入模型；
改进建议和还需进行的工作
●核心筒2和4上适当增加连梁洞口，以削弱刚度，减少损伤
●几个核心筒收进位置错开，避免上下刚度突变，或在收进位置增加钢骨以提高承载力 ●中庭部分托柱深梁的端部支座条件需要改善 ●曲线筒体需考虑在楼板不开裂情况下的不利损伤状态
谢谢 Thanks

弹性、弹塑性时程分析

PKPM软件园地建筑结构.技术通讯 2007年1月弹性、弹塑性时程分析法在结构设计中的应用杨志勇黄吉锋（中国建筑科学研究院北京 100013）0 前言地震作用是建筑结构可能遭遇的最主要灾害作用之一。

几十年来，人们积累了大量的实测地震资料，这些资料多以位移、速度或者加速度时程的形式体现。

与此相对应，时程分析方法也被认为是最直接的一种计算建筑结构地震响应的方法。

但是，由于地震作用随机性导致计算结果的不确定性，弹性时程分析方法只是结构设计的一种辅助计算方法；虽然如此，抗震规范为了增强重要结构的抗震安全性，还是将弹性时程分析方法规定为常遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法；尤其是考虑了结构的弹塑性性能后，弹塑性时程分析方法更是被普遍认为是一种仿真的罕遇地震作用响应计算方法。

《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）第3.6.2，5.1.2，5.5.1，5.5.2，5.5.3等条文规定了时程分析相关的内容。

下面结合TAT ，SATWE ，PMSAP 和EPDA 等软件应用，探讨如何将弹性、弹塑性时程分析正确应用到结构设计中去。

1 弹性时程分析的正确应用11正确地在软件中应用弹性时程分析方法需要对规范的相关条文规定有正确的认识。

以下几点是需要特别明确的：（1）抗震规范第5.1.2条第3点规定，“可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值”。

在设计过程中，如何实现“较大值”有不同的做法：1)设计采用弹性时程分析的构件内力响应包络值的多波平均值与振型分解反应谱法计算结果二者的较大值直接进行构件设计；2)在实现振型分解反应谱方法时，放大地震力使得到的楼层响应曲线包住时程分析楼层响应曲线的平均值。

图1 SATWE 地震作用放大系数前一种做法可能使得构件配筋较大，因为在时程分析过程中，构件内力的最大响应具有不同时性，采用包络值进行设计会使得构件内力，尤其是压弯构件内力偏于保守。

超高层塔楼罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析报告

目录1 工程概况 (64)1.1工程介绍 (64)1.2进行罕遇地震弹塑性时程分析的目的 (65)2分析方法及采用的计算软件 (65)2.1分析方法 (65)2.2分析软件 (65)2.3材料模型 (65)2.3.1 混凝土材料模型 (65)2.3.2 钢材本构模型 (66)2.4构件模型 (66)2.4.1 梁单元 (66)2.4.2 楼板模型 (67)2.5分析步骤 (67)2.6结构阻尼选取 (67)3 结构抗震性能评价指标 (68)3.1结构的总体变形 (68)3.2构件性能评估指标 (68)4 动力特性计算 (70)5 施工加载过程计算 (70)5.1施工阶段设置 (70)5.2施工阶段计算结果 (70)6 罕遇地震分析总体信息结果汇总 (71)6.1地震波选取 (71)6.2基底剪力 (73)6.3层间位移角 (75)6.3.1 左塔楼 (75)6.3.2 右塔楼 (80)6.4结构顶点水平位移 (85)6.5柱底反力 (88)6.8结构弹塑性整体计算指标评价 (89)7构件性能分析 (90)7.1钢管混凝土柱 (90)7.2斜撑 (90)7.3连梁 (92)7.3主要剪力墙 (92)7.4钢梁的塑性应变 (100)7.5楼板应力及损伤 (100)8 罕遇地震作用下结构性能评价 (103)1 工程概况1.1 工程介绍上海临港中心——结构总高度为180m；主体结构采用框架-核心筒体系，外框架为圆钢管混凝土柱、钢框架梁。

钢管混凝土柱截面为Φ1200x1140～Φ900x860。

核心筒采用钢筋混凝土剪力墙体系，外墙厚750mm～400mm，内墙厚500mm～300mm，部分墙体内配置10mm厚钢板。

在32层以下，结构由左右两个塔楼构成，中间通过钢梁及6-7层、17-20层两道“人”字形斜撑连接，斜撑截面为BOX 560x1060x80x80。

上部主体结构分析时，以地下室顶板为嵌固端。

主要构件信息：（1）框架柱均采用圆钢管混凝土柱，混凝土强度等级为C60。

某超高办公楼罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析要点

某超高办公楼罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析要点发表时间：2019-10-17T14:56:38.940Z 来源：《建筑细部》2019年第8期作者：胡凯[导读] 本办公楼项目位于安徽省合肥市滨湖新区用地面积约1.6万平方米，容积率6.0，总建筑面积约12.6万平方米。

深圳市建筑设计研究总院有限公司广东深圳 518000摘要：某超高办公楼项目为超A类高度办公楼，地下3层，地上40层，主要屋面高度179.9米，采用框架-核心筒结构体系，由于建筑平面宽度及核心筒宽度均较窄，结合建筑避难层设置钢支撑，为避免X向与Y向刚度相差过大，仅在Y向边榀框架上设置钢支撑，本项目采用PKPM系列软件中的SATWE模块，MIDAS Building软件对结构进行整体对比分析，本文简要介绍了采用MIDAS Building软件对结构罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析。

1、工程概况本办公楼项目位于安徽省合肥市滨湖新区用地面积约1.6万平方米，容积率6.0，总建筑面积约12.6万平方米。

地上包含一栋179.9米超高层办公塔楼及7层裙房，地下设三层地下室。

项目地块占地平面尺寸约70m～105.6 x102m，地下3层，地上塔楼建筑层数40层（不包括三层构架），塔楼房屋高度179.9m，裙房7层，裙房房屋高度31.7m，地上各层层高均为4.5m，塔楼避难层层高4.4m，地下一层层高5.4m，地下二层层高4.8m，地下三层层高3.7m，主要建筑功能为办公，建筑效果图详见图1，建筑标准层平面图详见图2。

图1 图2工程抗震设防烈度为7度，为避免平面严重不规则，在塔楼与裙楼交接部位设置抗震缝，使得塔楼与裙楼脱开，本文仅针对超高塔楼。

2、结构体系本塔楼结构采用框架-核心筒结构，核心筒尺寸为36.6米x10.1米，Y向宽度较窄，为保证结构侧向刚度，结合建筑避难层位置，在12层、23层及34层避难层Y向边榀框架设置Y向腰桁架，并且为有效控制结构扭转效应，钢支撑设置在边榀框架上，支撑相关的框架梁及框架柱均设置钢骨。

罕遇地震影响下的弹塑性时程分析研究

描述剪力墙单元的弹塑性模型是混凝土弹塑性损伤模型＋壳元。

混凝土弹塑性损伤模型是一种连续的、塑性为基础的损伤混凝土模型”３，由Ｌｕｂｌｉｎｅｒ”１和Ｌｅｅ”１等人提出，它假定混凝土的破坏形式是拉裂和压碎，混凝土的单轴抗压和抗拉强度不同，相差达１０倍以上，因此混凝土进人塑性后的损伤系数分别由两个独立的参数控制，混凝土受拉（压）塑性损伤后卸载反向加载受压（拉）的刚度恢复亦分别由两个独立的参数控制。

该模型能用在一维、二维及三维单元中，特别地，剪力墙的分布钢筋也能在单元内一并考虑”。

对于一维的拉压滞回曲线示意如图１。

ＢＥＰＴＡ程序采用文［２］附录Ｃ推荐的单轴受拉和受压应力一应变曲线（如图１），其受拉和受压进入塑性后的损伤系数则由文［６］提供的混凝土材料单轴拉压的滞回曲线通过线性插值得到。

钢材采用动力硬化模型，按强屈比１．２取值…。

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／小＇侈、．、、妯｜｜”。

＼－：孓￡，，图１混凝土应力应变滞回曲线１．２动力方程积分方法由于结构的非线性性质．振型叠加法已不适用，必须采用直接积分的方法”３对结构动力方程进行积分，隐式和显式是主要的直接积分方法。

隐式的算法是利用下一时刻的平衡求得下一时刻的位移．而显式则利用本时刻的平衡求得下一时刻的位移。

一般来说，对于动力学问题，通常采用无条件稳定的隐式算法”１，但用此法进行弹塑性时程分析时遇到下面两个问题：其一是隐式算法要求每一步都要作矩阵求逆，但随着结构自由度的增加，矩阵求逆所需的时间成几何级数增长；其二是当结构的非线性程度严重时，有些步还需要进一步细分步长才能收敛，更为严重的是，当结构出现严重的刚度突变（塑性铰模型）或负刚度（混凝土塑性损伤模型）时，即使细分步长也不能收敛。

显式算法的稳定步长需要小于所有单元的最小周期，通常比隐式小几个数量级。

但显式算法不需要矩阵求逆，也不需要形成刚度矩阵，因而每一步的求解时间很少。

因为采用小步长，能够更精确地描述地震作用，也避免了在结构严重非线性时隐式算法会发生的发散问题。

地震作用下大底盘双塔楼复合被动控制研究

地震作用下大底盘双塔楼复合被动控制研究地震作用下大底盘双塔楼复合被动控制研究地震是一种常见的自然灾害，会造成不可忽视的破坏和损失。

建筑结构的稳定性和抗震能力对于减轻地震所带来的影响至关重要。

在高层建筑中，双塔楼结构已经成为地标性建筑的代表，因其结构较为复杂，抗震能力的研究与改进成为建筑工程领域的重要课题。

大底盘双塔楼复合被动控制是一种有效的抗震设计和改进方法。

复合被动控制结构采用相对独立的被动控制系统和主动控制系统，通过它们之间复杂的互动来提高结构的抗震能力。

大底盘结构是指在双塔楼结构的底部设置一个大面积的底盘，通过底盘与塔楼的相互作用来增强结构的稳定性和抗震性能。

大底盘双塔楼复合被动控制的研究主要包括以下几个方面：首先是大底盘结构的设计。

大底盘的设计需要考虑到底盘与塔楼的连接方式、底盘的形状和尺寸等因素，并且在保证结构稳定性的前提下尽可能减小结构自重。

其次是被动控制系统的选择与设计。

被动控制系统主要包括阻尼器、摆锤和约束层等，它们的作用是通过吸收和耗散地震能量来减轻地震对结构的冲击。

被动控制系统的选择应根据塔楼的高度、结构形式和使用环境等因素进行综合考量，并对其进行优化设计。

最后是大底盘双塔楼复合被动控制的性能分析。

通过数值模拟和实验验证，对复合被动控制结构在地震作用下的响应进行评估与分析，以更好地了解其抗震性能。

大底盘双塔楼复合被动控制的研究具有重要的实际意义和工程应用价值。

通过在结构中引入被动控制系统和大底盘结构，可以有效地提高双塔楼结构的抗震能力，减轻地震带来的破坏和损失。

此外，这种改进方法还具有一定的经济性和可行性，可以在实际工程中得到应用。

然而，大底盘双塔楼复合被动控制研究还存在一些挑战和亟待解决的问题。

首先是大底盘结构与塔楼之间的相互作用机理研究尚不充分，还需要深入探索其影响因素和作用机制。

其次是在设计过程中需要综合考虑多个因素，并进行优化设计，这需要充分考虑工程实际和经济性的因素。

某超高层建筑罕遇地震弹塑性时程分析

第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2某超高层建筑罕遇地震弹塑性时程分析潘玉华1,2，陈才华1,2，任重翠1,2，朱禹风1,2（1 中国建筑科学研究院有限公司，北京100013；2 国家建筑工程技术研究中心，北京100013）［摘要］某超高层建筑结构高度487m，采用巨型框架-核心筒结构体系。

塔楼分为10个区，设置9道环带桁架和3道伸臂桁架。

采用ABAQUS对结构进行7度（0.10g）罕遇地震作用下的动力弹塑性分析，寻找结构的薄弱部位，评价结构的抗震性能。

研究结果表明：上部9区和10区核心筒内筒削弱较大，墙肢混凝土受压损伤比较严重；经加强后，9区以上核心筒受压损伤有显著改善，结构层间位移角未超过1/100的限值，关键构件满足抗震性能目标的要求；承载力校核和受拉损伤分析表明，加强后9区以上核心筒仍存在较大的剪力和拉力，建议适当增设型钢；大部分连梁破坏，起到了耗能的作用；巨柱、伸臂和环带桁架型钢均未出现塑性应变。

研究结果为本工程结构设计提供了有意义的参考建议。

［关键词］超高层结构；混凝土损伤；弹塑性时程分析；抗震性能中图分类号：TU973.252 文献标识码：A 文章编号：1002-848X(2020)S2-0216-07Structural elasto-plastic time-history analysis of a super high-rise building in rare earthquakePAN Yuhua1,2, CHEN Caihua1,2, REN Chongcui1,2, ZHU Yufeng1,2(1 China Academy of Building Research, Beijing 100013, China;2 National Engineering Research Center of Building Technology, Beijing 100013, China)Abstract: A super high-rise building has a structural height of 487 meters, which adopts a megaframe-core tube structural system. The tower is divided into 10 zones, with 9 belt trusses and 3 outrigger trusses. Abaqus was adopted to analyze the dynamic elastoplasticity of the structure under rare earthquake of 7 degree (0.10g) fortification zone, in order to find the weak parts and evaluate the seismic performance of the structure. The results showed that the inner tube of the core tube in the upper zone 9 and 10 was weakened greatly, where the concrete compression damage of the core walls was relatively serious. After strengthening, the compression damage of core walls above zone 9 was significantly improved, the maximum inter-story drift of the structure did not exceed the limit of 1/100, and the critical structural elements meet the requirements of seismic performance. However, capacity check and tensile damage analysis showed that the core walls above zone 9 still had larger shear forces and tensions. Embedded steel shapes in walls were suggested to enhance the performance. Most of the coupling beams were damaged, which had the effect of energy dissipation. There were no plastic strains in the steel shapes of the giant columns, outrigger trusses and belt trusses. The results of study provided valuable suggestions for structural design of the project.Keywords: super high-rise structure; concrete damage; elasto-plastic time-history analysis; seismic performance0引言某超高层建筑总建筑高度499m，结构高度487m，顶部为观光层及塔冠。

高层结构罕遇地震作用下弹塑性时程分析

高层结构罕遇地震作用下弹塑性时程分析一、引言-研究背景和目的-文章结构和主体内容二、地震动力学基础知识-地震作用的力学特征-弹塑性分析的基本原理-工程结构的刚性和柔性响应三、弹塑性时程分析的计算方法-现有计算方法的分类和特点-时程分析的数值模拟步骤-计算结果的评价和分析方法四、高层结构地震响应实例分析-采用的计算模型和参数调整方法-对高层结构地震响应的分析和提取-计算结果和结论的讨论和比较五、结论和展望-总结和归纳本文的研究成果-对未来研究方向的展望和建议第一章：引言背景和目的地震是工程和公共安全领域中面临的一个重大自然灾害风险，对高层建筑结构的抵御能力的要求非常高。

弹塑性时程分析可以通过数值计算，预测地震作用下高层建筑的响应行为，为其设计、评估和加强提供一定的理论支持。

因此，作为一个重要的研究方向，高层结构在地震作用下弹塑性时程分析的问题是一个热门话题，目的在于提高建筑的抗震性能，更好的保证人民财产的安全。

文章结构和主体内容本文将从地震动力学基础知识、弹塑性时程分析的计算方法、高层结构地震响应实例分析和结论和展望四个方面进行讨论和分析。

第二章将阐述地震作用的力学特征、弹塑性分析的基本原理以及工程结构的刚性和柔性响应。

第三章将回顾现有计算方法的分类和特点，介绍时程分析的数值模拟步骤以及计算结果的评价和分析方法。

第四章将以某一高层建筑为实例，采用弹塑性时程分析计算方法，评估其在地震作用下的响应行为，通过数值模拟的手段进行探究，分析建筑结构的震害等级。

第五章将对本文的研究成果进行总结，并给出未来研究方向的展望和建议。

本文的主体结构清晰，分析逻辑严密，旨在探讨高层建筑在地震作用下弹塑性时程分析的问题，为该领域的研究和实践提供一定程度的帮助。

第二章：地震动力学基础知识地震是由于地球内部因各种原因引起的快速位移所引发的一种自然现象。

在地震的作用下，建筑结构的受力特征和响应行为将发生相应的变化。

因此，地震动力学的基础知识对于高层建筑在地震作用下弹塑性时程分析的研究具有十分重要的作用。

高新数字科研中心项目罕遇地震弹塑性时程分析

高新数字科研中心项目罕遇地震弹塑性时程分析发布时间：2022-09-04T02:24:49.006Z 来源：《建筑实践》2022年4月第8期(下) 作者：康旦[导读] 高新数字科研中心项目为多层规则性超限结构，对其进行罕遇地震下弹塑性时程分析康旦湖南大学设计研究院有限公司长沙 410006[摘要] 高新数字科研中心项目为多层规则性超限结构，对其进行罕遇地震下弹塑性时程分析，用各结构构件和结构整体的地震反应数据，证明结构可达到预定抗震性能目标。

[关键词] 组合结构；钢支撑框架-钢筋混凝土核心筒结构；弹塑性时程分析；工程抗震；结构设计一、工程概况高新数字科研中心项目位于长沙市岳麓区麓谷国家高新技术产业开发区。

本项目为多层建筑，结构主体高度为20.45m，地上3层，地下1层，项目总建筑面积8482.47平米；结构体系为钢支撑框架-钢筋混凝土核心筒组合结构，长沙为6度区，结构抗震等级如下：混凝土框架，核心筒剪力墙部位为二级，钢支撑框架部位为三级；基础为人工挖孔灌注桩基础，持力层为强风化板岩。

二、性能目标本项目结构存在竖向构件不连续、楼板大开洞等特别不规则情况，设计根据结构可能出现的薄弱部位及需要加强的关键部位，依据《高层建筑混凝土结构技术规范》和《建筑抗震设计规范》针对性的选用C级性能目标及相应的抗震性能水准，即多遇地震满足结构抗震性能水准1的要求，设防烈度地震满足性能水准3的要求，预估罕遇地震满足性能水准4的要求，并同时依据《钢结构设计标准》对钢结构构件进行抗震性能化设计，塑性耗能区承载性能等级选用性能4，延性等级为IV级。

多遇地震、设防地震下的结构分析包括：对非底部加强区混凝土框架柱、不落地的钢支撑按中震下抗弯不屈服验算；对核心筒剪力墙、底部加强区混凝土框架柱、落地框架钢柱、落地支撑、悬挑支撑、大跨桁架在中震下按抗剪弹性、抗弯弹性验算；非底部加强区混凝土框架柱、不落地的钢支撑按中震下抗剪弹性验算；经过PKPM及MIDAS对比分析，验证了构件均满足预设的抗震性能目标要求。