错位转换高层建筑结构扭转特性分析研究_英文_

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错位转换层位置对结构受力性能影响的研究英文

错位转换层位置对结构受力性能影响的研究英文

第8卷 第5期2009年 10月广州大学学报(自然科学版)Journal of Guangzh ou University(Na tural Science Edition)Vol .8 No .5Oc t . 2009 R ; R F S y M y f S T y f R (33) B y S N 2y (2),,f 2y@z 文章编号:167124229(2009)0520080207错位转换层位置对结构受力性能影响的研究沈朝勇1,周福霖1,黄襄云1,王世斌2(1.广州大学工程抗震研究中心,广东广州 510405;2.西北设计院有限公司,陕西西安 710003)摘 要:作为一种新型转换层结构———错位转换层结构,其竖向位置的变化对高层结构在水平地震作用下的动力特性和抗震性能影响的研究尚鲜有文献报道.文章采用有限元(FE M )程序对高层错位转换结构进行了水平地震作用下抗震性能分析.分析研究发现,错位转换层整体位置的竖向变化对结构周期、主要振型和相对位移影响小.当错位转换层位于较高楼层位置时,转换层附近的层间位移角的突变程度会加大.对错位转换高层结构,水平地震作用下两错位转换层附近楼层竖向构件内力会呈现突变,因此,设计具体结构时应引起注意.关键词:错位转换层;竖向位置;地震反应;有限元中图分类号:T U 352 文献标识码:AResea r ch on the effect of ver ti ca l posit i on of st a gger tr an sferstor i es on the se is m i c beha vi our of str uctur eSH E N Ch ao 2yo n g 1,ZH O U Fu 2lin 1,HU AN G X iang 2y un 1,W AN G Sh i 2b in2(1.Earthquake Engineering R es earch &Test Cen t er,Guangzhou University,Guangzhou 510405,China;2.Ch i na No rth west B u il d i ng Des igning R es earch I nstitu t e LT D,Xi ’an 710003,China )Abstrac t:A s a s pecial ne w type of transfer str ucture 2stagge r transfer structure,the lite r ature on the vertical po 2siti on ’s effect on the m echanic behavior of vertical component can ’t be f ound .A FE M (finite ele m ent m ethod )pr ogra m is used t o analyze the horiz onta l seis m ic response of high 2rise building w ith stagger tr ansfer struc ture .The various levels of the whole stagger transfer st ories have little effects on the pe ri ods,m ain modes and relative displacement of the high 2rise building .W hen they lie at the higher st ory,the sudden change of drift 2angle near the transf e r st ory will be hardened .W hen the r e a r e stagger transfer st ories in the high 2rise building,sudden change s will appear in the internal f orce s of the vertical components near the t wo stagge r transfer st ories,and it should be consider ed during designing .Key wor ds:stagger transf e r structure;ve rtical position;seis m ic r e s ponse;FE M CL C n um ber :TU 352 D ocum en t code:A Tr ansfer structure is a s pecial structure in or der to m eet the s pecia l r equire m ent of people .Stagger transfer structure (w ith t wo or more than t wo tr ansfer st ories,there is little difference f or the positi on of the t wo or more than t wo transfer stories)is a s pecial orne w ty pe of transfer structure,and has been used in the p r actical engineering .According to author ’sknow ledge,there is little research about the stagger transf er str uctur e .I n the literature[1],a practical pr o 2ject about designingwas dis cussed .I n the literature [2],e ce ive d da te :2008-12-10e vised da te:2009-01-10oun da tion i tem s:upport e d b the inistr o c i e nce a nd echnol og o P C 2004CCA 000i ogra ph :H E Chao ong 1972m a l e a ssoc iate p r o e ssor .E m ai l :she nc g hu .edu .cn 第5期沈朝勇等:错位转换层位置对结构受力性能影响的研究 shaking table test and theor y analysis of a sca led 2models of high 2rise building with stagger transf er structure has been per f or med .Although there are s ome r esea r ches[3]on the ef fect of vertica l positi on of single transfer st ory on the seis m ic behavi our of high 2rise building,researches on the effec t of ve rtical positi on of stagger transfer storie s can ’t be found .I n this pape r ,FEMw ill be used t o investiga te that preli m ina rily .1 Str uctura l m odels i n tr oductio nThe r e a r e 44st ories overgr ound (including t w ointer 2st orie s )and 4undergr ound cha m bers in the models,and its struc tur a l type is fra m e 2tube str uc 2ture .B ecause s om e c olum ns in the 4th stor y are r e 2moved,tube 2shea r wa lls become single 2sheet walls and ther e a r e ne w colum ns in the 9th st ory .Each transfer story w ill bec om e in the 4th and 8th St ory .They are only partially tr ansfer,because the t wo par 2tial tr ansfer stories will be stagger,and so na m ed asstagger tr ansfer str ucture .Partial stee l brace s a r eadded in the 8th and 26th St ory .The site ty pe of the structure is C lass II,and its seis m ic intensity is 72de 2gree .B ecause the r e ar e t oo m any diff e r ent st ory 2heights,in order t o be convenient to analyze,the ini 2tia l str uctur e is standa r dized .I nter 2st ory becom es acomplete st ory and tr ansfer st ories lyeing in the 5th St ory and the 10th Story respectively .The stor y height belo w the transfe r stor y is 5m ,and 317m su 2perior t o it .Steel braces in the st orie s m enti oned a 2bove are r emoved .SSI (s oil structure inte r acti on)can ’t be considered,it m eans that the botto m of the1st st ory will be r e strained .Fig .1shows the arr ange 2m ent of the stagger transfer st ories in the high 2rise building and the positions of the ve rtica l elements .I n this paper,r e search on the effect of ve rtical position of the whole stagger tr ansf e r st ories on the dyna m ic cha r acteristic and seis m ic behavi our of structure will be carried out .Table 1give s the detail positi on of stagger tr ansfer st ories.F i g .1 A rrangement of the stagger transfe r stori e s i n t he high 2rise buil ding and the positi on of the vertical e l em ents Table 1 Positi on of stagge r transfer st ories of the mode lsIte m M odel 1Model 2Model 3Model 4Under tran s fer s tory 5th st o ry 1s t s tory 9t h s tory 13th st o ry Up trans fer st ory10th st o ry6th st ory14t h s tory18th st o ry S AP2000pr ogr am is used,and the ti m e 2hist ory ana lysis and the m ethod of response s pectru m a r e a 2dop ted .Bef ore analyzing,parts of m ain frequencies f y 2y ,2used in the shaking table test .The t wo r esults a r e used f or comparison (see Table 2and Fig .2).Seeing fr om Table 2,the r e are little err ors be t w een the fre 2quencies .The maxi m u m absolute err or is about 614%.The mode comparison bet ween the testedmodels and the calculated models are a ls o shown with good agree m ent,except that the r e is a little err or f y 3M D 2X T ,18o the p r ot ot pe modelswhich are used in the latter a nal sis a r e ca lculated .According to the si militude la w those ar e conv e rted t o the s ma ll scale mode lsnear the u pper tr ans er st or in the r d ode in i recti on .o s o me degr ee it means the calculation models hav e certain rightness . 广州大学学报(自然科学版)第8卷F i g .2 Co mpa ris on bet ween the mode s tested and t hose calculatedTable 2 Co mpa ris on with the test value s and calculation val 2ues of the frequencie s of the structure mode lsF requencyD ir ec tion XD irection YMode 1Mode 2Mode 3Mode 1Mode 2Mode 3The calcula tion va lue /Hz 2.368.7318.873.049.78The test value s/Hz 2.238.6518.112.9410.4419.15e rror/%+5.87+0.92+4.22+3.0-6.42 D ynam i c cha rac ter ist i cFig .3shows the compa ris on of the f or m er 45pe 2riods of the Mode ls 1~4.It can be obse r ved fr omF ig .3that there is little dif fe r ence be t w een the mod 2e ls .It m eans that there is little effect of the positi on changing of the stagger structure on the pe ri ods of structure,and on the whole stiffness of the structure w ith stagger transfer storie s .Fig .4sho w s the comparison of the 1st mode of the Models 1~4in D irection X,Y and Torsion .There a r e als o little err ors bet ween the peri ods .It is conc lu 2ded that the r e is little effect of the ve rtical positi on changing of the stagge r tr ansfer st ories on the dyna m 2ic characteristic of high 2rise building.F 3 5f (a )The 1stMode in Directi on X;(b )The 1st Mode in D irec 2tion Y ;(c )The 1stMode of t orsi onF ig .4 The firstmode of 4mode ls i n D irection X,Direc ti on Yand T orsi on3 Str uctura l dynam i c r espon se a 2na lysis A n earthquake wave —El Centr o (NS ),its fre 2quency cha r acteristic is c l ose t o that of the pr ototype structural fie ld,is used to pe r for m ti m e 2hist ory ana ly 2sis .The inte r val is 0102s,and the a mp litude of ac 2ce lerati on input is modified accor ding to the m inor ea rthquake of intensity 7in the Chinese Code f or Seis m ic Design of Building [4].D iscussion is m ainly f ocused on the Y direc tion of the structure .Fig .5sho w s the acceleration and displace ment r e s ponse of struc tur e when the whole stagger transfer storymove s up and down.According to the compari 2son bet ween the acce lerati on res ponses of the diff e r 2ent models,there are little dif ference s,a s a whole,f f 2,T ff 228ig .Co mparis on among the 4p eri od s o 4modelswhen the positi on o the stag ger trans e r stories is lo w er the acceleration response w ill beco me la r ger .here is little e ect on the relativ e displace ment re 第5期沈朝勇等:错位转换层位置对结构受力性能影响的研究 sponse.It can be observed fr om the drift angle r e2 sponse tha t if the sudden greater drift angle near the transfer story is not c onsidered,as a whole,drift an2 gle res ponse of structure will be le ss with the whole stagger st oriesmoving up,and this trend is inve rse t o tha t of the acce lerati on r e s ponse.I f drift of the near t wo stories are subtr acted each other,the result will reflect the la w of the vel ocity of drift angle change a2 long the he ight of stories.I n F ig.5,the r e is no obvi2 ously sudden change of drift angle in model2,but there is greate r sudden change of drift angle near the transfer stor y with the stagger transf e r storie s moving up.W hen it lies in the9th and14th storie s res pec2 tively(such a sModel3),and the r e will appear t wo sudden change of drift angle.A s to Mode l4,the de2 gr ee of sudden changes of drift angleswill exceed that inModel3.To high2rise building with stagger transfer structur e,the lo wer transfer st ory of the stagger trans2 fer structure is advised t o lie belo w the9th Story.Fig.5 The accele rati on and displace m ent res ponses of Models1,2,3,4when El2Centr o wave is inputF i g.6 Earthquake force and s hear force re s ponses of Models1,2,3and4 During the ti m e2hist ory ana lysis,earthquakefor ce of each stor y can be gained fr om m ass of eachst ory multi p lying the accelerati on of each story.Fig.6shows the earthquake force and shear f orce responseof structure.I n Table3,base shear f orces and basex X f M~F65,y’f f2ture,but there is sudden change in the earthquakef orce of structure near the transfer st ory,because thema ss of transfer story is usually larger than that ofothe r st ories and it will cause earthquake for ce to besudden change near the transfer st ory.The r e is thesa m e effect on the shea r f or ce r esponse and the accel2erati on r esponse because of the stagger tr ansfer st oriesmoving,but base shear f orce will be le ss with thewhole stagger transf e r st ories going up,with thewhole stagge r transfer stories moving up,a s the r e isgrea ter load in the storie s bel ow the tr ansfer stor ythan that in other st ories,the equivalent m assbr ought by them will be more,on the other hand,thestiffness of the whole str ucture will be greater with thewhole stagge r tr ansfer st ories moving up.Those willcause the period of structure t o be longer and leadsthe whole earthquake f orce t o being less,shear f orcey f,x f M3,38mo ment r otating the A is o the ode ls14aregiv en.Co mparing ig.and an sudden changecan t be ound in the accelerati on response o str ucin each st or and base shear orce w ill be decreasinge cep t or odel the base mo ment a lso has thesa me trend. 广州大学学报(自然科学版)第8卷 Table 3 B ase shear f orces and ba s e mo m ents of Model 1,2,3and 4 Ite mModel 1Model 2Model 3Model 4Base shear f o rce /kN 14150151811220610984Base moment/(k Nm )5867336138855985815502284 Effect of ver t i ca l positi on of thestagger tr an sfer stor i es on the i n 2terna l for ce of ver ti ca l ele m en t F ig .7and 8show the ef fect of position of the whole stagge r transf e r stories on the inte r na l f orce of some vertical components .I t is concluded fr om theshear f or ce and mom ent r e s ponse of the continuous shear wa ll below the upper tr ansfer st ory (Fig .7)tha t they will decrease because of the t ota l shea r f or ce reducing w ith the whole stagger tr ansfer st ories mov 2ing up.It can be observed that the shear f orce andmom ent of the supporting shear wall below the upper transfer story,when the lo wer transfer stor y lies be 2lo w the 6th St ory,w ill not have apparently sudden change .B ut f or Model 1,Model 3,Model 4(in the se mode ls,the l ower tr ansfer st ory lie s above the 5th Stor y ),they will have the sa m e characte ristics in the 3r d Stor y bel ow the upper tr ansfer st ory .I t is ad 2vised that the supporting shear wall a t least three sto 2ries be l ow the uppe r transfer st ory should be strength 2ened.I n Fig .8,there is apparently sudden change of the shear f orce of the colum n supporting shear wa ll in the l ower transfer st ory and t wo st ories above it,mo 2m ent in the l ower tr ansfer st ory,moreover,the tend will be mor e severe with the whole stagger transfer storie s moving up ,s o the colum n supporting shearwall in the lower transfer st ory and t wo st ories above it is advised t o be strengthened.I n F ig .7,it show sthat the whole stagger transfer st ories moving up has little effect on the shear f orce of the shear wa ll sup 2ported by colum ns .No m atter the whole staggertransfer st ories lie on the high or low position,the shea r force of shear wall supported by colu m n in the Three storie s above the uppe r transfer st ory will have sudden change,and the same phenom ena of moment r e s ponse will appear in the first st ory above the upper transfer stor y .T o the colu m n on the l ower transferbea m ,the shear f orce will sho w sudden change in the first st ory above the lo we r transf e r st ory except Model 2,moreover,the tend will harden w ith the whole stagger transfer st orie smoving up ,s o the correspond 2ing colum n should be str engthened .For the colum n supporting shear wall or colum n be l ow the upper transfer st ory,there is no eff ect on the internal f orce of the m while the whole stagger tr ansfer storie s moveup and down.F I f f f f y f f f 48i g .7n luence o the ve rtical position o stagger trans e r st or on the inte rnal orce s o vertical e l em ents be l o w trans e r st o rie s 第5期沈朝勇等:错位转换层位置对结构受力性能影响的研究 F i g .8 I nfluence of the ve rtical position of stagger transfer st ory on the internal force of ve rtical elements above the transfer storie s5 Effect of d i ffer en t wa ve s on thechang i n g tend of i n terna l for ce of ver ti ca l co m ponen ts D iscussion before 2m entioned m ainly focused on single earthquake wave —El 2Centr o (N S ),how about the r e sults if different waves w ith different frequency cha r acteristic s a r e input?S o othe r t wo earthquake waves are input t o calcula te and the m ethod of the r e 2sponse spectrum is used .B ecause of the li m itati on ofthe length of paper,the shear f or ce and m o m ent ofthe shear wall supported on fr a m e when the ea rth 2quake wave is input in the Y directi on or making use of the response spectrum m ethod a r e only given he r e (see Fig .9and 10).S om e r esults w ill be gained fr om Fig .9and 10.No m atte r in Fig .9and 10,when diff e r ect waves or m ethods are adop ted,the tr end of effect of ve rtical positi on of stagger transfer stories on the internal f or ce of the shea rwall supported on fr ame is not changing,and the only diff e r ence lies in the degr ee.F i g .9 Shear force response s of shear wa ll s upported on frame when ea rthquake wave is input i n the Y directi on or the me t hod ofthe response s pectru m is used6 C onclusi on sAfter some FE M analysis about the effect of ver 2tical positi on of the whole stagger transfer on dynam ic y f f ,f (1)There is little ef fect on the pe ri ods,mode s,r e lative displace m ent of high 2rise building with stag 2ge r transfer structure when the whole stagger transfer storie smove up and down.(2)W ith the positi on of the whole stagger trans 2f ,,f ,f f y f 2x f y58cha rteristic and d na m ic response o the structure isp er o r m ed some c o ncu lsi o ns can be gained in theollo wing :er st ories g oing up accele r a tion dri t angle shear orce o each st or and t ota l base shear or ce will re duce e cept the st ories near trans er stor. 广州大学学报(自然科学版)第8卷F i g .10 Mo m ent res ponse of shea r wa ll supported on frame when earthquake wave is in put in the Y direction or the m ethod of t heres ponse s pectru m is us ed (3)W ith the whole stagger tr ansfer st oriesmov 2ing up,sudden change of drift angle of the stories nea r the transf e r st ory will ha r den,espec ially when the upper and lo wer transfer st ory lies in one 2third of total height or one 2f ourth of total he ight res pective ly,t wo sudden changes of drift angle will appea r .(4)The shear f orce and mo m ent of the support 2ing shea r wa ll bel ow the upper transf e r st ory,when the l owe r tr ansfer story lie s above the 6th St ory,will have the sudden change in the 3rd Stor y below the upper transf e r st ory .(5)W ith the whole stagger tr ansfer st oriesmov 2ing up,there is apparently sudden change of the shear f orce of the column supporting shea rwall in the lo wer transf e r st ory and t w o stories above it,mom ent in the l ower tr ansfer stor y .(6)No m atter when the whole stagger transfer storie s lie in the high or l ow position,the shea r f orce of shear wa ll supported by c olum n in the thr ee st ories above the upper tr ansfer story will have sudden change,and the sa m e phonomena of mom ent r esponse will a p 2pear in the first stor y above the uppe r transfer story .(7)A s f or the colu m n standing on the l ower transfer bea m ,the shea r for ce will show sudden change in the first story above the lower transfer stor y in the most conditi ons .(8)The tend of ef fect of ve rtica l position of stagger transfer st ories on the internal f orce of the ve r 2tical component has not been received no m atter how diff e r ent waves a r e input to calculate .R efer ences:[1] 陈宁旭.关于高层建筑结构多次转换的探讨[J ].建筑技术开发,2003,30(5):33234.CHE N Ning 2xu .Discussi on on the multi 2transfer of hi gh 2rise building[J ].Build T ech Devel,2003,30(5):33234.[2] 沈朝勇,吴波,周福霖,等.高层错位转换结构的试验研究和理论分析[J ].地震工程与工程振动,2006,26(2):33240.SHE N Chao 2y ong,WU Bo,ZH OU Fu 2lin,et a l .Influence of stagger transfer struc ture on a tall building:shaking table test and FE M ana lysis[J ].Ea rt hq Eng Eng Vibr,2006,26(2):33240.[3] 荣维生,王亚勇.板式转换结构转换层位置对高层建筑抗震性能的影响[J ].建筑科学,2004,20(4):127.RONGWe i 2sheng,WANG Ya 2y ong .Effect of the level of transfe r slab on seis m ic behavi or of tall bu ildi ng struc tures[J ].A rch Sci,2004,20(4):127.[4] G B 5001122001,建筑抗震设计规范[S ].北京:中国建筑工业出版社,2001.G B 5001122001,Code for seis m ic desi gn of buildings[S ].B eijing:Arch Indu stry Publshing Co mpany of China,2001.【责任编辑刘少华】68:。

高层建筑设计中扭转效应的分析与控制

高层建筑设计中扭转效应的分析与控制
的具 体 措 施 。
2 . 1 外因: 地 震波 扭转 分量
实际地震波存在6 个分量 , 即 除 X、 Y、 Z 三个 水 平 分 量 外 , 还
1 . 工 程概 况
本 工程 为 2 1 层 高 层住 宅 建筑 , 层高 3 . 1 米, 架空层 6 米, 室 有 绕 X、 Y、 Z 轴 的 三 个 扭转 分量 , 其 中绕 Z 轴 的 扭 转 分 量 直 接 对
就 是 一 个 重要 的 问题 , 一 个值 得 关 注 和 分析 研 究 的课 题 , 对 其 全 方位 的研 究 , 从 而找 到 防御 扭 转 效 应 的具 体 措 施 和 解 决 方 案, 以保 证 高层 建 筑 的 整 体 安 全 , 提 高其 抗 震 能 力 。 关键 词 : 高层 建 筑 ; 扭 转效 应 ; 控 制 措 施
引言
Байду номын сангаас
知, 本工程平面不规则 , 上 下 左 右 均 不对 称 , 在 进 行 结 构 构 件 布
高层建筑结构设计中, 其抗侧刚度特 别是抗扭刚度一直受到 置的时候 , 质心和刚心很难避免地会产生较 大的偏心 , 在考虑偶
设 计 人 员的 重 视 。 这时结构方案的选用就显得非常重要 , 应 尽 量 然偏心的水平力作用下 , 结构的扭转效应会比较明显。 而且由下 采用平面规 则、 对称的结构 , 建筑立面和竖向剖面宜规则 , 结构 图可以看出, 本工程外圈的窗户都比较大 , 而且有较大 的转角窗 , 的侧 向刚度宜均匀变化 , 避免抗侧力结构的侧 向刚度突变。 质量 很 难 布 置成 L 型 的 剪 力墙 来增 加 抗 扭 刚 度 , 因此 在 控 制 结 构 的扭
5 。 结语
在建筑 领域里 , 我们提倡各种建筑生态技术的应用 , 发 展生

浅析高层建筑结构的扭转反应控制

浅析高层建筑结构的扭转反应控制

浅析高层建筑结构的扭转反应控制【摘要】在地震发生时,建筑结构由于扭转反应产生的破坏是所带来的影响是十分严重的,因此在高层建筑结构设计的过程中必须重视地震作用下结构的扭转反应。

本文从扭转反应的概念与改善高层建筑扭转反应的原则入手,阐述了控制扭转反应的理论基础,并且就高层建筑结构扭转反应控制措施进行了研究,以期能够对控制高层建筑结构的扭转反应起到积极作用。

【关键词】高层建筑;扭转反应;控制措施1.引言随着城市化进程的加快,城市房屋建筑中高层建筑越来越多,而高层建筑的质量安全问题也越来越受到广大社会的关注。

在高层建筑的施工过程中,建筑结构本身的扭转反应会给建筑物带来一些严重的损害[1]。

尤其是在地震发生时,扭转反映会导致建筑物变形甚至坍塌。

因此控制高层建筑物的扭转反应是确保建筑物安全可靠性的关键措施之一,也是当今社会较为关注的焦点。

本文从扭转反应的概念与改善高层建筑扭转反应的原则入手,阐述了控制扭转反应的理论基础,并且就高层建筑结构扭转反应控制措施进行了研究,以期能够对控制高层建筑结构的扭转反应起到积极作用。

2.扭转反应的概述2.1扭转反应的概念扭转反应是指在建筑主体结构中,结构内部的各个零部件和子结构都必须通过精密的计算后得出自身作用下的扭矩,进而计算出该部分配筋,比如高层建筑中的边梁、连梁等构件[2]。

在高层建筑的结构楼层中层间的最大位移值和结构主体两侧层间位移的平均值就是结构主题的扭转效应值。

国家对于建筑的抗震能力有一定的规定,扭转反应≧1.2倍时,该楼层的平面认定为不规则,这种建筑在地震来临时结构主体会发生明显大幅度的扭转。

因此为了规避地震风险,在进行楼层建筑时应该尽量控制结构楼层中层间的最大位移值和结构主体两侧层间位移的平均值,同时增大配筋比例,提高抵抗扭矩反应的强度。

2.2改进高层建筑扭转反应的原则(1)楼层剪力最小。

该原则强调设计楼层结构时应采用大开间,尽量让侧向钢度结构达到理想状态,而楼层与楼层之间的扭矩系数必须控制在适中偏小,绝对不能超出限定范围值,可以有效减少结构楼层的自身重量,降低的证损伤。

高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法

高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法

高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法作者:许智豪来源:《装饰装修天地》2016年第05期摘要:近年来,高层建筑结构设计中扭转效应的控制得到了业内的广泛关注,研究其具体控制方法有着重要意义。

本文首先对相关内容做了概述,分析了扭转效应的出现原因及表现,并结合相关实践经验,分别从抗侧力结构布置必须均匀、对称,以及加大现有抗侧力构造的刚度等多方面,提出了高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法。

关键词:高层建筑;结构设计;扭转效应;控制方法前言作为高层建筑结构设计中的重要工作,对扭转效应的控制占据着极为关键的地位。

该项课题的研究,将会更好地提升对扭转效应控制的分析与把握力度,进而通过具体化的控制方法,获得高层建筑结构设计的最终整体效果。

一、概述随着技术水平的不断提高,社会经济的快速发展,人们对高层建筑结构设计的要求也越来越高。

现如今高层建筑结构设计中还存在很多问题,急需解决,因此,我们要加强先进设计理论与先进技术的学习与应用,不断进行高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法的研发和探讨,使高层建筑结构设计更加适用、安全、可靠与经济。

扭转不规则在平面不规则类别中占第一位。

国内外历次大震震害表明,平面不规则、质量与刚度偏心和扭转刚度太弱的结构,在地震中受到严重的破坏。

国内一些振动台模型试验结果也表明,扭转效应会导致结构的严重破坏。

在实际工程中,由于建筑造型的要求、建筑场地的限制或建筑功能的需要,在高层建筑结构设计中,大多数结构的平面布置和竖向布置很难达到规范所要求的“规则”标准。

此时,结构设计人员必须对抗侧力结构布置进行优化调整,限制结构的平面扭转效应,使其满足有关规范的要求。

二、扭转效应的出现原因及表现1.高层建筑结构受力性能垂直和水平的建筑空间形态对于建筑物底面稳定性非常重要,因为建筑是由一些大型和重型部件构建的。

所以它的结构必须传到它自身的重量一直到地面,结构的作用力也通常是下一直作用到地面的。

因此进行建筑设计时,必须要做的一件事就是弄明白所选择的体系中向下作用力与地基上承载力二者之间的关系。

高层建筑结构扭转控制及调整

高层建筑结构扭转控制及调整

高层建筑结构扭转控制及调整高层建筑结构扭转控制及调整【摘要】:本文详细阐述了高层建筑结构扭转问题,探讨了引起扭转的两个指标位移比和周期比的参数,结合设计经验指出在设计中进行相应的调整,加强结构抵抗扭转的能力,以减小结构的扭转,是结构更加合理。

【关键词】:结构扭转楼层位移比周期比中图分类号: [TU208.3]文献标识码:A 文章编号:1.前言地震造成的建筑物扭转破坏的实例很多,对结构的危害很大。

减小结构扭转引起的破坏一般从两个方面考虑,一是减小结构在地震作用下的扭转效应,二是增加结构抵抗扭转的能力。

结构的楼层位移比和周期比是结构扭转控制的两个重要指标,在高层结构设计时如何计算和调整,必须予以重视。

2、结构扭转控制的两个指标1)楼层位移比楼层位移比是指在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层最大水平位移和层间位移与该楼层平均水平位移和层间位移的比值。

《高规》3.4.5条规定A级高度高层建筑不宜大于1.2,不应大于1.5;B级高度高层建筑、复杂高层建筑不宜大于1.2,不应大于1.4。

2)扭转平动周期比结构的扭转平动周期比是指在结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比。

《高规》3.4.5条规定A级高度高层建筑不应大于0.9,;B级高度高层建筑、复杂高层建筑不应大于0.85。

3)楼层位移比与周期比在限制结构扭转方面的异同楼层位移比的限制的是楼层端部的最大位移与平均位移的相对关系,关注的是结构实际承受的扭转效应;而扭转平动周期比限制的是对结构扭转刚度与平动刚度的相对关系,关注的是结构抗扭能力大小的要求。

通过以上分析可以看出,结构实际存在的扭转和结构的抗扭能力是两个不完全相同的问题,二者都与结构的抗扭有关,但关注的角度不同。

3、结构扭转位移比计算和周期比计算时应注意的问题1)在进行结构的楼层位移比和周期比计算时应采用刚性楼板假定。

结构的楼层位移比和周期比计算主要是考察结构的整体扭转效应和抗扭能力。

错位转换层位置对高层建筑抗震性能影响的研究_吴波

错位转换层位置对高层建筑抗震性能影响的研究_吴波

第26卷第4期2006年8月地 震 工 程 与 工 程 振 动EARTHQUAKE ENG I N EER I NG AND ENG I NEER I NG V IBRAT I ON V o.l 26,N o .4A ug .2006收稿日期:2005-12-15; 修订日期:2006-04-06 基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET -04-0819) 作者简介:吴波(1968-),男,研究员,主要从事结构抗震、结构防火、高性能混凝土方面研究.文章编号:1000-1301(2006)04-0101-07错位转换层位置对高层建筑抗震性能影响的研究吴波1,沈朝勇1,2,3,周福霖2,3,黄襄云2,3,陈建秋2,3,任珉2,3(1.华南理工大学建筑学院,广东广州510640;2.广州大学工程抗震研究中心,广东广州510405;3.广东省地震工程与应用技术重点实验室,广东广州510405)摘要:本文采用有限元程序对设有错位转换的高层结构进行了空间时程地震反应分析,论述了错位转换层整体位置、错位转换层相对位置对结构动力特性、动力反应及竖向构件内力的影响。

分析结果表明,错位转换层整体位置的变动及相对变动对结构周期、主要振型和相对位移影响不大;随着错位转换层整体向上移动,在转换层处的层间位移角的突变会加剧;当两错位转换层相距3层左右时,高层结构地震反应最不利;错位转换层的存在会使两错位转换层附近的竖向构件内力发生突变,设计中应予以加强。

关键词:高层建筑;错位转换层;竖向位置;动力特性;动力反应;有限元分析中图分类号:P315.95 文献标识码:AInfl uence of level of stagger transfer story on seis m i c behavi orof tall buil d i ng structureW u Bo 1,Shen Chaoyong1,2,3,Zhou Fulin 2,3,H uang X iangyun 2,3,Chen Jianqiu 2,3,Ren M in2,3(1.C ollege ofA rch it ect u re ,S ou t h Ch i na ofTechnol ogy ,Guangzhou 510640,Ch i n a ;2.Eart hquake Engi n eering Research Test Cen ter ,Guangzhou Un i versit y ,Guangz hou 510405,C h i na ;3.Guangdong Key l aborator y ofE arthqu ake E ngi neeri ng andApp li ed Techn i que ,Guangzhou Un i versit y ,Guangz hou 510405,C hina )Abst ract :For a h i g h -rise bu il d ing w it h stagge r tr ansfer stories ,the e ffec t of the position and r e lative position o fstagge r tr ansfer stories on dyna m ic pr operties ,se is m ic r e sponse and inter nal force of vertica l co m ponent is dis -cussed .The various leve ls of the whole stagge r transfe r stories have little effect on the periods ,m ain modes and rel -ative disp lace m ent of the high -rise building .W hen they ar e on t h e h i g he r story ,the sudden change of drift -ang le near the transfe r stor y w ill be increased .W hen the distance bet w een the t w o stagge r tr ansfer stories is abou t 3st o -ries ,the i n t e rac tion o f the m w ill be t h e g rea tes.t W hen there is stagger transfer sto r y in t h e high -rise buil d i n g ,the sudden change w ill appear in the i n t e r nal force of t h e vertica l co m ponen ts near the t w o stagge r transfer stories .It shou l d be considered during de signing .K ey w ords :H i g h -rise bu il d ing ;stagger transfe r stor y ;ve rtical position ;dyna m ic pr operty ;se is m ic response ;FE M引言转换层结构是满足人们对高层建筑结构的多功能高要求而出现的一种特殊结构,错位转换结构(2层或多层转换结构,多层转换结构在平面上的位置可能不同)作为一种新型、特殊的转换结构正逐渐在实际工程中得到应用。

浅析高层建筑中结构转换层结构体系

浅析高层建筑中结构转换层结构体系

浅析高层建筑中结构转换层结构体系
高层建筑中的结构转换层(also known as结构转换系统)是指在建筑高度较高的部分设置一个承重结构层,用于将整个建筑的荷载分散到下方的主体结构中。

这样做的目的是在高层建筑的顶部,通过减少结构的自重和减少地震和风荷载对结构的影响,降低建筑的倒塌风险。

本文将对高层建筑中结构转换层结构体系进行浅析。

结构转换层通常位于高层建筑的顶部,目的是使整个结构的重心尽可能靠近底部,使得地震和风荷载能够更好地通过转换结构传递到地基上。

这样做的好处是降低了顶部结构的自重,减小了地震和风荷载对整个建筑的影响,提高了建筑的稳定性和抗倒塌能力。

结构转换层结构体系一般采用钢筋混凝土框架结构或剪力墙结构。

钢筋混凝土框架结构是一种常用的结构形式,通过框架柱和梁的配合,使得结构能够承受地震和风荷载,同时减小结构的自重。

剪力墙结构则是在建筑的主体结构中设置一系列的剪力墙,通过抵抗地震和风荷载的作用,提高结构的稳定性和抗倒塌能力。

结构转换层结构体系还要考虑到楼层之间的转换,以及对整个建筑的空间利用和功能需求的满足。

在设计中,需要合理选择转换楼层的高度和设置方式,使得转换层既能够满足结构要求,又能够满足建筑的使用需求。

在施工中,还需考虑结构转换层与主体结构之间的连接方式和技术处理,确保结构的整体稳定性和一体化。

需要指出的是,结构转换层结构体系在高层建筑设计中起到了至关重要的作用。

通过合理设置结构转换层,能够降低建筑的倒塌风险,提高建筑的抗震和抗风性能,保障建筑的安全稳定。

在高层建筑设计中,需要充分考虑结构转换层结构体系的设计和实施,确保建筑的稳定性和安全性。

高层错位转换结构的试验研究和理论分析_沈朝勇

高层错位转换结构的试验研究和理论分析_沈朝勇

高层错位转换结构的试验研究和理论分析
沈朝勇 , 吴
1 ,2
波 , 周福霖 , 黄襄云 , 罗学海 , 陈建秋 , 金
2
2
( 1. 华南理工大学 建筑学院 . 广东 广州 510640 ; 2. 广州大学 工程抗震研究中心 , 广东 广州 510405)
摘要 : 本文对一座带错位转换结构的高层结构模型进行了 振动台试验和理论分析研究。试验中发现 , 在 7 度小震和中震阶段 错位转换结构对结构模型相对位移包络图影响不大。但随着第 2 转换层上一 层的 开裂 , 相对位移包络图在场地波输入时会在 第 2 转换层上 一层呈现一 定程度的 突变。结 构加速 度分 布规律与输入地震波频谱特性有关 , 在场地波输入中 震和大震阶段 , 加速度反应突变会出现在两 个转 换层处。由于转换层质量较其他楼层大 , 从而 地震作用亦 在两个转换 层处形成 突变。层 间位移 角则 在两个转换层上一层形成突变 , 且转换刚度较大层其 突变幅度较大 , 两个突变近似在同一时间内 发生 。对比双 向和单向输入时的层间位移角结果 , 双向输入加 剧层间位移 角的突变。 采用三 维有限 元程 序对结构模型进行了计算分析 , 从整体上讲 , 频率、 主振型、 加速度和位移时程与试验结果吻合较 好 , 但在层间位移角突变上 , 计算值反应效果较差。 关键 词 : 错位转换结构 ; 振动台试验 ; 动力反应 ; 有限元分析 中图 分类号 : P315. 97 文献标识码 : A
收稿日期 : 2005 - 06 - 08 ; 修订日期 : 2005 - 12 - 23
n
基金项目 : 教育部新世纪优秀人才支持计划项目 ( NCET- 04- 0819) 作者简介 : 沈朝勇 ( 1972 - ) , 男 , 副研究员 , 博士研究生 , 主要从事工程抗震研究 .

高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法

高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法

高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法作者:奚晓冰来源:《科学与财富》2016年第23期摘要:本篇文章主要将某一建筑工程作为案例,对高层建筑中采取扭转效应的控制手段做出合理的分析,以确保建筑物外围最大程度上能够实现均匀对称、对称的效果,从而避免裙房和主楼的结构出现偏心的情况,减少高层建筑结构的相应平面存在狭长的现象。

关键词:高层建筑;扭转效应;位移比;周期比;控制方法扭转不规则在平面不规则种类中占据首位。

依据国内外发生的案例来看,倘若平面不规则、品质和较弱的扭转刚度而形成的结构,都会在自然灾害中受到严重的损害。

在我国相应的试验中可以得知,扭转效应会对结构带来一定程度的损害。

因此,相关单位在具体施工中,因为建筑造型的有关要求、场地约束等方面的需求,相关人员在具体设计中,依然会存在大多数结构的相应布置达不到有关标准的情况。

这样就要求相关人员一定要对抗侧力结构进行合理的调整,从而对平面扭转效应做好限制,确保符合相应的标准要求。

1 在建筑物外围尽可能布置抗侧力结构在某高层建筑中,主体结构是采取框架剪刀墙的形式建造的,抗震等级为5度,属于丙类建筑,地上28层,地下2层,总体高度为98米,并且框架、剪力墙所采取的抗震等级都是三级,通过利用SATWE做好相应的预算。

从有关力学的基本含义来看,倘若构件离质心越远,那么所产生的抗扭刚度就越强。

因此,相关单位在建筑外围最大程度上布置抗侧力结构。

这样做的目的是在确保抗侧力构件有着具体数量的同时,还能够增加结构的抗扭刚度。

从有关计算结果可以看出,两端剪力墙改为框架后,抗扭刚度大大减弱,位移比增大。

整个结构扭转、平动周期均增大。

由于两边剪力墙同时删去,结构仍基本均匀、对称,故周期比基本不变。

这里值得一提的是,为了能够对位移比、周期比进行合理的控制,就应当对相应结构进行详细的计算,从而确保设计能够具有一定的安全性,然后再做好整体计算。

2 抗侧力结构布置必须均匀、对称相关单位在对高层进行设计时,应当采取抗侧力构件的方式进行布置,一定要遵循“均匀、分散”的理念,最大程度上可以使结构的品质中心和相应中心处于接近的状态。

高层建筑错位梁式转换层结构设计

高层建筑错位梁式转换层结构设计
06 .) G 换层下部主体结构 刚度 , 化转 换层 上部 主体结 构 刚度 , 弱 使转 换 在初步确定转换梁断面 时可取 v =( . ~0 8 G, 为转换梁 层上下部主体结构 的刚度 及变 形特 征尽 量接 近。6 优化 转换 结 按简支 状态计算分配上 部传 来 的所有 重力荷 载 下支座 截 面的剪 )
文献标识码 : A
0 引 言
错位转换结 构是一种新 型特 殊的转换层结 构 , 即两转换层 竖 向相距 两个或多个楼 层 , 平面 上下 不在 相应 同一个 位置 , 水平 在 方 向沿楼层将形成两次 刚度 突变 , 在水平 地震作 用下将相 对单层
截面沿高度方 向的应力 ( , )假 设所有 拉力 都 由钢筋承 担 , , 利 用 以下计算公 式进行正截面和斜截面 承载力计 算 :
3 工 程 实例
某 商贸大楼工程 , l 层 , 下 1 , 上主 体部 分 1 层 。 共 8 地 层 地 7
1 层为商场 , 层 及 3层部分为商场 , 2 部分 3层为住宅 , 及 4层 4层
1框 支 柱 。 满 足 《 规 》 录 E 的要 求 , 格 控 制 框 支 柱 的 轴 ) 高 附 严
表 1 转换梁剪压比限值
混凝土 强度等级
C0 3 ( 0 c o 5
较高的承载 能力 , 以, 所 一般 的转 换 大梁 截 面 高度 大 , 时 可达 有
1 ~2个楼层高 。4 有足 够 的竖 向刚度 和 水平 刚度 , 换层 中 个 ) 转 梁的跨度大 , 有时是上部梁跨 度 的好几倍 , 故而 , 转换层 必须具备 足够的竖向刚度 , 同时也要有 足够的水平 刚度 以保 证实现楼 盖在 水平面 内不变形的假定 。5 强化下部 , 化上部 为保证下部 大空 ) 弱

高层建筑不规则结构扭转刚度对位移比限值影响的研究

高层建筑不规则结构扭转刚度对位移比限值影响的研究

新疆大掌建筑工程萼印完硕士学位裁吁≮§1-2课题研究关键问题合理的建筑结构体系要求刚柔相济。

结构太刚则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时,需要承受的力很大,容易造成局部受损最后全部毁坏;而过“柔”的结构虽然可以很好地消减外力,但容易造成变形过大而无法使用甚至整体倾覆。

结构是“刚”一点好,还是“柔”一点好?什么程度合适?这个问题历来是专家争论的焦点,现今规范给出的是一些控制指标,无法提供“放之四海皆准”的精确答案。

另外,安全的结构要求层层设防,不允许把结构是否安全的希望寄托在某个或某几个构件的承载能力上,因此结构的平面刚度分布必须均衡,只有这样才能让结构平面布置趋于合理,也就能够在破坏力来临时具有更强的抵抗能力.合理的结构平面布置结构能够让同层构件在较大的位移比数值下仍然完好:反过来说,在不考虑结构本身刚度特性时,对于所有高层建筑结构采用同种标准来定义其是否“规则”时,容易失之于粗糙,此为本论文主要验证的问题——位移比参数定义结构的规则性必须同时考虑结构体系抵抗扭转能力大小的影响。

综上所述,本论文研究解决的关键问题为:1.结构自身的扭转刚度对于《规范》提出的平面布置不规则界定参数——位移比的影响。

即:论证当高层建筑结构的平面布置形式适当、抵抗扭转的能力比较大时,结构能够突破《规范》1.5位移比限值而不发生破坏;2.探索在特定的高度和平面布置形式下,结构自身扭转刚度和位移比之间的数学规律,为位移比参数对于不规则特性的影响进一步研究提供行之有效的参考方法。

4新疆大掌建筑工程掌肖挚页士学位论文第二章课题基本研究内容理论分析§2.1平面不规则结构变形分析结构平面不规则宏观表现为扭转,但结构扭转与单个构件扭转在研究方法上虽有一定联系,力学性质上却有本质区别:对构件扭转,材料力学定义为:外力偶矩导致构件中任意两个与该力偶矩平行的横截面之间存在一定扭角Ao,外力偶矩越大则扭角越大,超过构件承载极限发生扭转破坏。

高层建筑结构设计中扭转效应的控制措施

高层建筑结构设计中扭转效应的控制措施

高层建筑结构设计中扭转效应的控制措施【摘要】文章对结构扭转机理及扭转变形做了简单分析,结合工程实践,提出了一些高层建筑结构设计中扭转效应的控制措施。

【关键词】:高层建筑;结构设计;扭转效应;控制措施【abstract 】: the paper structure reverse mechanism and torsion deflection do a simple analysis, combined with the engineering practice, this paper puts forward some high-rise building structural design of controlling torsion effect of the measures.【keywords 】: high building; Structure design; Torsion effect; Control measures1引言国内外历次震害表明,当结构平面不规则、质量中心与刚度中心偏差较大或者结构的抗扭刚度较小时,地震时会产生较大的扭转效应,使得结构产生较严重的破坏。

国内一些振动台模型的试验结果也表明了这一点。

因此,《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗规》)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)(以下简称《高规》)针对扭转控制提出了一些控制措施及控制参数,防止结构出现较大的扭转反应而导致破坏。

下面结合工程实例讨论下在高层建筑结构的设计中如何对结构的扭转进行控制。

2结构扭转机理及扭转变形分析2.1结构扭转机理根据材料力学可知,当一个构件受到扭矩作用时,离构件刚度中心越远的地方剪应力越大,剪切变形也越大。

在整体建筑结构中,当结构受到扭矩作用时,竖向构件将承受剪力。

如图1所示的一均匀对称的结构,质心和刚心重合于O 点,当结构受到一扭矩T,那么将在各柱中产生F1和F2的剪力。

高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法

高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法

高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法【摘要】高层建筑结构设计是高层建筑的核心组成部分,直接影响整个建筑物的安全和质量,扭转效应是高层建筑结构设计常见又不容回避的技术问题。

本文将结合工程实例,论述了扭转效应的概念、原理以及存在问题和原因,阐述了如何对高层建筑结构设计进行扭转效应的具体控制措施,从而实现减小结构在地震作用下的扭转效应的目的,为业内人士进行设计提供技术借鉴。

【关键词】铁路通信、传输、安全、措施一、前言国内外无数的实例和实验都证明,扭转效应会对高层建筑造成严重的破坏,因此对高层建筑结构进行设计时,必须采取有效措施对扭转效益进行管控,减轻其对建筑物的伤害。

设计者要重点关注以下问题,诸如扭转效应的来由,扭转效应的表现,在此基础上针对扭转效应我们进行有效的规避,避免地震可能对高层建筑物造成伤害,伤害群众的生活安全和财产安全。

二、扭转效应概述所谓扭转效应,主要是以建筑结构的主体为基础,在主体建筑结构中,全部构件都要经过计算定位作用于自身的扭矩,然后配筋,如遮阳篷梁,边梁组件。

扭转效应的平均结构的楼层最大位移主体两侧层位移的结构体。

对结构抗震能力建设统一规定的建设现状,其值大于或等于1.2时,被定义为不规则的平面,如发生地震,这类建筑的主要结构将明显逆转,为了防止灾害,对建筑物的控制应是结构布置对平均层之间的楼层位移和侧向位移层科学配比,比应小于1.5,同时考虑增加附加筋阻力矩。

在设计时对结构方案的选择也对高层建筑的质量起重要的作用,一般情况设计师会选取平面规则,左右对称的构造,这样建筑的内外立面以及竖向剖面较为规则,该构造的侧向刚度可进行适当调整。

应尽量不出现抗侧力结构的刚度不均匀分布及侧向刚度质量易出现突变的情况,通常高层建筑都应该计算在双向地震作用下的扭转影响。

但是具体事物具体分析,实际工程中需从建筑的外形及功能需要上进行分析。

但有很多设计不当和施工的建筑,平面和纵断面不符合这一标准,为了使建筑满足抗震要求,必须从整体上优化系统的总体结构。

高层建筑结构设计中扭转效应的控制措施

高层建筑结构设计中扭转效应的控制措施

高层建筑结构设计中扭转效应的控制措施摘要:高层建筑结构设计中,其抗侧刚度特别是抗扭刚度一直受到设计人员的重视。

本文介绍了改善高层建筑扭转效应的原则,提出了高层建筑结构设计中扭转效应的控制措施。

关键词:高层建筑结构设计扭转效应控制措施Abstract: the structural design of high-rise building, the lateral stiffness of wrest resistant have been especially stiffness of the designer’s attention. This paper introduces the improving high-rise building torsion effect of the principles and advances the high-rise building structural design of controlling torsion effect of the measures.Keywords: designing high-rise torsion effect control measures扭转效应一般是针对建筑结构主体而言的,结构主体中的单个构件,如边梁,雨棚梁等可以通过计算作用在构件上的扭矩来确定其配筋,但是对于结构主体,扭转效应是指结构空间计算时,由平面不规则引起的楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)大于该楼层两端弹性水平位移(或层间水平位移)平均值,现行建筑抗争设计规范规定,大于1.2倍,即判定楼层平面不规则,在地震作用下,结构主体扭转明显,应通过结构布置来控制楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)与该楼层两端弹性水平位移(或层间水平位移)平均值的比值,比值不宜大于1.5,同时,在构件配筋计算是考虑抵抗扭矩而增加的配筋。

高层建筑结构设计中,其抗侧刚度特别是抗扭刚度一直受到设计人员的重视。

高层建筑结构的扭转反应控制探讨

高层建筑结构的扭转反应控制探讨

高层建筑结构的扭转反应控制探讨在城市建设用地日趋紧张的背景下,高层建筑的数量不断增多,而为了能够满足高层建筑各种各样的功能需求,高层建筑往往呈现出结构的不规则性。

根据现行的相关规范和标准的要求,高层建筑的扭转不规则性需要控制在合理的范围内,否则将会影响到建筑结构的防震性能,给人们的生命财产安全带来威胁。

本文对高层建筑结构的扭转反应控制进行探讨。

标签:高层建筑结构;扭转反应;控制1、建筑结构扭转原因分析高层建筑结构之所以会发生扭转反应,其原因包括内因与外因两部分:内因主要指的是高层建筑自身存在结构设计问题,建筑物的设计中需要充分加强结构的合理控制,如刚度中心、质量中心的合理设计,需要保证二者重合要求,避免建筑体的扭转效应导致的负面影响。

一般建筑体需要保证钢心、质心在规定的轴线范围内,避免地面扭转导致的危害,保证剪刀墙不合理设计引起结构不稳。

针对建筑体的抗震设计中,需要保证布置均衡、避免偏心的危害。

外因主要指的是外力干扰,抗震性是对建筑质量进行衡量的一个主要指标,如果建筑的抗震性较低,一旦发生地震,整栋建筑的震动会非常大,建筑在震动过程中所产生的动能也无法快速传递到地面中。

另外,发生地震时不仅对导致建筑物震动,还会造成整个楼体的扭转,如果建筑没有较强的抗侧刚度,就很容易会发生楼体断裂或坍塌。

因此,地震是造成建筑产生扭转反应的主要外因。

2、高层建筑结构的扭转反应控制2.1加强或削弱结构抗侧刚度在偏心率得到控制的情况下,对结构抗扭刚度和抗侧刚度的比例关系进行调节,加强楼层的抗扭刚度,从而使结构抗扭的综合能力得到增强,满足周期比要求。

所谓的加强抗侧刚度是相对于位移角的规范限制而言的,如果高层建筑整体抗侧刚度还达不到要求,但位移角刚已经达到要求,这时候就需要加强抗侧刚度;如果整体结构的抗侧刚度已经达到要求,但位移角刚还是小于常规的限值,就要适度削弱结构抗侧刚度,以达到平衡状态。

2.2小高层框架结构的设计分析结构设计中,经常遇到长体结构形式,需要进行伸缩缝的特殊处理,在施工条件满足要求的状况下,需要对端部进行开间抗侧刚度加强处理。

高层建筑转换结构研究分析

高层建筑转换结构研究分析

高层建筑转换结构研究分析摘要:转换结构简而言之,因建筑物上、下部平面布置的不同,或是因楼层上、下部结构形式的不同而设置的特殊结构,是多功能综合性高层建筑结构体系的关键;在满足结构安全功能要求的同时,为建筑结构提供大的室内空间、大入口、大空间。

通过转换结构的形式、内力特点和工程实例具体研究高层建筑转换结构。

关键字:转换层;高层建筑;结构形式;内力调整Study onanalysis of tall buildingstructureCao dian bin(Shandong Jianzhu University jinan 250100)Abstract:Transfer structure for buildings, in short,is a special structure because of the different of the lower plane arrangement or the different of the floor substructure forms, is a key of the multifunctional comprehensive high-rise building structure system , meet both the structure security functional requirements , and the building structure with large indoor space, large entrance, large space. Through changing thestructureform,internal forcecharacteristics and engineeringexampleofhigh-rise building transferstructure.Keywords: Conversion layer; high-rise building; structure form; Internal force adjustment1 转换结构的定义和类型1.1 转换结构的定义建筑物某层的上部与下部因平面使用功能不同,该楼层上部与下部采用不同结构类型,并通过该楼层进行结构转换,则该楼层称为结构转换层,有利于合理解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化。

建筑中的错位——一种建筑形态设计手法分析

建筑中的错位——一种建筑形态设计手法分析

建筑中的错位~—一种建筑形态设汁手法分析y639174摘要摘要当前国内对错位这种形态设计手法的认识和研究比较缺乏,本文从错位的概念入手’j哿“什么是错位?”“错位在建筑中怎样应用?”的问题展开,从建筑形态设计的角度加以分析研究,由错位的普遍性,提出错位存在的原因及发展趋势。

通过实例研究,概括归类建筑形态的构成元素:点、线、面、体的错位形式,又使之外延成为能够在建筑设计中实际应用的手法,并对其存在与发展的价值与意义进行了较为深入的探讨,从而为创新建筑形象提供一种易操作的建筑形态设计手法。

关键词:错位对位建筑中的错位建筑构图形态建筑中的错位一种建筑形态设计手法分析英文摘要ABSTRACTTheresearchonthedisplacementthatisakindofformdesignskillisstillinsufficientnow.Thispaperattemptstoproceedwithconceptofthedisplacement,thenexpandingproblemabout‘、vhatiSthedisplacement?’’“howtoapplyitinarchitecturaldesign?”.Beinganalyzedandstudiedonarchitecturalformdesign,thedisplacementisputforwardtothereasonofitsexistenceanddevelopmentfromitscatholicity.Withtheexamplesaboutthedisplacementformresearch,thispapergeneralizesthedisplaceformelementsinarchitecturalthatarepoint、line、planeandsolidvolume,thenexpandsittobeactualskillinthearchitecturaldesign.Thedisplacementformexsitstoproceedwithmeaningwiththevalueofthedevelopmentthethoroughstudy,frombutforimagethatsettingupandconstructingthebuildingappearancedesignskillprovidesakindofeasyoperationKeywords:displacement,symmetry,displacementinarchitecturecompositionofarchitectureform建筑中的错位一一种建筑形态设计手法分析第一章绪言第一章绪言1.1概述建筑造型的艺术效果即审美理想的表达是建筑师向往与追求的目标。

对建筑结构扭转不规则程度判别的研讨

对建筑结构扭转不规则程度判别的研讨

对建筑结构扭转不规则程度判别的研讨随着建筑业的发展,建筑结构的扭转不规则性已经成为研究者们研究的热点。

建筑结构的扭转不规则程度能够指导建筑设计师和工程师更好地利用建筑结构进行优化,以满足建筑结构的功能性和安全性要求。

因此,判断建筑结构扭转不规则程度的研究显得尤为重要。

研究发现,建筑结构的扭转不规则受到建筑结构的复杂程度、荷载转移特性和结构参数(如杆件截面形状、材料强度、构件尺寸等)的影响。

建筑结构的复杂程度决定了扭转不规则的程度;荷载转移特性的影响主要取决于结构的高度、宽度以及荷载形式;结构参数的变化会导致建筑结构的稳定性发生变化,从而影响扭转不规则程度。

为了更好地判断建筑结构的扭转不规则程度,研究者们将建筑结构统一分为直接载荷结构、等效结构和传感结构等三种类型。

直接载荷结构的扭转不规则程度可以通过观察结构的构型来判断,而等效结构和传感结构的扭转不规则程度可以通过数值模拟来判断,如拉普拉斯变换(FT)、非线性程序(NLP)和正交表法(OTF)等数值计算方法。

数值模拟可以更好地发现建筑结构的扭转不规则程度,从而实现建筑结构的优化设计。

例如,研究者们可以使用数值模拟的方法来分析结构的双向扭转不规则性,研究结构的对称性及其影响结构功能性和稳定性的强弱。

此外,数值模拟还可以用于识别建筑结构的复杂特性,分析不同结构元素之间的相互作用,从而指导优化设计。

然而,数值模拟会耗费大量的计算资源,而且容易受到硬件和软件环境的影响。

此外,不同的研究者对于对建筑结构扭转不规则程度的定义存在一定的差异,这也导致了数值模拟结果的不确定性和不精确性。

为了提高数值模拟的准确性,研究者们采取了一些措施。

首先,应建立有关建筑结构扭转不规则程度的标准,统一定义。

其次,研究者们应采用最先进的数值模拟技术,如梯度下降法、贝叶斯优化法等,加强算法优化,使模拟结果更加准确。

此外,还需要加强计算资源,可以采用多核计算提高模拟效率。

总之,建筑结构的扭转不规则程度是一个复杂的问题,目前存在一些困难和局限性。

高层建筑结构设计中结构扭转效应的控制

高层建筑结构设计中结构扭转效应的控制

高层建筑结构设计中结构扭转效应的控制
安秉忠
【期刊名称】《工程建设与设计》
【年(卷),期】2004(000)002
【摘要】结合个人设计实践,对高层建筑结构设计中结构位移的控制和抗结构扭转的方法进行了介绍.
【总页数】2页(P9-10)
【作者】安秉忠
【作者单位】铁道第一勘察设计院,甘肃,兰州,730000
【正文语种】中文
【中图分类】TU973
【相关文献】
1.高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法 [J], 汪建康
2.高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法 [J], 汪建康
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浅谈高层结构平面不规则抗扭设计

浅谈高层结构平面不规则抗扭设计

浅谈高层结构平面不规则抗扭设计摘要:本文分析了建筑结构扭转破坏的机理及引起扭转效应的主要因索。

提出平面扭转不规则高层结构的抗扭设计相关的技术措施。

并通过工程实例介绍了高层结构抗扭设计的应用。

关键词:高层结构;扭转不规则;扭转破坏机理;扭转效应;抗扭设计Abstract: this paper analyses the architecture structure reverse damage mechanism of cause and the main causes torsion effect. Put forward the high-level structure irregular plane reverse wrest resistant design related technical measures. And through the engineering case, this paper presents the design of high-rise structure and application.Keywords: high-rise structure; Reverse irregular; Reverse the damage mechanism; Torsion effect; Wrest resistant design引言大量震害表明,地震作用下平面凹凸不规则、楼板不连续结构,受力复杂、传力不明确,容易诱发和造成结构局部薄弱部位率先发生破坏,严重者可引起整个结构倒塌破坏。

国内一些振动台模型试验结果也表明,扭转效应会导致结构的严重破坏。

震害表明,地震作用下结构扭转破坏,主要表现在变形受力较大而又薄弱的边缘部位竖向构件率先受到冲击损坏,地震作用效应随之不断积累,造成边缘部位竖向构件较快进入破坏状态,严重者造成结构局部倒塌,甚至引起整个结构破坏倒塌,这种扭转破坏机制较难实现整体结构延性耗能,对建筑结构抗震十分不利,设计必须加以控制。

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第9卷 第4期2010年 8月广州大学学报(自然科学版)Journa l of G uang zhou U n i ve rsity(N atura l Sc i ence Editi on)V o.l 9 N o .4Aug . 2010R ecei ved date :2009-09-27; R ev i sed date :2009-11-03Foundati on ite m s :Supported by M aj or Research Project ofNNSF of Ch i na(90815027);Open Foundation Project of Laborat ory of Eart hquakeM iti gation Contro l and S truct u ral Safet y of GU(210407)Bi ography :SHEN Chao yong(1972-),m al e ,as soci ate professor .E m ai:l s hency @gzhu .edu .cn.文章编号:1671 4229(2010)04 0078 08错位转换高层建筑结构扭转特性分析研究沈朝勇1,黄襄云1,马玉宏1,金建敏1,赵歆冬2(1.广州大学a .工程抗震研究中心;b .广东省地震工程与应用技术重点实验室,广东广州 510405;2.西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安 710055)摘 要:根据中国规范设计了1栋总数为40层的错位转换高层建筑结构,为对比分析需要另设计了两带单层转换层的高层建筑结构.采用E tabs 和Sat w e 对比分析了3结构各层质量、转动惯量、回转半径、偏心率及有害偏心率、扭转刚度沿楼层高度分布特点;对比分析了3模型各阶扭转周期与平动周期比及平扭振型耦联情况.分析表明,错位转换高层建筑结构会在两转换层之间形成较大的偏心率及存在明显的平扭振型耦联.关键词:错位转换;水平地震;偏心率;振型耦联中图分类号:TU 352 文献标志码:AAnalysis on torsion characteristic ofhigh rise buildi ng w ith stagger transfer structureSH E N C hao yo ng 1,HUANG Xi a ng yun 1,M A Yu ho ng 1,JIN Jian m in 1,ZHAO Xin do ng2(1.a .E art hquak e Eng i neeri ng R esearch &Tes tC en t er ;b.Guangdong K ey L aborat ory of Earthquake Engi neeri ng &Advanced T echnology ,Guangz hou Un i versity ,Guangz h ou 510405,Ch i na ;2.C ollege of C ivilE ngi neeri ng ,X i an Un i versity ofA rch itect u re and Technol ogy ,X i an 710055,Ch i na)Abst ract :In this paper ,a 40 story h i g h rise building w ith stagger transfer structure has been designed acco r d i n g to Ch i n a code ,t w o other high rise buil d i n gsw it h one transfer story have also been desi g ned i n co m parison .E tabs and Sat w e progra m s have been used ,m ass ,m o m ent of inertia ,rad i u s o f gy ration ,eccen tric ity ,har m ful eccentricity and stiffness of torsion of each story of afore m entioned bu il d i n gs are analyzed .The ratio bet w een tor si o n period and translation peri o d of three bu ild i n gs are co m pared ,translation torsion couple is also analyzed .The research resu lts sho w t h at there is great eccentric i n the t w o transfer stories o f the high rise bu ild i n g w ith stagger transfer structure ,and there is also apparent translation torsion coup le .K ey w ords :stagger transfer ;horizonta l earthquake ;eccentricity ;m ode couple CLC nu m ber :TU 352 Docu m ent code :A Because of the society s gro w i n g needs for the high rise buil d i n g ,m oder n high rise bu il d i n gs are no longer m onotonousl y m atchbox li k e str ucture .There are lots of irregular bu il d i n gs to appear ,transfer structure is one o f the m a i n irregular structures .Stag ger transfer is spec ific transfer structure ,w hich has t w o transfer structures i n t w o different stories .Be cause of tha,t there is apparent torsional characteristic i n i.t A lthough there is a l o t o f litera t u re about research on torsi o n response o f h i g h rise building w ithsing le transfer str ucture [1-3],there i s little research about stagger transfer str ucture .In th i s paper ,so m e preli m inary study on static and dyna m ic torsi o n char acteristic of high rise bu il d i n g w it h stagger transfer struct u re w ill be carried ou.t第4期沈朝勇等:错位转换高层建筑结构扭转特性分析研究1 Introducti on of structureIn this paper ,the ca lculation m ode l re fers to the Re.f [4],i n o r der to for m stagger transfer structure ,t u be structure i n the m ode l is p laced in the center o ft h e w ho le struct u re .I n or der to contrast the d iffer ence bet w een the si n g le transfer to rsi o n response and stagger transfer torsion response when t h e horizontal earthquake is inpu,t three ca lculation m odels are used .There is a si n g le story transfer w h i c h is posi ti o ned on the 5th Story i n M ode l 1,there is a sing le sto r y transferw hich is on the Tenth Story inM ode l2,i n M ode l 3,there is a stagger transfer in t w o transfer sto ri e s wh ich are on the F ift h and Ten t h Story respec ti v e l y .There are t w o standard stor i e s above the trans fer story (w hich m eans the upper transfer story for M odel 3):standar d S tory 1and standard Story 2.Standard S tory 2is above standard Story 1.Thenum ber of to ta l stories o f three m odels is 40sto ries .The he i g ht of transfer story is 4.5m (to M odel3,the he ight of t h e upper and lo w er transfer story is the sa m e),Fig .1is a p lan dra w i n g of the upper sto r y of the high rise bu il d i n g w ith stagger transfer struc ture .Sa t w e prog ra m i n the PKP M series and E tabs progra m of the CSI Co m pany o fAm erica are adopted as the ca lculation prog ra m in th is paper .A ccor d i n g to Re.f [5],the assum ption of ri g idity fl o or i s used in the ca lculati o n of torsi o n response of structure .The eart h quake i n tensity is supposed to be 7,the site c lassification is II ,the m ax i m um acce leration of earthquake w ave is 35ga,l the m ax i m um i n fl u ence coe fficient of the m inor eart h quake is 0.08,the for m er 30m odes are adopted in t h e dyna m ic analysis of struct u re.F i g .1 P lan draw ing o f the upper transfer story of the h i gh rise bu ildi ng w ith stagg er transfer structure2 Structural static characteristic analysisThe m ass ,m o m ent of i n ertia and radi u s o f gyra ti o n of three m odels tha t concentrates on ever y story are g i v en i n Fig .2.The ca lculation o f gyration radius re fers to Re.f [6].Fro m F i g .2,for M odel 1and 2,m ass of every story beneath transfer story is bigger t h an that story above i,t bu t the m ass of the 2ndStandard Story is s m aller than that of t h e 1st one ,a lthough they are also above the transfer story .I n M od e l 1and M ode l 2,the story w ith the m ax i m u m m ass is the transfer story ,i n M ode l 3,t h e ratio be t w eenthe m ass of the lo w er transfer story and that of the up per transfer story is 1.5,the m ax i m um va l u e o fm ass of stories a lso occurs i n the transfer sto ri e s .The rea son that m ass o f the lo w er transfer story is greater than that o f the upper transfer story is that t h e slab of the lo w er transfer is t h icker than that o f the upper79广州大学学报(自然科学版)第9卷transfer sto r y ,and dead load and live load are larger .The t h ickness o f shear w all i n t h e 1st Standard Story is greater t h an that i n the 2nd one ,the o t h er aspects are the sa m e ,so the m ass of each story i n the 1st S tandar d Sto r y is m ore t h an that in t h e 2nd one .Be si d es the m o m ent o f i n ertia o f 5~10stories is a little s m a ll e r than that o f 1~5sto ri e s in M odel 3,the rest is si m ilar to m ass d i s tribution .Because the m o m ent of i n ertia o f6~10sto ri e s is s m a ller than those of 1~5stories ,but t h e m ass o f t w o are al m ost the sa m e ,acco rding to the ca lcu lation o f rad i u s of gy ration ,the val u e is extract a r oo t o f the ra ti o bet w een m o m ent o f i n erti a and m ass ,the resu lt m akes t h e rad ius of gyrati o n 6~10sto ries m uch less than those of 1~5t h stories .To the three m odels ,the m ax i m um va l u e o f the rad i u s o f i n ertia ,rad i u s o f gyration a ll appear on the transfer story i n M odel 1and 2,it is the 5th story i n M odel 1,the 10th Sto r y i n M ode l 2,in M odel 3,it is on the l o w er transfer sto r y ,na m ely the Fifth Story.F ig .2 M ass ,mom ent o f i nerti a ,rad i us o f gyrati on ofM ode l 1,2,3Center ofm ass ca lculated by every verti c al co m ponent supporti n g grav ity l o ad is called the center o f accum ulati v e m ass ,eccentr i c d istance of t h is story ist h e distance bet w een the center of accum ulati v e m ass and center o f stiff n ess .The eccen tric ity is ca lculated re ferri n g to the Re.f [7],w h i c h is equa l to the leng t h of buildi n g divided by the eccentric distance .The har m ful eccen tric ity of one story is equal to the eccentricity of th is story subtracti n g that of the story be l o w i.t Fig .3sho w s t h e distri b ution of eccentr i c ity and har m f u l eccentricity o fM odel 1,2and 3a long t h e height of the bu ilding .I n t h e left part of Fig .3,it see m s that eccentricity of every story in M odel 1and 2is zero because of t h e structure sy mm etry ,but to M odel 3because of stagger transfer stories exsisting ,eccentricity of stor y beco m e larger w it h t h e story ris i n g fro m t h e 1st Sto r y ,the m ax i m um eccentricity is 8.1%w hich occurs i n the 8th and t h e 9th Sto ri e s .Because stories above t h e upper stagger story beco m e regu l a r ,eccentricity o f each story above the 10th S tory beco m es less w ith the height increasing .I n theri g ht part o f F i g .3,it g i v es the d istri b uti o n of thehar m fu l eccentr i c ity of M ode l 3a l o ng t h e height of the bu il d i n g ,it is concluded tha t t h ere are apparentlytur n i n g po i n ts i n the 6th Story and the 11th Sto r y ,bo t h ofwh ich are above the transfer story .That of the 6th Story is the positi v e m ax i m um va l u e ,and the 11th Story the negati v e m ax i m um value .F i g .3 Eccentr icity o f each story ofM ode l 1,2,3F i g .4show s the rati o o f torsion stiffness o f adja cent stor y and rati o bet w een torsi o n stiff n ess o f each story and that of the lst Sto r y ofM odel 1,2,3along80第4期沈朝勇等:错位转换高层建筑结构扭转特性分析研究t h e height of building .Because th ickness o f w all o f t h e 2nd Standard Story above the upper transfer story is t h i n ner than t h at o f the 1st Standard Story ,itm akes torsion stiffness o f the 2nd S tandar d Story s m a ll e r than that of the 1st one .The rati o bet w een stiffness of the adjacen t stories near the transfer story i n M ode l 1and 2or near the upper transfer in M odel 3w ill be larger ,i n wh ich sudden change of to rsi o n stiffness w ill appear ,but near the l o w er transfer story i n M odel 3,si m ilar pheno m enon can t be found .The rati o bet w een to rsi o n stiffness of each story and that o f t h e lst Story of M ode l 1,2,3a l o ng the height o f buildi n g is shown i n F i g .4.It can be ga i n ed that tor si o n stiffness o f transfer sto ri e s and those belo w the m are less ,t h ose o f the 1st Standar d Stor i e s are the m ax i m um,those of the 2nd S tandar d Sto ri e s are i n t h e m iddle .If the earth torsion m ove m ent appears ,da m age m ay be co m ing forth i n the transfer stories and stories be lo w them.F ig .4 The ratio of t o rs i on stiff ness o f adjacent story and ratiobet w een t o rs i on stiff ness o f each story and that of the first sto ry o fM ode l 1,2,33 Structural dyna m ic torsi on characteristi c anal ysis3.1 Period and ratio bet w een t orsional periodand transl a tiona l periodThe m et h od o f e i g envalue is adopted for ca lcu lati n g periods of structure in E tabs progra m and Sat w e progra m.Because the to tal rati o s o f the for m er 10m ode m ass partici p ations are exceeded 90%stated i nRe.f [8],i n t h is analysis ,t h e for m er 10periods of modes are adopted .Tab l e 1,2,3list the for m er 10periods and the v i b rati o n rate of each m ode i n each d irection ofM odel 1,2,3.Fro m the tables ,the values of periods ca l cu lated fro m E tabs are a little s m al.l The for m er 3periods o fM odel 1,2,3are co mpared ,that ofM od e l 2is the m ax i m um,the nex t is M ode l 3,that of M odel 1is the s m alles.t To M odel 1and 2,because the stiff n esses o f the stories belo w transfer story are less than those above the transfer story ,t h e m ass vice versa ,w ith the transfer story ho isti n g ,period of the struct u re w ill beco m e larger .Stiffness and m ass of M odel 3is bet w een that ofM odel 1and that o fM odel 2,then period i s a mong the m.Fro m the tab l e ,the v i b rati o n participati o n rate of each m ode i n each d i recti o n ofM odel 1and M odel 2is observed .If the N i n t h V i b rati o n M ode is not consi d ered ,no m atter what are the results of E tabs or Sat w e ,three v icinity periods are arranged as a group,that is d irection of X,Y and round Z torsi o n respectively ,accum ulative v i b rati o n partic i p ation rate of each group is 100%,each m ode in one group is not coup le .In Tab le 3,no m atter what are the resu lts of E tabs o r Sat w e ,the 1s,t 4th ,7th and 9th M odes belong to t h e X direc tion ,the rate of participati o n of each m ode is a ll 100%,and they are not couple w ith m odes of other directi o n ,th is pheno m enon is t h e sa m e as M ode 1and 2.A ccord i n g to Re.f [9],when the factor o f tor sion in one m ode is m ore t h an 50%,t h is m ode canbe thought as the torsi o na lm ode .The 2nd ,5th and 8th M odes are the Y direction translati o n m odes ,the 3rd ,6th and 10th M odes are j u dged as the to rsi o nal ones inM odel 3accordi n g to th i s v i e w po i n .t The se quence ofm odes i n M odel 3is t h e sa m e as M odel 1and 2.But i n Y directi o n and torsi o na l m odes in M odel 3,the partic i p ati o n rati o s are not 100%(ex cept t h e 8th M ode in the resu lt of Sat w e),i n Y d i recti o n allm odes and to rsi o na lm odes are couple i n teracti v e l y .The degrees of m odes coup le are not the sa m e as the resu lts o fE tabs and Sat w e except the 2nd and 10th M ode).This pheno m enon is not the sa m e asM ode 1and 2,the m a i n reason is that the stagger81广州大学学报(自然科学版)第9卷 transfer stories lie in M odel3and it causes large eccentricity in t h e X d irecti o n.T ab l e1 Th e for m er10p eriods and th e vi bration rate of each mode i n each d irection of M ode l1No.of M odeP eri od/s Eta bs Sat weEt abs Sa t w e Ra ti o errorP roporti on o fX tra nslati onP r oporti on ofY t ransl a ti onProportio n o ftorsi onP ropo rti on o fX transl atio nP roporti on o fY tra nsl a ti onP ro porti on oft ors i o n11.9122.0860.09110010021.7241.8260.05901001031.3831.4590.05500100140.6490.6990.07610010050.5070.5570.09901001060.4400.4670.06300100170.3500.3780.07910010080.2480.2780.12401001090.2360.2510.066100100100.2300.2500.088001001Note:Rati o error is cal cu l ated fro m(peri od fro m E tabs s ubs tract p eri od fro m Sat w e)/peri od fro m E t ab s i n Table1,t h e sa m e as i n Tab le2,3 T ab l e2 Th e for m er10p eriods and th e vi bration rate of each mode i n each d irection of M ode l2No.of M odeP eri od/s Eta bs Sat weEt abs Sa t w e Ra ti o errorP roporti on o fX tra nslati onP r oporti on ofY t ransl a ti onProportio n o ftorsi onP ropo rti on o fX transl atio nP roporti on o fY tra nsl a ti onP ro porti on oft ors i o n12.3302.6250.127100100 21.9612.0930.067010010 31.6681.7200.031001001 40.7220.7850.088100100 50.6080.6730.108010010 60.5410.5740.060001001 70.3760.4060.081100100 80.2620.2950.127010010 90.2580.2770.074100100 100.2430.2660.097001001T ab l e3 Th e for m er10p eriods and th e vi bration rate of each mode i n each d irection of M ode l3No.of M odeP eri od/s Eta bs Sat weEt abs Sa t w e Ra ti o errorP roporti on o fX tra nslati onP r oporti on ofY t ransl a ti onProportio n o ftorsi onProporti on of Xtra nslati onP roporti on o fY tra nsl a ti onP ro porti on oft ors i o n12.1932.4580.12110.000.0010.000.0021.9332.0650.06900.980.0200.980.0231.5691.6610.05900.010.9900.020.9840.7020.7640.08910.000.0010.000.0050.5880.6470.10100.950.0500.920.0860.4930.5290.07200.180.8200.080.9270.3750.4050.08010.000.0010.000.0080.2630.2950.12300.970.0301.000.0090.2550.2740.07610.000.0010.000.00100.2430.2650.09100.010.9900.010.99 82第4期沈朝勇等:错位转换高层建筑结构扭转特性分析研究T ab le 4 T he rati o between th e torsi on period and transl at i on p eriod of M ode l 1,2,3N o .o f M odel T t1/T x1T t1/T y1T t 2/T x2T t 2/T y2T t 3/T x3T t 3/T y3E tabs Sa t w e E tabs Sa t w e E tabs Sa t w e E tabs Sa t w e E tabs Sa t w e E tabs Sat w e 10.720.70.80.80.680.670.870.840.660.660.930.920.720.660.850.820.750.730.890.850.650.660.930.9230.720.680.810.80.70.690.840.820.650.650.920.89The ratio be t w een torsion period and translati o na l period is an i m portant characteristic reflecting t h e torsion response o f a h i g h rise bu il d i n g [4].Tab l e 4g i v es the rati o s of M odel 1,2,3.I n Tab le 4,Tt1,Tt2,T t3m ean t h e 1s,t 2nd,3rd torsion per i od o f struc t u re ,Tx1,Tx2,Tx3m ean the 1s,t 2nd ,3rd translati o na l period o f structure i n the X d irec ti o n ,Ty1,Ty2,Ty3m ean the 1s,t 2nd ,3rd trans lational per i o d of structure in the Y d irection respec ti v e l y .In order to sho w the change of ratio w ith the order o fm odes increasi n g conven iently ,t h is trend is sho w n i n Fig .5and 6.Except a fe w specia l cases ,value o f the rati o w ill be larger w ith t h e order o f m odes i n creasing w hen the translati o na l d irection isY ,v ice versa in the X directi o n ,the rati o bet w een the 3r d to rsi o n per i o d and the 3rd translati o na l peri od i n the Y d irection reaches so m uch as 92%.To h i g h bu il d i n g w ith m any sto ries ,the effect of h i g h m ode can t be ignored on the response o f h i g h rise bu il d i n g ,the ra ti o bet w een high m ode torsion peri o d and h igh m ode translati o na l per i o d shou l d be re str i c ted in order to reduce the response ra ised by the h i g h torsion m odes .A t the sa m e ti m e ,the va l u e of T t1/Tx1i s 0.72,Tt1/Ty1is 0.81i n the stagger transfer structure(M odel 3),but the torsion m ode is coup le w it h the translationalm ode i n t h e Y d irecti o n ,the va l u e o fTt1/Ty1should be restr i c ted i n th ism od e.lF i g.5 The rati o bet w een the to rsion period and t he translati on per i od ofM ode l 1,2,3(Etabs)F i g .6 T he rati o bet w een the torsion period and t he transl a ti on per i od o f t he M ode l 1,2,3(Sa t w e)83广州大学学报(自然科学版)第9卷3.2 Torsion m odeIn Tab le 1,2,3,the peri o ds contrasts ca lculated by E tabs and Sat w e prog ra m s are pu,t the error be t w een the m is very s m al,l t h e co m parison results be t w een the modes ca lculated by E tabs and Sat w e are also listed in th i s section .B ecause the torsi o n ang le of structure can t be given directly by Sat w e progra m ,t h e first t h ree m odes(M ode l 1,2,3)are sy mm etry i n t h e X directi o n ,w hen structure t w i s ti n g ,thetranslational d isp l a ce m ent caused by that is i n the Y direction ,so on l y the translational d isplace m ent o f structure in the Y direction is g iven .For t h e li m ita ti o n of leng t h o f paper ,only the torsion m odes o f M odel 3calcu lated by the t w o prog ra m s are g i v en .There is s m all error bet w een resu lts calcu lated by the t w o progra m s .Fro m F i g .7,the Y direction disp lace m ent is caused by the 1s,t 2nd ,3rd Torsi o n M odes ,t h ere are sudden c hanges of the stories above the l o w er transfer sto r y and the upper transfer story ,the 6t h ~10th S to ries m ove as a w ho le w h ich is divorcedF ig .7 The trans l ationa l d i sp l ace m ent i n the Y directi on caused by the for m er 3to rs i on m odes o f M odel 3(E tabs &Sat we)fro m the integer str ucture ,but th is pheno m enon can t be found in M odel 1and 2.4 Conclusi ons and adviceSo m e static and dyna m ic to rsi o n characteristics of t w o si n g le transfer bu ildings and a stagger transferbu ilding are ana l y zed ,so m e conclusions and advice can be dra w n as fo ll o w s :(1)Sudden change o f torque stiffness w ill occur in t h e story near the upper transfer i n stager transfer struct u re or near t h e transfer story i n sing le transfer struct u re .The m ax i m um eccentric ratio of the accu m u lati o n m ass occurs in the story bet w een t h e upper and lo w er transfer story o f stagger transfer structure .(2)There ex ists coup l e bet w een translati o nal mode and torsion m ode because o f the stagger transfer stories .(3)W hatever si n g le transfer o r stagger transfer ,the ratio bet w een torsion period and translation peri o d of each group (X,Y and torsion round Z v ibrati o n modes belong to one group),i n m ost cases ,w ill d i m i n i s h i n the X direction w ith the nu m ber of m odes increasing ,yet i n creasing i n Y direction .(4)As to stagger transfer str ucture ,the first period that couples w ith the torsi o n period is adv ised to adop,t i n the m eanti m e ,t h e ratio bet w een the pe ri o ds of high torsion m ode and high translati o nal mode is a lso adv ised to be restricted .(5)Sudden change of displace m ent in t h e un sy mm etrical d irection of str ucture ,w hich is caused by t h e 1s,t 2nd ,3r d Torsi o nM odes ,w ill occur i n the stories above the lo w er transfer story and the upper transfer story .R eferences :[1] KO D W,LEE H S .Shaking table tests on a h i gh rise RC bu ildi ng m ode l hav i ng torsi ona l eccentr i c ity in so ft lowe r st o ries[J].E art hquake Eng i neeri ng &S tructura l D yna m ic ,2006,35:1425 1451.[2] C HANDLER A M,HU TC H I NSON G L.T o rsiona l coupli ng e ffects i n t he earthquake response of asy mme tric bu ildi ngs[J].Eng i neer i ng Structures ,1986,8(4):222 236.[3]J EONG S H,ELNA S HA I A S .F rag ility re l a ti onsh i ps f o r torsi onall y i m ba lanced bu il d i ngs usi ng three di m ensi onal damage characteriza ti on[J].Eng i neeri ng Struc t ures ,2007,29(9):2172 2182.84第4期沈朝勇等:错位转换高层建筑结构扭转特性分析研究85 [4] XU Pe i fu,W ANG Jun que,HAO R ui kun,et a.l E ffect o f t he l eve l o f transfer st o ry on aseis m ic behav i o r o f shear wa ll structure w ith som e supporti ng fra m es[J].Bu il d i ng S tructure,2000,30(1):37 43.(in Ch i nese)[5] J G J3 2002J186 2002T echn i ca l spec ifica tion for concrete struc t ures o f ta ll bu ildi ngs[S].[6] XU Pe i fu,HUANG Ji feng,W E I Cheng j.i R esponse o f torsiona l v i bration o f ta ll bu il d i ng structures i nduced by se is m ic acti on[J].Bu ildi ng Science,2000,16(1):1 6.(i n Ch i nese)[7] JIANG Y i chen,TANG Jia x iang.The t o rsi ona l response analysis o f base i so lated buil ding[J].W or l d Infor m ati on aboutEarthquake Eng i neer i ng.1999,15(4):57 61.(i n Ch i nese)[8] G B50011 2001Code of Se i s m i c desi gn for bu ildi ng[S].(i n Ch i nese).[9] W E I Cheng j,i S H I T i e hua,XU E Y an tao.Dec isi on o f reasonab le mode number and j udg m ent o f torsion m ode[J].Earthquake R es i stan t Eng i neer i ng,2002(4):1 2.(i n Chi nese)参考文献:[4] 徐培福,王军却,郝锐坤,等.转换层设置高度对框支剪力墙结构抗震性能的影响[J].建筑结构,2000,30(1):37 43.[5] J G J3 2002J186 2002.高层建筑混凝土结构技术规程[S].[6] 徐培福,黄吉锋,韦承基.高层建筑结构在地震作用下的扭转振动反应[J].建筑科学,2000,16(1):1 6.[7] 江宜城,唐家祥.单轴偏心的单层隔震框架结构地震扭转反应分析[J].世界地震工程,1999,15(4):57 61.[8] G B50011 2001建筑抗震设计规范[S].[9] 韦承基,史铁花,薛彦涛.合理振型数的确定及扭转振型判定[J].工程抗震,2002(4):1 2.责任编辑:刘少华!我校抗震研究中心首创我国古文物保护隔震新技术2010年4月8日,我校抗震研究中心温留汉∀黑沙研究员主持的我国首例古文物隔震研究项目顺利通过西安碑林博物馆重要文物隔震项目的评审.目前,该隔震技术成果已成功应用于西安碑林博物馆首批10多件国家一级文物保护中.西安碑林博物馆重要文物隔震项目专家评审组由陕西省文化遗产保护规划设计研究院、西安建筑科技大学、汉阳陵博物馆、西安市文物局等单位专家组成,我校周福霖院士担任专家组组长.专家组听取了温留汉研究员的项目汇报,并现场查看了该隔震技术应用情况,一致认为此技术的采用,将使隔震后的文物地震反应降为未隔震的1/8~1/12,为有效保护我国历史文物做出成功示范,开辟了我国文物地震保护技术的新途径,为我国历史文物和人类文明遗产的有效保护做出了重大贡献.转摘自2010-04-16广大新闻网。

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