地基基础刚度变化对超高层建筑自振特性的影响
基础刚度对高层建筑抗震设计的影响分析
基础刚度对高层建筑抗震设计的影响分析因为会议时间有限,所以很多内容就精简了,我今天在这里是第一次拿出这篇论文,今天听完了以后会觉得有点震动,这是在国内会议上第一次拿出来讲,我的想法会有大量后续研究和工作跟上.我们中国包括世界各国现在广泛采用的所有的包括抗震计算,大家最近经常在提问题,人为引入了地球以外宇宙中的大神作为嵌固是否正确呢？很明显,如果考虑了有限基础刚度,而不是嵌固端假定的话,结构周期要加强,地震作用要减小.但是随着假定的改变,地震作用下结构的变形和内力的分布状态发生了变化,有可能造成整体过于保守,局部偏于危险的不利影响.我们展开开开.关于这方面美国和日本现在已经开始了一部分的工作,美国的ATC-40给出了有限基础刚度的结构抗震计算模型,但是它考虑了有限基础刚度影响的结构计算,但其仅讨论了基础刚度的确定方法,未就基础刚度对建筑结构抗震设计的影响作深入分析研究.基础嵌固端的假定是多年来我们经常做的,包括现在有地下室的,或者没有地下室我们的假定就是嵌固端,但是我们做试状就是一公分、两公分这样的.刚度是有限的,我们一个桩放在这桩顶要发生转动的,所以有限基础刚度应该是像我后面做的这个假定.这个是美国ATC40,我把它反过来.对我们说有地下室的高层建筑,和没有地下室的高层建筑,基础的刚度和基础计算的模型很显然是有所不同的.不管怎么样,我们都可以用一定的简化的方法,这是无地下室的模型,有地下室的可能用一个集中的弹簧模拟地下室周边的主体的嵌固端,我们经常谈到建筑物的嵌固问题,实际上嵌固就是通过这些刚度来实现的.接下来讲第一个问题就是桩基的计算方法.因为在我们目前的规程里面,关于地基础我们着重偏向于承载力,没有涉及到基础刚度问题.那么,因此在这边我会稍微花一点时间介绍一下刚度确定原则.我们国家已经给桩基刚度给出了一整套的计算方法,我们国家大的复杂的项目里面都是引入了桩基刚度,进行了底板计算分析的,我相信大家也用过的,这里面包括了水平刚度,转动刚度,以及耦合刚度,对桩的刚度就是这么几个参数,有的是通过试验,试装来定.天然地基同样也存在着竖向和水平的刚度,这就是我们天然地基的一些天然刚度.美国的ATC-30给出了基础的数,天然地基的刚度水平计算公式.第三个就是地下室外侧土体水平刚度.这里面实际上本质上都是涉及到一个土体,平面外的,水平方向的一个刚度.当然这个跟土地的减轻模量,地下水的情况都有关.很复杂,但是不管怎么样,这个刚度是客观存在的,而不能把它自己不动脚刚度无穷大进入我们的刚度.我在这里提到三种,我们碰到的桩基,天然地基简化的计算方法,有些并不是简化,是通过试验验证的.这部分工作是一个科研,随着我们的试验不断进行下去,这个是可以得到正确解的.当我们引入基础刚度的时候,结构的侧移动刚度将会减少,结构自振周期有所增大,高层建筑的总地震作用有所减小.另外一方面,边界条件的改变将导致结构在地震作用下绝对位移有所增大内力分布发生变化.我们先做了一个对框架结构,我们举了一个框架实例.五种典型工程,第一种框架结构是12层的框架结构.我们采用了这样人工挖孔桩,根据这些参数我们可以得到基础嵌固端的数据,那么由于基础刚度的确定是非常复杂的因素,我在这里引入我们按照规范定的中间值,上下各变化两倍,看看谁的基础刚度变化以后带来的结构影响.这也是一种哲学,这个有限元模型在这里,首先看模态,我们可以看到基础嵌固和基础有限刚度进去以后,把这些刚度引入以后,这个是显而易见的.每个模态的周期都会增大.周期增大,接下去会剪力地震.水平位移可以看到引入基础刚度以后,结构绝对水平位移,和层间水平位移都有所增大,增大的幅度有20%到30%都有.但是基础的平动刚度和基础的转动,这个包括了整体结构的平动.当我们把这两部分的位移扣除了以后,真正地震作用下产生的影响就小了.这就是对变形分析的结论.由于嵌固端假定换成有限刚度数以后,结构的内力变化发生了变化.原来柱里的最大弯度在柱根,现在走到了上端.这个增大了以后可以增加70%以上,下端可以减少40%左右.这个是前面的分析,不管是变形还是内力,基本上都是一样.可以看到基础嵌固端假定并不一定都是偏于安全的,由于基础的嵌固,就把底层柱的上端安全度变小了.同时,底层柱的面积算大了,也是不合理的.我们可以看到汶川震坏的框架是底层的柱底看不到.基础刚度对剪力墙的影响,这也是书里面的第二种类型,剪力墙结构,一个典型100米高的30多层的住宅,也是我们配的桩基的刚度,模型引入,大家可以看到这样的模型就和我们原来嵌固端的模型就不一样了.在这个模型基础上我们进行了模态分析,可以看到也是周期在增大.增大的量级并不是我们想象的一下会增加很大,因为毕竟还是有基础刚度的,并不是无刚度的基础.基础如果没有刚度,这个房子就不成立了.扣除了整体平动和转动,位移比嵌固端的位移有效,因此规范的位移限制还是可用的.当我们基础不是嵌固端的时候,首当其冲第一个问题,结构刚度退化了.退化以后,我们看看对剪切型的框架结构是怎么样的一个情况,底层柱的低值有所减小,这个跟基础刚度发展关系.可以得到一个修正项,我们现在讲的是基础平动加转动的位移我们要扣除.可以看到,整个弯曲型结构当中会有一个修正项,总而言之是会有一个减小的.内力分布会发生变化,第二个方面对整体结构的稳定会发生影响.随着刚度的退化,如果是按照现在规范的规定执行只需要有所增加,昨天晚上我跟徐院长还在讨论,如果是我们引入基础刚度,在嵌固端情况下侧移刚度的限制,是否要放松？否则的话我们刚度还要增大,到底怎么定,我觉得还要再做工作,但是不管怎么样,我们不用一个虚幻飘渺的嵌固端是我们在地球、宇宙存在的客观情况,我们要不断的追求真理.对弯曲性结构也同样引入了基础刚度以后,侧移结构有所退化.因此我们根据稳定计算的方法求解等等,可以最后得到了基础有限刚度以后,有些刚度的值得到以后,我们可以得到有些刚度和基础刚度的多少.第七个问题,我们什么样基础刚度是合适的.基础刚度作为客观存在,不可能无穷大,但是基础刚度低了以后就不行,所以这中间就有一个辩证的关系,基础刚度无穷大我们也做不到,造价也不可能,实际也不可能,但是也不能无限制的退,所以我们就提出基础刚度的范围.根据这样一个比值来看,现在我们目前假定的嵌固端的范围大概是需要略微有所提升.从1.4到1.5,2.7到2.9.是不是这个值比现在范围要加强一些,这个是有待大家研究的,但是客观现实的事实还是存在的.第八个问题,隔震结构怎么办？平动刚度对结构的稳定性是没有影响的.转动刚度影响很大,最近我的博士生在做框减结构.下面一动上面框减就乱了,所以大家可以看到我们做设计的时候很多事情要想清楚的.接下去就是要研究上我们对基础的刚度还是要有控制和保障,根据整体结构的转动刚度我们可以反过来看到,隔震结构基础要有一定的竖向刚度,或者有一个合适的整体的转动刚度,我们根据前面非常好的整体转动刚度和要求.基础刚度的引入改变了内力分布局部影响.第二引入基础刚度,将导致整体结构刚度退化,上部结构刚度需有所增强.基础刚度应处于合适区间,以保证结构整体稳定和抗震要求.隔震结构,基础平动刚度退化,地震作用及其效应减小结构整体稳定不受基础平动刚度影响,但基础转动刚度需注意予以保证.谢谢.。
框架刚度变化对超高层建筑巨型框架结构自振周期的影响
第 ９卷 第 ４期
谢 向东 等 ： 架 刚 度 变化 对 超 高 层 建 筑 巨 型 框 架结 构 自 振 周 期 的 影 响 框
在上 述假 定 条件 下 ， 节线 的纵 向位移 髓， 取 ， （ ）为 本 未知 函数 ， 线 之 间用 插值 函数 （） 于是 ， 节 。 薄 壁筒 的 自由振 动 运动 场 可表示 为 ：
的 ；② 楼层 横 截 面的 环 向正应 力 与纵 向正 应 力相 比可 以忽略 不计 ，即薄 壁筒 筒壁 在 以纵 向正 应力 、纵 向
及 横 向剪应 力 的平 面 应力 状态 下 工作 。
［ 收稿 日期］２ １ ０ ２—０ ２—１ ０ ［ 者 简 介 ］ 谢 向东 （ ９ ５一 ，男 ，１ ９ 作 １７ ） ９ ８年 大 学 毕 业 ，博 士 ，讲 师 ，现 主 要从 事 高 层 建 筑 结 构 分 析 方 面 的 教 学 与 研 究 工 作 。
示 为 以节 线 未知 函数 为未 知量 的 函数集 合 ，再 通过 哈 密顿 原理 导 出该 结构 自由振 动 的数学 模 型 。
２ 控 制 方 程 的 推 导
为 了便 于 描述 结 构 的位移 ，作 如 下假 定 ：① 对 于刚性 楼 板 ，可认 为楼 层 在其 自身 平 面 内是无 限 刚性
１ 模 型 的 建 立
研 究 中采用 刚性 地 基 。对 于建 筑物 基 础 ，可 以把 刚性 地基 看成 是 建筑 物上 部结 构 的一 部分 。对于 上 部 结 构 ，由于空 间 巨 型框架 结 构… 的特 点 是 其 结 构 由 ２级 框 架 构 成 ，第 一 级 为 巨 型框 架 ，是 承 载 的主 体 ；第二 级 是位 于 巨 型框架 内的辅 助框 架 。巨型 框架 的截 面几 何 尺寸 （ 面积 、惯性 矩 等 ）特 大 ，而 辅助 框架 的截 面 尺 寸 特 小 。上 述 结 构 型 式 具 有 承 载 力 大 、侧 向 刚度 好 且有 良好 的延性 及 抗 震 性 能 的优 点 。为 了用 三 维 模 型 对 这 种 结 构
地震作用下地基刚度对高层建筑的影响分析
地震作用下地基刚度对高层建筑的影响分析作者：刘晶来源：《居业》2015年第09期[摘要]为研究在地震作用下地基刚度的不同对高层建筑的影响，分别建立采用底部固结和考虑地基刚度两种不同的数值模型，并对数值模型进行模态分析及地震时程分析。
分析结果表明，对于采用桩筏基础的高层建筑，考虑地基的刚度对结构的动力特性及动力响应结构均有一定影响。
[关键词]高层建筑；动力特性；地基刚度文章编号：2095-4085（2015）07-0029-03在传统结构抗震分析中，为简化计算，常作假定建筑物建造在刚性地基上，即假定地基土不变形，建筑物的振动性能完全取决于上部结构。
事实上，这种假定是不符合实际情况的。
这是因为除了基岩外，其他各种土质的地基都有不同程度的变形，在地震中有相当部分的地震能量通过地基变形逸散，从而减小了上部结构在振动过程中耗散的地震能量。
本文考虑地基刚度的影响，对某一高层建筑分别采用底部固结的刚性地基模型和考虑地基刚度模型进行对比分析，探讨地基刚度对结构动力响应的影响。
1.有限元模型的建立单元和模型选择是进行建筑结构动力分析的关键，常用的模型有剪切型模型、剪弯型模型、杆系模型和单柱模型。
其中，杆系模型能够较好地分析结构的受力和破坏状态。
因此，本文以杆系模型为基础，引入梁单元、板单元和实体单元。
上部框架一筒体结构的框架部分采用三维梁单元，剪力墙与楼板采用三维板单元；桩筏基础部分的桩采用三维梁单元，筏板采用三维板单元；地基土采用块体单元。
三种单元的每个节点都有6个自由度，即3个平动自由度和3个转动自由度。
不考虑桩、筏板与邻近土体间可能产生的滑移或分离现象，假定桩单元与邻近块体单元在节点处位移协调。
以有限元模拟实际的半无限土域时，需引入侧边界及底部边界。
边界区域为圆形，侧边界用沿轴向的水平约束，底面为刚性约束。
边界范围：平面上土域直径取桩基础宽度的6倍，从深度上取桩基础深度的4倍。
2.算例及分析2.1计算模型计算采用某一拟建的高层建筑，上部结构为钢筋混凝土框架一筒体结构，共19层，1～6层的层高为4.5m，7～19层的层高为3.2m，总高度为68.6m。
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
基础刚度是指建筑物基础在受到外力作用时的抵抗能力，是抗震设计中非常重要的一个参数。
基础刚度对抗震设计的影响主要体现在以下几个方面：
1. 基础刚度对建筑物的自振周期影响显著。
自振周期是指建筑物结构在受到地震力作用时完成一次完整振动的时间。
当基础刚度较大时，建筑物的自振周期较小，振动周期跟地震周期匹配程度较好，从而减小地震能量的输入，提高了建筑物的抗震能力。
2. 基础刚度对建筑物的位移响应影响显著。
基础刚度越大，建筑物在地震时的位移越小，从而减少了地震引起的破坏。
如果基础刚度较小，建筑物容易受到地震力的影响而发生过大的位移，导致结构破坏。
3. 基础刚度对建筑物结构内力的分布影响显著。
基础刚度较大时，建筑物的刚度主要由基础传递到结构上部，能够提高建筑物的整体刚度，减小结构内力，从而提高了抗震能力。
反之，基础刚度较小时，建筑物的刚度主要由结构自身承受，容易导致结构内力集中，增加结构破坏的可能性。
4. 基础刚度对建筑物的振动模态和振动形式影响显著。
基础刚度越大，建筑物的振动模态越接近整体刚体的振动，能够减小建筑物的变形，提高抗震能力。
而基础刚度较小时，建筑物容易发生振型的变化，破坏形式复杂，容易发生局部破坏。
基础刚度对抗震设计有着重要的影响。
在高层建筑设计中，需要计算和确定合适的基础刚度，以提高建筑物的抗震能力，降低地震风险。
在实际设计中，可以通过采用合适的基础形式、尺寸和材料，控制基础刚度的大小，以满足抗震设计的要求。
浅析基础刚度对于高层建筑结构抗震的影响因素
浅析基础刚度对于高层建筑结构抗震的影响因素摘要：随着我国建筑行业的不断发展，高层建筑已经成为了我国现代城市中最为常见的建筑类型。
由于高层建筑在设计上往往会受到一些因素的影响，如基础刚度等，对高层建筑整体结构产生的影响会比较大。
因此，在进行高层建筑设计时，应该注重对基础刚度的分析，这样才能保证整个高层建筑结构具有较好的抗震性能。
从高层建筑整体结构中体现出基础刚度对于高层建筑结构抗震性能有十分重要的影响，在对具体的基础刚度进行分析时，应结合具体的基础类型对高层建筑结构抗震性能的影响因素进行分析，然后再结合实际工程项目对基础刚度进行计算和控制。
下面我们就来了解一下关于基础刚度对于高层建筑结构抗震性能影响的相关问题。
关键词：高层建筑；结构；抗震；设计；加固措施引言高楼能够有效的使用空间，同时也能有效的将地面和地面的空间结合在一起。
高层建筑物能承载较多的人员、设备等，在发生强烈地震时，若不进行有效的防震设计，很可能导致结构的安全性问题。
因此，在进行高层建筑的抗震设计时，应根据工程的具体情况，采取适当的加强措施，以提高其抗震性能。
一、高层建筑结构抗震现状分析随着我国人民生活水平的提高及城市人口的不断增加，人们对居住的要求也是与日俱增，为了解决这些问题，新建建筑的高度也是原来越高，而当大楼的高度超出一定高度，当发生地震时，它的整体结构就会吸收更大的地震能量，它的稳定性也会随之降低，在发生地震的时候，它就会变得更加脆弱。
另外，开发商为了加快资金周转，对房子的建造周期要求也是越来越快，这本身不利于建筑整体质量的保证，对结构的整体抗震也会产生一定的影响。
二、地基的工程地质条件地基的工程地质条件是高层建筑结构抗震设计中非常重要的一个环节，因此，在进行高层建筑结构抗震设计时，必须要对地基的工程地质条件进行分析，明确具体的工程地质条件后，再选择合适的基础类型来提高整个高层建筑结构的抗震性能。
对于地基土的工程地质条件来说，主要包括以下几个方面：第一，地下水位较高时，很容易影响到基础结构的抗浮稳定性；第二，土质松软，特别是在软土地基中建造高层建筑时容易产生沉降问题；第三，地下水位变化较为频繁时，很容易对地基产生冲刷、浸泡等现象；第四，基础刚度较小时，很容易受到地震影响。
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响高层建筑是城市发展的标志性建筑，其设计需考虑各种因素。
其中，抗震设计是其中非常重要的一项。
高层建筑的地震响应有着与其他建筑不同的特点，尤其是其特殊的基础刚度对抗震设计有着较大的影响。
因此，探究高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响具有重要的理论和实际意义。
首先，基础刚度是高层建筑地震响应分析中必须考虑的因素之一。
在地震时，地震波的力量被建筑物基础传导到地下，而地震波的频率与建筑物的固有周期是有关系的。
建筑物基础刚度直接影响其固有周期及共振频率，因此基础刚度对于建筑物的地震响应具有十分重要的影响。
其次，基础刚度对建筑物的非线性地震反应有着重要影响。
通常，地震波的震级较大时，建筑物的地震反应可能出现非线性变形，因此建筑物的抗震设防应当能够满足其非线性地震反应的要求。
基础刚度对于建筑物的非线性地震反应产生的影响主要表现在以下几个方面：1）降低其非线性地震能量消散能力；2）提高其剪切力及变形能力；3）降低其共振周期。
因此，基础刚度要求在不同时期，或是在地震周期较短和较长情况下都能适应建筑物的非线性地震反应。
再次，基础刚度在地震波传播过程中扮演着非常重要的角色。
地震波在经过不同的土层和岩层时，波的振动会发生不同的反射和折射，在地理形态和地质构造方面，各种条件不同，地震波传播过程复杂多变。
建筑物的基础承受地震波传导的力量，必须考虑相邻的土地和岩层的变化条件，因此基础的刚度对于地震波传播的影响不容忽视。
基础刚度对于地震波的传播有以下几个方面的影响：1）减缓地震波的传播速度，让建筑物承受的地震力更小；2）在建筑物基础受到地震力作用时，基础刚度能够将地震力均匀地分配到不同的地基土层中；3）在地震发生时，基础刚度决定了建筑物振动的方式和减震效果。
因此，高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响非常大，基础刚度的优化设计可以防止建筑物在地震时由于共振而出现破坏。
同时，高层建筑设计中应根据不同的地震强度和频率，要求基础具有一定的非线性能力和能量消散能力，以保证建筑物在地震中的安全和可靠性。
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响摘要：高层建筑设计的抗震性能是建筑物的重要属性，而基础刚度是影响建筑物抗震性能的重要因素之一。
本文从基础刚度与抗震设计的关系入手，介绍了基础刚度对建筑物抗震性能的影响机制，并进一步讨论了如何通过优化基础设计来提高建筑物的抗震性能。
1. 前言2. 基础刚度与抗震设计的关系在抗震设计中，建筑物的抗震性能往往由结构的刚度和耗能能力两个方面共同决定。
其中，结构的刚度对建筑物的自振周期和周期与地震波周期的匹配程度具有重要影响。
如果建筑物的刚度过低，自振周期太长，则建筑物的位移响应比较大；而如果建筑物的刚度过高，则其自振周期可能比地震波周期短，也容易导致建筑物的震动响应过大。
因此，在设计高层建筑的结构时，需要合理控制结构的刚度，使其与地震波周期相匹配，从而使建筑物的位移响应最小，抗震性能得到保障。
基础刚度对高层建筑抗震性能的影响有多个方面。
首先，基础刚度直接影响建筑物的刚度。
如果建筑物的基础刚度过高，则会使建筑物的整体刚度明显增加，导致建筑物的自振周期缩短，其位移响应也会增大；反之，如果建筑物的基础刚度过低，则会使建筑物的整体刚度降低，自振周期过长，抗震能力也会受到影响。
其次，基础刚度还会影响建筑物局部结构的设计。
例如，在设计框架结构时，如采用了拟水平铰模型，则建筑物的侧向抗震能力将取决于结构的轴向刚度。
此时，如果建筑物的基础刚度较高，则结构轴向刚度也较高，建筑物的侧向刚度也会受到增强，进而提高建筑物的侧向抗震能力。
此外，基础刚度还会影响土层和地基的应力分布和变形情况。
如果基础刚度过高，则建筑物在地震作用下的振动会使基础产生较大的应力，进而可能引发基础的底部破坏。
而如果基础刚度过低，则建筑物的震动会导致基础过度变形，甚至产生破坏。
4. 如何优化基础设计以提高抗震性能通过上述分析可以看出，优化基础设计对于提高高层建筑的抗震性能至关重要。
但是，在实际操作中，如何寻找合适的基础刚度是一个复杂的问题。
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响随着我国经济的不断发展和城市化进程的加速，建筑需求不断增长，高层建筑的建设也日益增多。
然而，高层建筑在建设过程中所要面对的地震风险也越来越大，因此抗震设计成为高层建筑设计中至关重要的一环。
基础是高层建筑抗震设计中的重要组成部分，其刚度对抗震性能有着重要影响。
基础在高层建筑中起着承托、传递载荷和分散荷载的作用，其质量和稳定性直接关系到建筑的安全性和稳定性。
基础的刚度对建筑整体的刚度有着重要的影响。
一般来说，基础的刚度越大，建筑的整体刚度就越大，抗震性能也越强。
因此，在高层建筑的抗震设计中，基础的刚度是非常重要的考虑因素。
在实际的设计中，需要考虑基础刚度对建筑的影响，并根据其效果进行优化。
具体来说，在设计中应考虑以下几个方面：1. 建筑的整体刚度建筑的整体刚度是指建筑在水平方向上受到外力作用时所表现出的抵抗能力。
基础的刚度越大，建筑的整体刚度也越大，能够更好地抵抗外力的作用，提高建筑的抗震性能。
2. 地基的稳定性基础的刚度对地基的稳定性也有着重要影响。
建筑在受到外力作用时，地基的稳定性也会受到影响。
因此，为了保证地基的稳定性，需要在设计中充分考虑基础的刚度对地基影响。
3. 抗震设防烈度抗震设防烈度是指建筑在地震作用下应能承受的最大水平加速度。
基础的刚度对抗震设防烈度也有着重要的影响，因此在设计中需要根据当地的抗震设防烈度进行合理的基础刚度设计。
4. 拔河力在设计中还需要考虑建筑的拔河力。
拔河力是指建筑在遇到侧向荷载作用时所表现出的抵抗能力，也是评估建筑的抗震性能的一个重要指标。
基础的刚度对拔河力也有着重要的影响。
总之，基础的刚度对高层建筑的抗震设计有着重要的影响。
在实际设计中，需要充分考虑基础刚度对建筑整体刚度、地基稳定性、抗震设防烈度和拔河力等方面的影响，并进行合理的优化设计，以提高建筑的抗震能力和安全性。
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响1. 引言1.1 背景介绍高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响引言随着城市化进程的加速和经济的快速发展，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，成为城市的新地标。
在地震频发的地区，高层建筑的抗震设计尤为重要。
基础作为高层建筑的支撑系统之一，其刚度对于整个建筑的抗震性能有着重要的影响。
高层建筑的基础刚度不仅与建筑结构的稳定性和强度密切相关，而且还直接影响到建筑在地震作用下的应变和承载能力。
研究高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响，具有重要的理论和实际意义。
本文将从基础刚度的作用、基础刚度与抗震设计的关系、基础刚度对高层建筑的影响、基础刚度改善措施以及实例分析等方面进行探讨，旨在揭示基础刚度在高层建筑抗震设计中的重要性，并展望未来的研究方向。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响，从而提高建筑的抗震能力和安全性。
通过分析基础刚度在抗震设计中的作用机制，揭示其对高层建筑结构整体性能的重要影响。
通过对比不同基础刚度条件下的抗震设计效果，评估基础刚度在高层建筑抗震设计中的具体作用，为工程师提供参考和借鉴。
通过总结基础刚度改善措施和实例分析，探讨如何优化高层建筑的抗震设计，提高其在地震灾害中的抗御能力。
通过本研究的展望，希望可以为未来高层建筑抗震设计提供理论和实践指导，促进建筑抗灾能力的持续提升，保障人们生命财产安全。
2. 正文2.1 基础刚度的作用基础刚度是高层建筑结构中非常重要的一个参数，它直接影响着建筑物在抗震过程中的稳定性和安全性。
基础刚度可以理解为建筑结构在地基基础上的刚度，它主要由建筑物的基础结构和地基土壤的承载能力决定。
在地震发生时，建筑物受到地震力的作用，如果建筑物的基础刚度不够，地震力会使建筑物发生倾斜、位移或者破坏，严重危及建筑物和其中的人员安全。
1. 支撑建筑物的稳定性：基础刚度可以提供足够的支撑力，使建筑物在地震发生时保持稳定，减少结构的摆动和破坏的可能性。
地基基础刚度变化对高层建筑的影响
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解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响【摘要】高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响至关重要。
基础刚度直接影响着高层建筑结构的稳定性和抗震性能。
在抗震设计中，区域地质条件对基础刚度的要求必须被充分考虑。
设计师需要在考虑基础刚度时，综合考虑地质条件、建筑结构和整体构造的协调性。
基础刚度的合理设计是提高高层建筑抗震性能的关键所在。
未来，在高层建筑设计中，基础刚度将继续扮演重要角色，需不断探索其在提高抗震设计效果上的应用潜力。
深入理解和研究基础刚度对高层建筑抗震设计的影响将成为未来设计中的重要课题。
【关键词】高层建筑设计、基础刚度、抗震设计、地质条件、建筑设计、结构协调性、高层建筑抗震性能、未来应用。
1. 引言1.1 介绍高层建筑设计的重要性高层建筑设计在现代城市规划和建设中起着至关重要的作用。
随着城市化进程的加快和人口密集度的增加，高层建筑成为了一种必然选择，以满足城市人口数量的增长和用地空间的有限性。
高层建筑不仅可以有效利用空间资源，提高土地利用率，还可以为城市增加标志性建筑，提升城市形象，促进城市的经济发展和社会进步。
高层建筑设计还需要考虑到建筑的安全性和抗震性能。
作为城市的地标性建筑，高层建筑面临着更大的风险和挑战。
高层建筑的设计不仅仅是追求美观和实用，更需要关注建筑的安全性和稳定性。
抗震设计是高层建筑设计中不可或缺的部分，它直接关系到建筑在地震发生时能否保持稳定，起到有效的防护作用。
高层建筑设计的重要性在于不仅要满足实用性和美观性的要求，更需要兼顾建筑的安全性和稳定性。
只有在这些方面达到平衡，才能确保高层建筑可以在现代城市中发挥其应有的作用，成为城市的一道亮丽风景线。
1.2 解释基础刚度在抗震设计中的角色基础刚度在抗震设计中扮演着至关重要的角色。
在高层建筑设计中，抗震能力是一个至关重要的考虑因素，而基础刚度则直接影响着建筑结构的整体抗震性能。
基础刚度可以理解为基础的刚性程度，即基础在受到地震力作用时的抵抗能力。
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响高层建筑的抗震设计是建筑设计中非常关键的一环，抗震设计的实现离不开建筑基础的构建。
基础刚度是指基础的抗变形能力，主要由基础的大小、深度、形状、材料等因素决定。
基础刚度不足会对高层建筑的抗震性能造成极大的影响。
本文主要分析基础刚度对高层建筑抗震设计的影响。
1. 影响建筑体的垂直刚度建筑地震力矩的产生是与建筑刚度有直接关系的。
基础承担着建筑的重量，在地震作用的情况下，基础会随着地震的振动而产生各种变形，变形会导致建筑体的垂直刚度变化，从而影响建筑体在地震荷载作用下的抗震性能。
因此，基础刚度对建筑体的垂直刚度起到至关重要的作用。
高层建筑的水平结构是建筑抗震设计的重要部分，建筑结构的稳定性依赖于水平刚度。
基础刚度不足，建筑结构在地震中的受力性能也会相应受到影响，导致建筑结构失稳。
因此，基础刚度对建筑体的水平刚度也是至关重要的。
3. 影响地基的稳定性高层建筑的地基是建筑的支撑系统，基础刚度不足会导致地基的不稳定，从而导致建筑结构承受地震荷载时的不稳定性，甚至可能导致塌陷。
因此，基础刚度对地基的稳定性也是非常重要的。
4. 影响建筑的变形能力基础刚度不足会导致建筑体的变形能力不足，一旦地震来临，建筑体受到的变形和应力将直接传导到建筑结构的上部，导致结构的破坏。
因此，基础刚度对建筑体的变形能力是非常重要的。
基础刚度对高层建筑抗震设计的影响是非常大的，因此，在高层建筑的设计中，建筑物的基础刚度必须考虑到地震荷载的作用，同时还需要满足建筑物的正常使用需求，确保基础刚度符合设计要求，以保证建筑的抗震性能。
二、高层建筑抗震设计的重要性高层建筑是一种复杂的结构，其受力形式和受力机理比较复杂，同时承载的地震荷载也比较大，建筑物的抗震设计是非常关键的一环。
高层建筑在抗震设计中需要考虑的因素非常多，除了基础刚度外，还包括支撑体系的设计、材料选择、结构形式等。
高层建筑是一种大量使用混凝土、钢筋、预应力等高强材料的建筑，抗震设计也需要考虑建筑材料的耐震性能。
地基基础刚度变化对高层建筑的影响
1
分析模型的建立
采用集地基、 基础、 上部结构为一体的三维一体
第5期
谢向东等 : 地基基础刚度变化对高层建筑的 影响
121
化模型进行分析 . 对于地基, 按综合等效弹性地基处 理, 也就是根据实际情况 , 将基坑底部与坑壁等效成 不同的半无限弹性体 . 对于基础, 把它看成是上部结 构的一部分, 实际上 , 基础是上 部结构向地下 的延 伸. 对于上部结构, 空间巨型框架结构[ 1, 2] 的特点是 结构由两级框架构成 , 第一级为巨型框架, 是承载的 主体 ; 第二级是位于巨型框架内的辅助框架, 也起结 构作用. 巨型框架的截面几何尺寸 ( 面积、 惯性矩等 ) 特别大, 而辅助框架的截面尺寸又特别小, 二者不是 同一数量级的. 这种结构型式从结构方面说, 具有承 载力大、 侧向刚度好 , 且有良好的延性及抗震性能的 优点 . 为了用三维模型对这种结构进行有效的简化 计算 , 可根据其整体的受力与变形特征 , 利用刚度等 效原理 [ 3] 将其等效连续化成由不同刚度的闭口薄壁 截面筒[ 4] 组合而成的闭口薄壁截面加劲筒, 即将二 级辅助框架等效连续化成薄壁筒 , 将一级框架等效 连续化成薄壁筒的加劲杆 , 二者共同协调工作 . 在推导上述半无限大弹性地基上的加劲薄壁筒 组合体在静力作用下共同工作的数学模型时, 如图 2, 取纵向节线的未知函数为基本未知量, 沿周线方 向半离散化, 也就是在节线之间用插值函数, 将整个 结构的位移场表示为以节线未知函数为未知量的函 数集合. 再通过势能驻值原理导出该结构在荷载作 用下的数学模型 .
Abstract: T he mega - f rame st ruct ure and it s fo undat ion of a t all building are sim plif ied equivalently and
浅析基础刚度对于高层建筑结构抗震的影响李波
浅析基础刚度对于高层建筑结构抗震的影响李波发布时间：2023-06-13T08:10:16.695Z 来源：《工程建设标准化》2023年7期作者：李波[导读] 抗震设计调整会间接影响到基础刚度，而基础刚度的变化会影响高层建筑的结构，进而影响高层建筑结构的整体抗震性能。
文章主要基于结构框架、结构稳定性、结构抗震能力以及结构侧移刚度四个角度分析了基础刚度对高层建筑结构抗震性能产生的影响，同时也指出了抗震设计时考虑基础刚度的原因。
西安连城检测技术有限公司 710200摘要：抗震设计调整会间接影响到基础刚度，而基础刚度的变化会影响高层建筑的结构，进而影响高层建筑结构的整体抗震性能。
文章主要基于结构框架、结构稳定性、结构抗震能力以及结构侧移刚度四个角度分析了基础刚度对高层建筑结构抗震性能产生的影响，同时也指出了抗震设计时考虑基础刚度的原因。
关键词：基础刚度；高层建筑；建筑结构；抗震引言：从高度的角度讲，高层建筑相较于其他建筑对结构抗震性能的要求相对更高，更加注重建筑结构的抗震设计。
但在抗震设计环节往往会忽视了基础刚度对抗震性能的影响，使得高层建筑的使用性能未被充分发挥。
在实际设计环节需要充分考虑基础刚度这一因素，保证高层建筑结构设计方案的合理性、科学性。
一、高层建筑结构抗震设计时考虑基础刚度的原因第一，高层建筑的抗震设计考虑基础刚度有助于延长建筑结构的使用寿命，提升建筑结构价值，增加建筑效益。
考虑基础刚度有助于提升建筑结构的抗震系数，使传导上来的地震能量对建筑结构产生的破坏更小，间接延长了建筑结构的使用寿命，增加了建筑的使用价值。
第二，有助于弥补原有设计思路的不足，减低基础刚度对建筑结构的损害。
无论抗震设计考虑与否基础刚度，在地震发生时，基础刚度都会对建筑结构产生一定的影响，若抗震设计考虑基础刚度，基于建筑结构变形规律设计出建筑结构，那么自身受基础刚度的影响程度会降低。
第三，有助于提升建筑结构的整体稳定性以及抗震性能，减低地震危害。
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
高层建筑是城市中竖向发展的重要标志之一，而抗震设计是高层建筑设计中至关重要
的一环。
基础刚度作为高层建筑的抗震设计中的一个重要参数，对高层建筑的抗震性能有
着重要的影响。
本文将从建筑物抗震设计的角度，分析基础刚度对高层建筑抗震设计的影响。
基础刚度是指结构底部和地基之间的刚度，它是建筑物抵抗地震力的关键之一。
基础
刚度的大小与地震力的分布有密切的关系。
地震力会引起建筑物的振动，而基础刚度越大，建筑物的振动越小，从而减小了地震力对建筑物的影响，提高了建筑物的抗震性能。
在高
层建筑设计中，合理设置基础刚度，可以减小地震力的作用，提高建筑物的抗震性能。
基础刚度对建筑物的动力特性有着重要的影响。
建筑物在受到地震力作用时，会引起
结构的振动，而建筑物的动力特性直接影响其对地震动的响应。
基础刚度的大小会影响建
筑物的固有周期，而建筑物的固有周期与地震波的周期有密切关系。
当固有周期与地震波
的周期接近时，建筑物容易发生共振现象，从而造成结构的破坏。
在高层建筑设计中，需
要通过合理设置基础刚度，使建筑物的固有周期与常见地震波的周期有一定的差距，避免
共振现象的发生。
基础刚度对地基的承载能力有着重要的影响。
地震力作用下，建筑物和地基之间会产
生较大的接触压力，而基础刚度越大，这种接触压力越小，减小了地基的承载压力。
在高
层建筑设计中，要合理设置基础刚度，避免地基承载能力不足，造成地基沉陷甚至破坏。
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响
解析高层建筑设计中基础刚度对抗震设计的影响在高层建筑的设计中，基础刚度是一个重要的参数，对抗震设计起着关键的影响。
基础刚度是指建筑结构与地基之间的连接刚度，它的大小决定了结构对地震力的响应和传递程度。
基础刚度越大，结构对地震力的响应越小，抗震性能越好。
基础刚度对高层建筑的自振周期有直接的影响。
自振周期是指建筑在地震作用下自身固有周期。
基础刚度越大，结构的自振周期越大，这意味着结构对于地震力的响应越小。
在地震中，地震波的频率通常与结构自振周期相比较。
当地震波的频率与结构自振频率相近时，结构会发生共振，从而导致加速度、速度和位移等响应增大。
通过调整基础刚度可以改变结构的自振周期，从而降低结构的共振风险。
基础刚度还影响了结构的刚度分布。
刚度分布是指结构在地震作用下，不同部位的刚度变化。
通常情况下，高层建筑的地震荷载主要通过主体结构传递到地基，结构的上部和下部刚度的阻尼能否协调也是抗震设计的关键考虑因素。
如果基础刚度不合适，会导致刚度分布不均匀，从而造成结构的塑性变形集中在某些部位，增加结构的破坏风险。
设计师在进行抗震设计时需要综合考虑结构的整体刚度和刚度分布，以实现结构的均衡响应。
基础刚度还对结构的位移响应和结构的内力分布产生影响。
在地震中，地震力作为外部荷载作用在结构上，通过结构的刚度传递到地基。
基础刚度越大，结构对地震力的响应越小，从而导致位移响应变小。
在静力分析中，位移响应通常是评估结构性能的指标之一，因为大位移响应会对结构造成破坏，并对建筑物中的设备和人员安全构成威胁。
基础刚度还影响结构内力的分布，结构内力的大小和分布情况直接影响到结构的稳定性和抗震性能。
高层建筑设计中基础刚度对抗震设计起着关键的影响。
合理的基础刚度设计可以改善结构的抗震性能，降低结构的共振风险、均衡响应以及位移响应等。
在高层建筑的设计中，工程师需要合理选择和调整基础刚度，以达到理想的抗震性能。
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近３ ０年是 我 国地基基 础 技术 不 断发 展 的时 期 ， 种 新 技术 、 工 艺 不 断 开发 和推 广 应 用． 各 新 如桩 基 础 、 直径 灌注扩 底墩 、 基坑 支护 等 ， 是 比较先进 的技 术 ， 的 已达 国 际先 进 水 平． 大 深 都 有 随着 地 基 基础 技
１ 分 析模 型 的建 立
本文 将采 用集 地 基 、 础 、 部 结构 为一 体 的三 维 一 体 基 上 化 模型进 行分 析． 于地基 ， 对 按某 种综 合等 效弹 性地 基处 理 ， 也 就是根 据 实际情 况 ， 将基 坑底 部与 坑壁 等效 成不 同 的半 无
限弹性 体 ． 于 基 础 ， 它 看 成 是 上 部 结 构 的 一 部 分 ， 际 对 把 实 上， 基础 是上部 结 构 向地下 的延 伸． 于上 部结 构 ， 对 由于 空 间
振动特 性 ； 而地基 基 础刚度 的变化直 接影 响着 超 高层建 筑结 构 的 自振 特性 ．
鉴 于上 述理 由 ， 文 以超 高层建 筑空 间 巨型框架 结 构 为 本 例， 用半 解析 法定 量地 评价 了地 基基 础 刚度变 化对 超 高层 建 筑结构 自由振动 特性 的影 响 ， 出了一些 很有 价值 的结 论． 得
Ｖ０ ． ９ Ｎｏ ３ １３ ．
２０ ０ ７年 ６月
Ｊ ｎ ２０ ｕ． ０７
地基 基础 刚度变化对超高层 建筑 自振特性 的影 响
谢 向 东 孙 洪 鑫 ，
（． 樊 学 院 土 木 工 程 系 ， 北 襄 樊 ４ １５ ；．湖 南 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 南 长 沙 ４ ０ ８ ） １襄 湖 ４０３２ 湖 １ ０ ２
筑 结 构 中得 到 了 很 好 的 应 用 ． 于此 ， 超 高 层 建 筑 空 间 巨型 框 架 结 构 为 例 ， 超 高 层 建 筑 空 间 巨 型框 架 结 构 鉴 以 把
与其 基础等效连续化为一个半无限大 弹性 地基 上的加 劲薄壁筒 组合 体 ， 半解 析法对其 进行 了 自由振 动分 用
术不 断发 展 ， 国超 高层建 筑 逐渐 兴起 ， 超高层 建 筑 的受 力 分析 比普 通建 筑要 复 杂 的多． 我 而 就拿 风荷 载 来说 ， 超高层 建 筑要 承受 侧 向的风 荷载 ， 高度越 大 ， 承受 的 风荷载 越大 ， 风荷 载作用 下 产生 的晃动将 越 在 剧烈． 据报 告 的资料 ， 芝加 哥西 尔斯 大 厦 在大 风情 况下 最 大偏 离 中心 可达 ６英 尺 （ ， 说 他们 装 了 ２ｍ） 据 陀螺平 衡装 置后 可调 到 ５英 尺． 上海 金茂 大厦 的顶 点 位 移 按 风洞 试 验 可 达 ０ ９ １ ２ｍ． ． ～ ． 由此可 见对 于 超高层 建筑 来说 ， 研究 它在 风荷 载作 用下 的晃 动是 十分 必要 的 ， 要研 究它 的晃动 首先要 研究 它 的 自由 而
巨型框架 ， 承载 的主 体 ； 二 级 是位 于 巨型 框 架 内的 辅 助 是 第 框架 ， 起结构 作 用． 也 巨型 框 架 的截 面几 何 尺 寸 （ 面积 、 惯性
矩 等） 大 ， 辅助 框架 的截 面尺 寸又 特小 ， 特 而 二者 不 是 同一 数量 级 的． 这种 结 构 型 式从 结 构 方 面说 ， 有 具
摘
要 ： 年 来 我 国 地 基 基 础 技 术 不 断 发 展 ， 种 新 技 术 、 工 艺 不 断 开 发 和 推 广 应 用 ． 着 地 基 基础 技 术 不 近 各 新 随
断发展 ， 我国超高层建筑逐渐兴起 ， 而在结构的选型上 ， 由于 巨型框 架结构有很 强 的优 越性 ， 所以在超 高层 建
基 金项 目 ： 樊 学 院科 学 研 究 计 划 基 金 项 目（ Ｏ Ｏ ７ 襄 ＫＪ４ ２ ） 作 者 简 介 ： 向东 （９ ５） 男 ， 南 南 阳 人 ， 师 ， 士 ， 谢 １７一， 河 讲 硕 主要 从 事 高层 建 筑 结 构 的分 析 与 研 究 ．
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图 １ 巨型 框 架 结 构 示 意 图
Ｆｉ ． Ｓ ｅ ｃ ｆｓ ａ ｉ ｌｈ ｇ ｒ ｍｅ ｇ１ ｋ ｔ ｈ ｏ ｐ ｃａ ｕ ｅ ｆ ａ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｕ ｅ ａ ｌｂ ｉ ｉ ｇ ｔ ｕ ｔ ｒ ｆｓ ｐ ｒ ｔ ｌ ｕ ｌ ｎ ｄ
巨型框架 结构 的 特点 是 结 构 由两 级 框 架 构成 ， 第一 级 为
析 计 算 ； 论 了地 基 基 础 刚 度 变 化 对 超 高 层 建 筑 结 构 自由振 动 特 性 的 影 响 ， 出 了一 些 很 有 价 值 的 结论 ． 讨 得 关键词 ： 层建筑 ； 间巨型框架 ； 基与基础 ； 度变化 ； 高 空 地 刚 自由振 动 ； 解 析 法 ； 微 分 方 程 求 解 器 半 常
承 载力 大 ， 向刚 度好 ， 侧 且有 良好 的延 性及抗 震 性能 的优 点 ． 了用 三 维 模 型对 这 种 结构 进 行 有效 的简 为
化计 算 ， 可根据 其整 体 的受力 与变 形特 征 ， 用 刚度等 效 原理口 将其 等效 连续 化成 由不 同刚度 的闭 口薄 利
收 稿 日期 ：０ ６０ —７ ２０ —５１
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第３ ９卷
第 ３期
西 建 筑 科 技 学 安 大 学 ４（ 然 学 ） ｔ 自 科 版
Ｊ Ｘｉａ ｉ．ｏ ｃ ．＆ Ｔｅ ｈ （ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ． ’ ｎ Ｕｎｖ ｆＡｒｈ ｃ ． Ｎａｕａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ ｅ ｉ