某框架结构加层后的地震反应控制分析

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基于MIDASGen的隔震钢框架结构抗震性能分析

广东土木与建筑GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2021年5月第28卷第5期MAY 2021Vol.28No.5DOI:10.19731/j.gdtmyjz.2021.05.005作者简介：俆飞鸿（1962-），男，硕士研究生，教授，主要从事混凝土结构设计原理与结构试验技术的工作和研究。

E-mail ：****************0引言建筑隔震技术是最近四十年来抗震防灾工程领域最重大的创新技术之一，现阶段具有无可比拟的优越性，能降低地震力的50%~80%［1］。

隔震技术能使结构安全性成倍提高，并能保护内部设备仪器，在地震后不丧失使用功能，实现结构、生命、室内财产三保护［2］。

于是，科研人员开始逐渐将研究从建筑抗震转向建筑隔震上。

与此同时，钢材作为一种自重轻、强度高、抗震性能好、施工周期短、回收利用率高的建筑材料，且广泛适用于建造多高层建筑物、大跨度工业厂房、以及桥梁工程中［3］。

而我国又是一个地震多发的国家，如何减少地震中的损失，如何采用一种安全、有效、合理又经济的建筑隔震结构体系，将进一步推动钢结构在我国的发展，实现从建筑抗震到建筑隔震的平稳过渡［4-5］。

1工程概况本文选用1栋商用建筑进行数值模拟，建筑总高度为49.5m ，采用带八字斜撑的钢框架结构形式。

本建筑1~3层为裙房，每层层高设为4.5m ，4~10层用作办公区，层高均为3.0m ，自10层开始由于功能需要向中间缩进，每层层高为3.3m 。

框架柱网横向为10跨，纵向为6跨，且横向和纵向的柱间距均为6.0m 。

结构构件截面尺寸如下：柱为HW400×400×20×35，梁为HW350×350×10×16，斜撑为HW250×250×9×14。

结构荷载取值如表1所示。

结构的最底层平面布置如图1所示。

2MIDAS/Gen 建模采用MIDAS/Gen 软件建立模型如图2所示，MI⁃DAS/Gen 采用软件内置的“一般连接”边界条件来模拟隔震支座［6-7］。

结构地震反应分析与抗震验算计算题【最新版】

结构地震反应分析与抗震验算计算题3.1 单自由度体系，结构自振周期T=0.5S，质点重量G=200kN，位于设防烈度为8 度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第一组，试计算结构在多遇地霞作用时的水平地震作用。

3.2 结构同题3.1，位于设防烈度为8度的Ⅳ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g，设计地设分组为第二组，试计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。

3.3 钢筋混凝土框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，混凝土强度等级均为C25，一层柱截面450mm#215;450mm，二、三层柱截面均为400mm#215;400mm，试用能量法计算结构的自振周期T1。

3.4 题3.2的框架结构位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第二组，试用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。

3.5 三层框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速为0.30g, 设计地震分组为第一组。

结构各层的层间侧移刚度分别为k1=7.5#215;105kN/m，k2=9.1#215;105kN/m，k3=8.5#215;105 kN/m，各质点的质量分别为m1=2#215;106kg, m2=2#215;106kg, m3=1.5#215;105kg，结构的自震频率分别为ω1=9.62rad/s,ω2=26.88 rad/s, ω3=39.70 rad/s,各振型分别为:要求:①用振型分解反应谱法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震力;②用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。

3.6 已知某两个质点的弹性体系(图3-6)，其层间刚度为k1=k2=20800kN/m，，质点质量为m1=m2=50#215;103kg试求该体系的自振周期和振型。

3.7 有一钢筋混凝土三层框架(图3-7)，位于Ⅱ类场地，设计基本加速度为0.2g，设计地震组别为第一组，已知结构各阶周期和振型为T1=0.467s ，T2=0.208s，T3=0.134s，试用振型分解反应谱法求多遇地震下框架底层地震剪力和框架顶点位移。

框架结构的抗震减震分析

应用减震技术
设置减震支座
在结构中设置减震支座，以吸收地震能量，减轻地震对结构的影响。
应用阻尼器
在结构中安装阻尼器，以增加结构的阻尼效应，降低地震响应。
采用隔震技术
在基础和结构之间设置隔震层，以减小地震对上部结构的影响。
06
CATALOGUE
工程实例分析
工程实例一：某高层建筑
设计采用地震力系数法进行计算，并考虑了地震烈度、场地类别等因素。
抗震分析
地震危害与影响
地震波及地面震动
地震产生地震波，引发地面震动，对建筑物和结构造成破坏。
建筑物倒塌与损毁
框架结构如未经过合理设计和施工，易在地震中发生倒塌或严重损毁。
次生灾害
地震可引发火灾、水灾等次生灾害，对周边环境和生态造成进一步破坏。
地震作用下的结构响应
地震动位移响应
01
框架结构在地震作用下会产生位移，影响结构的稳定性。
研究目的和方法
通过对框架结构的抗震性能进行分析，为结构的优化设计和地震防护提供理论支持。
采用理论分析、数值模拟和实验研究等方法，对框架结构的抗震性能进行全面评估。
02
CATALOGUE
框架结构概述
框架结构的特点
空间分隔灵活
框架结构能够根据建筑功能需求，灵活地分隔空间。
整体性能良好
框架结构具有较好的整体性和稳定性。
减震结构的分析方法
减震结构的分析方法包括理论分析、数值模拟和实验研究等，以评估减震装置的性能和结构的减震效果。
减震结构的评估
评估减震结构的地震响应和性能，以确保其在地震作用下的安全性和稳定性。
05
CATALOGUE
框架结构的抗震减震措施

多层框架结构设计的主要控制参数分析

多层框架结构设计的主要控制参数分析【摘要】目前，我国多层框架结构设计的重点在于相关控制参数的分析和计算结果的判断。

深入理解多层框架结构整体控制各参数的实质含义，有助于提高结构整体控制的效率，也有助于使结构设计更加经济合理。

【关键词】多层框架结构；设计；控制参数多层框架结构设计的主要控制参数分析如下：1.剪重比剪重比是指水平地震作用标准值的楼层剪力与重力荷载代表值的比值。

主要为了控制各楼层最小地震水平剪力，用以确保较长周期结构的安全。

规定剪重比主要是为了多层框架结构楼层在长期作用下，地震影响系数下降较快，尤其对于基本周期大于3. 5s 的结构，以及存在薄弱层的结构，由此计算得出的水平地震作用下的结构效应可能太小。

而对于长周期结构，地震动态作用中的地面运动速度和位移则可能具有对结构的破坏影响力但是规范采用的振型分解反应谱法尚无法对此作出估量。

因此，基于安全考虑，规范规定了各楼层水平地震力的最小值和不同烈度下的剪力系数，见高规10版高规4.3.12。

要求结构承担足够的地震作用，设计时不能小于规范的要求。

剪重比是反映地震作用大小的重要指标，它可以由“有效质量系数”来控制，当“有效质量系数”大于90%时，可以认为地震作用满足规定要求。

此时，再考察结构的剪重比是否合适，如不合适则需要修改结构布置、增加结构刚度，使计算的剪重比能达到自然满足规范要求。

有效质量系数与振型个数有关，如果有效质量系数不满足90%，则需要通过增加振型数来满足。

剪重比即要求各楼层都要承担足够的地震作用，设计时不能小于规范的要求，并且明确指出，剪重比是一个调整系数，即这不是一个指标，计算结果出来后，若剪重比大于规定的最小值，计算结果不作调整，若小于，应将地震剪力调大，使剪重比达到规定的最小值。

2.轴压比轴压比是指考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值N/（fcA）；对于剪力墙，轴压比是指重力荷载代表值作用下墙肢的轴向压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值。

SPH法对框架结构地震下的TLD减振分析

SPH法对框架结构地震下的TLD减振分析屈康能;戴骏;龙雨【摘要】利用调频液体阻尼器Tuned liquid dampers(TLD)对框架结构进行振动控制研究,将有限元方法结合光滑粒子(SPH)方法,分析多水箱TLD与框架结构在不同的频率比和质量比下的减振规律.结果表明,频率比接近1时,质量比为4％,TLD对于加速度反应和位移减振率达25％以上.【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】4页(P27-29,33)【关键词】框架结构;TLD;光滑粒子方法;减振效果【作者】屈康能;戴骏;龙雨【作者单位】广州大学, 广东广州 510006;南昌航空大学, 江西南昌 330063;南京航空航天大学土木工程系, 江苏南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TU352.11随着建筑结构快速发展，结构抗震引起关注。

高层建筑结构多为柔性结构体系，横向荷载作用会使结构产生水平变位，故需要减小结构动力反应。

多种消能减振方式多样，如主动式的，付波[1]等物理模型试验优化了泄水闸的体型布置和尺寸，泄水闸下游消能防冲问题解决，华丕龙[2]对广蓄A厂三维有限元模型，分析了其振动特性和动力响应结构厂房动力特性。

TLD水箱不同上述研究，是一种常用的被动控制装置，依靠水的晃动力产生的反向作用力与结构运动方向相反，达到减振。

调频液体阻尼器是Frahm提出相连水箱运动频率调谐至船体的基本频率，成功减小振动。

岳前进[3]使用半仿真半实物实验系统，用安装于作动器与振动台之间的传感器测量得到水晃动对结构产生的反向作用力；贾影[4]进行全体模型的振动台研究，直接得到位移与加速度减振率均达20%减振。

未来TLD更多运用于实际工程中是可以预见的[5]。

SPH是一种比较成熟的无网格分析法，用粒子代替流体。

Mor[6]将SPH方法计算流体自由面，模拟数值波浪槽中波浪破碎；Shao[7]用SPH方法计算流体冲击沿海堤岸的强非线性现象，模拟波浪翻卷。

8层改9层框架结构地震反应分析及抗震加固对策

收稿日期：０９１－６２０ — ２１
８层改９层框架结构地震反应分析及抗震加固对策
韩玲玲，王静，褚建斌
（太原理丁大学建筑与土木＿程学院，【山两太原，３０４００２）
摘要：对增层前后的混凝土框架结构进行了地震反应分析，出了增层后结构的不指
Ｐｒｔｃｅｏｅｔｄ－ｌｎｎ－ｌｕｅｉｈ－ｙｅｄａｉｈｆｃｅｃａｄＮｏｐｏｌｔｄＨｇｉｌｎｄＨｇ－ｅｉｉｎｙ
ＣｕｕｃｍｂｒＣｕｔａｉｎＭｏｅｅｌｖｔｄｉｏ
ＹＡＮＧｉｇＺＩｈ・ｏｇＨＥＷｅ－ｅ，ＨＥＬｎ，ＨＡｉｎ，ｎｗｎＣＮＧｎｊｎＳｈＹａ－ｕ
科技情报开发与经济
文章编号：０５６３（０００一ｌ４０１０ — ０３２１）３Ｏ７ — ３
ＳＩＥＨＩＦＲＡ、ＮＤＶＬＰＥＴ＆ＥＯＯＹＣ— ＣＯＭｑＯＥＥＯＭＮＴＮＩＣＮＭ
２１年００
第２卷第３Ｏ期
３结构地震反应分析
经采用巾国建筑科学研究院开发的ＰＰ软件ＳＫＭＡ＇ＩＷＥ模
山两大学教育学专
第一作者简介：杨玲，，９０年６月生，９５年毕业于女１７１９所，山两省晋巾市愉次【０００．叉，３６０
１工程概况
某８度区钢筋混凝土框架结构原设计为地下ｌ，地上８层

超高层建筑结构 benchmark 模型及其地震反应分析

超高层建筑结构 benchmark 模型及其地震反应分析吕西林;姜淳;蒋欢军【摘要】参照上海中心，根据设定的性能目标设计了一个超高层建筑结构的benchmark 模型用于超高层建筑结构抗震研究。

该结构总高度为606．1 m，抗震设防烈度为7度，场地类别为 IV 类，设计分组为第一组。

该结构采用巨型框架－核心筒－伸臂桁架钢－混凝土混合结构体系，8道环带桁架将结构分为9个区，环带桁架与型钢混凝土巨柱共同构成了巨型框架结构体系，并通过6道伸臂桁架与核心筒相连，共同承受水平荷载。

利用 PERFORM－3D 软件建立了结构的非线性数值计算模型，对结构进行了弹塑性地震反应分析，验证了结构的抗震性能。

计算结果表明，满足现行设计规范的该超高层结构在大震作用下具有较大的安全余量。

%This paper proposes a benchmark model of mega-tall buildings for investigating the seismic performance.The structure is designed based on the prototype of Shanghai Tower with the specific seismic performance objective.The total height of the structure is 606.1 m,with the seismic fortification of intensity of 7.The soil type is IV,and the seismic design class is the 1st class.The mega frame-core tube with outriggers steel-concrete composite structure system is adopped.The structure is divided into 9 zones by 8 belted trusses which form the mega frame system together with SRC mega-columns.The mega frame is connected to the core tube with 6 outrigger trusses,resisting the lateral load together.The elasto-plastic analysis of the model is conducted to validate the seismic performance by using PERFORM-3D software.The result shows that thestructure which meets the requirements of the current design code has a considerable safety margin under severe earthquakes.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】8页(P100-107)【关键词】超高层建筑;Benchmark 模型;抗震性能;数值模拟【作者】吕西林;姜淳;蒋欢军【作者单位】同济大学结构工程与防灾研究所，上海 200092;同济大学结构工程与防灾研究所，上海 200092;同济大学结构工程与防灾研究所，上海 200092【正文语种】中文Abstract This paper proposes a benchmark model of mega-tall buildings for investigating the seismic performance．The structure is designed based on the prototype of Shanghai Tower with the specific seismic performance objective．The total height of the structure is 606．1 m，with the seismic fortification of intensity of 7．The soil type is IV，and the seismic design class is the 1st class．The mega frame-core tube with outriggers steel-concrete composite structure system is adopped．The structure is divided into 9 zones by 8 belted trusses which form the mega frame system together with SRC mega-columns．The mega frame is connected to the core tube with 6 outrigger trusses，resisting the lateral load together．The elasto-plastic analysis of the model is conducted tovalidate the seismic performance by using PERFORM-3D software．The result shows that the structure which meets the requirements of the current design code has a considerable safety margin under severe earthquakes．Keywords mega-tall building，benchmark model，seismic performance，numerical simulation随着我国经济的快速发展，超高层建筑结构普遍出现在我国的各大城市，超高层结构的抗震问题也成了学术界研究的一个热点。

房屋建筑框架结构抗震设计要点

房屋建筑框架结构抗震设计要点摘要：钢筋混凝土框架结构具有良好抗震性能，结构抗震的本质就是延性，提高延性可增加结构抗震潜力，增强结构抗倒塌能力。

结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下非弹性变形。

本文分析了结构延性在抗震设计中的重要性及其作用，影响结构延性的主要因素以及结构延性的抗震设计。

关键词：房屋建筑；框架结构；抗震设计前言地震是一种能对人类的生产和生活带来极大破坏的自然灾害，为了预防地震灾害，减轻地震损失，我国加强了地震预报、工程抗震和地震控制方面研究工作，其中工程抗震是一项有效的措施，其目的是寻求最合理的抗震设计，保证建筑物的安全。

工程中结构抗震的设计是依据抗震设防烈度通过地震作用的取值和抗震措施的采取来实现结构抗震设防目标。

一、框架结构延性的作用对于受弯构件来说，随着荷载增加，首先受拉区混凝土出现裂缝，表现出非弹性变形。

然后受拉钢筋屈服，受压区高度减小，受压区混凝土压碎，构件最终破坏。

从受拉钢筋屈服到压区混凝土压碎，是构件的破坏过程。

在这过程中，构件的承载能力没有多大变化，但其变形的大小却决定了破坏的性质。

当结构设计成为延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构的承载力要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力来抵抗罕遇地震作用；反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力来抵抗地震作用。

结构或构件的延性具有以下作用：1、防止脆性破坏脆性破坏是突然的、无明显征兆的破坏，因此破坏的后果较严重。

工程设计中应避免脆性破坏，应按塑性破坏的原则进行设计，使结构或构件具有一定的延性，保证结构或构件在破坏之前有足够的变形能力，防止突然的脆性破坏发生。

2、对脆性构件起稳定作用在实际建筑结构中，延性构件与非延性构件（脆性构件）往往是并存的。

例如框架结构的长柱与短柱。

实验研究说明，在保证延性构件与非延性构件一定比例的条件下，延性构件对脆性构件起稳定作用，使结构有较好的变形能力而不致失效。

轻钢加层厂房的地震反应分析

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轻钢加层是一项新型加层扩建技术，近年来在我国房屋改扩建中应用日渐广泛。轻钢加层结构形式多样，施工速度快，减轻加层结构的自重、可减少现场湿作业，能减少对原有建筑使用者的干扰，符合
可持续发展目标。轻钢加层的地震反应分析研究，越来越受到土木工程界的重视。
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Ｈ２０×１０× Ｍ５８７×１，向两边及屋脊处设置系杆，１纵加层墙体及屋面均采用彩钢复合板。
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图１框架结构布置
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筋混凝土框架结构办公楼的平面布置。拟对其进行
轻钢加层扩建。该办公楼为框架结构采用Ｃ０混３
ｓｆｗａｅＯｌｔｅｔｒｅｄｍｅｉｎａｓｃｎｉｅｅｎｍｏｅ．Ｉｒｖｄｅｂｃｇｏｄｎｏｍａｉｎｎｒｆｒｎｅｔｔｓｒｔｒｏｔｒｉｈｈｅ — ｉｎｓｏｌｐａｅｆｔｌｍｅｔｉｅｄ１ｔｐｏｉｓａａｋｒｕｎｉｆｒｔａｄｅｅｅｃｏｈｅｔｕｃｕａｏｌｅｉｅｒｏｈｉｓｇｎｇｎｅｆｒｔｅｒｄｅｉｎ．ｓ

高层建筑结构地震损伤与倒塌分析

高层建筑结构地震损伤与倒塌分析随着城市化进程的加快，高层建筑结构在地震灾害下的安全问题越来越受到人们的。

本文将围绕高层建筑结构地震损伤与倒塌进行分析，探讨其研究现状、影响因素、研究方法以及未来研究方向。

地震是一种常见的自然灾害，具有不可预测性和极强的破坏性。

在地震作用下，高层建筑结构可能发生不同程度的损伤和倒塌，给人们的生命财产安全带来严重威胁。

因此，开展高层建筑结构地震损伤与倒塌分析，对提高结构的抗震性能、保障人民生命安全具有重要意义。

高层建筑结构地震损伤与倒塌研究已有近百年的历史。

早期的研究主要集中在经验公式和定性分析方面，随着计算机技术和数值模拟方法的发展，现在的研究更加注重精细化、定量化和系统化。

目前，国内外学者对高层建筑结构地震损伤与倒塌的研究主要集中在以下几个方面：（1）地震作用下的结构响应和损伤机制；（2）结构倒塌的判断准则和影响因素；（3）抗震设计和优化方法。

虽然已经取得了一定的研究成果，但仍存在以下不足之处：（1）地震损伤和倒塌机制的认识尚不充分；（2）研究方法和技术有待进一步提高；（3）抗震设计和优化方法的应用范围有待拓展。

本文采用文献综述和理论分析相结合的方法，对高层建筑结构地震损伤与倒塌进行深入探讨。

对国内外相关文献进行梳理和评价，总结前人的研究成果和不足之处；运用数值模拟技术，对高层建筑结构在地震作用下的响应和损伤进行模拟分析；根据模拟结果，对结构的倒塌机制和判断准则进行探讨。

通过数值模拟，我们得到了高层建筑结构在地震作用下的响应和损伤情况。

结果显示，结构的损伤主要发生在底部几层，且呈现出明显的非线性特征。

我们还发现，当地震烈度较高时，结构可能发生整体倒塌。

针对这些结果，我们进行了深入讨论。

底部的损伤可能与基础设计有关，因此需要对基础进行优化设计，以提高其抗震性能。

整体倒塌可能与结构体系的设计有关，因此需要加强结构体系的整体性和稳定性。

我们还发现，结构的自重、刚度、阻尼等参数对结构的响应和损伤也有较大影响，因此需要对这些参数进行合理调整。

钢筋混凝土框架顶部钢结构加层的抗震性能分析_麻建锁

第26卷第3期2006年6月地震工程与工程振动EARTHQUAKE ENG I NEER I NG AND ENG I NEER I NG V IBRAT I ONV o.l 26,N o .3Jun .2006收稿日期:2005-12-09; 修订日期:2006-03-15 基金项目:河北省自然科学基金项目(E 2006000653)作者简介:麻建锁(1963-),男,教授,硕士,主要从事钢结构及结构抗震研究.文章编号:1000-1301(2006)03-0118-03钢筋混凝土框架顶部钢结构加层的抗震性能分析麻建锁1,张涛2,王元清2,蔡焕琴3(1.河北建筑工程学院,河北张家口075000; 2.清华大学土木工程系,北京100084;3.张家口市第一建筑工程有限公司,河北张家口075000)摘要:采用钢结构加层后,结构的整体质量、刚度、周期、阻尼比等都发生较大的变化。

仅对加层部分结构进行计算分析是不安全的,应进行结构的整体分析。

本文采用有限元软件AN S Y S ,对某4层钢筋混凝土框架结构办公楼顶部加2层纯钢框架的抗震性能进行分析,并在此基础上讨论了不同加层层数的整体框架模型、不同阻尼比F 和有侧移及无侧移框架形式对结构整体抗震性能的影响分析。

计算表明,由于加层后结构周期加长,整体框架的底层层剪力变化较小。

关键词:钢结构加层;整体框架;抗震性能中图分类号:P315.97文献标识码:AAnalysis of seis m ic resistance of i ntegral structure afteradding steel storeys on top of concrete fra m eM a Jiansuo 1,Zhang Tao 2,W ang Yuanq i n g 2,Ca iH uanq i n3(1.Architecture and C i v ilEng i neeri ng Insti tute ofH eb e,i Zhangji akou 075000,C h i na ;2.Depart m en t of C i v ilEng i neeri ng ,T si nghuaU n i versit y ,B eiji ng 100084,C h i na ;3.Zhang ji akou 1s tC onstr u cti on Engi n eeri ng C o .,L t d,Zh angji akou 075000,Ch i na)Abst ract :S i g nificant d ifferences occur i n the m ass ,stiffness ,peri o d and da m p i n g ratio after adding stee l storeys ont h e top of the or i g i n al bu il d i n g .It is necessar y to analyze the integ ral structure due to the unreliab ility o f calcu lating t h e addi n g storeys i n dependently .This paper co mpares different i n tegra lm ode ls by changing the nu m ber o f adding sto reys,da m ping ratio and adopting addi n g storeys w ith or w ithout braces on the top of the orig i n al four-sto rey concrete fra m e by fi n ite e l e m en t analysis(FEA )soft w are ANSYS.The result sho w s that the total bo tto m shear fo rce of the structure varies i n consp icuousl y as a result of t h e e longation o f the period .K ey w ords :steel add i n g storey ;integ ral FEA mode;l se is m ic perfor m ance引言80年代以前,我国城市的住宅和其它民用房屋,大多数是低层或多层建筑,这些建筑既不能停止使用,又急需扩大使用面积,其中有些建筑物在过去建设中没有进行抗震设防或者设防标准偏低,可结合房屋使用功能改善和抗震加固进行加层改造。

某框架结构振动原因分析及处理

工程建设与设计
Construction & Design NUejecl
某框架结构振动原因分析及处理
Cause Analysis and Treatment of Vibration of a Frame Structure
耿铁锁
(大suo (Dalian University ofTechnology, Dalian 116024, China) 【摘要】以某框架结构为研究对象,对设备产生的原因进行分析，并提出改善方案，为其他类似工程提供参考,
从计算结果来看，一阶振型为结构沿平面长边方向的振动,振型参与质量也达到了 96.89%,也就是说结构沿平面长边方向的振动集中在了 0.504s的周期上，其他振型对该方向振动的贡献很小，结构在长边方向的刚度较弱。
图1结构有限元分析模型
表1结构振型结果
模态号
1 2 3 4 5 6 7 8
rad/s 12.456 28.017 29.530 42.159 44.760 47.005 51.955 53.929
周期接近，从振型图可以看出，这三阶振型的模态主要为平台
的竖向振动及二层门式框架的振动。
总之，产生结构振动的主要原因是框架结构整体刚度不
够，设备在不同的负荷状态下振动频率与结构的前七阶模态
频率匹配造成共振现象。
4加固方案的设计与计算
根据现场实际条件和施工等多方面因素，经过在现场进行多次计算分析和优化，提出加固方案，将结构长轴方向刚度加强，从而降低了结构的一阶自振周期，使得结构的所有振动周期与设备任意负荷时周期不相符，从而避免了结构和设备进行共振。加固后结构有限元分析模型如图2所示。加固后结构振型结果如表2所示。
频率
周期/s 1.983 4.459 4.700 6.710 7.124 7.481 &269 &583

基于ANSYS基础隔震框架结构地震响应分析

见图５，图中可以明显看出基础隔震的层间剪力远小于基从
础固定层间剪力。各图虚线为基础隔震，线为基础固支。实
表１两种基础形式自振频率对比
５０ｍ０ｍ，梁为３０ｍｍｘ６０ｍｍ，向梁为２００ｍｘ５０ｍ横００纵５ｍ × ０ｍ，板厚为１０ｍｍ。采用Ｃ０混凝土。标准层ｍ５０ｍ楼０３平面布置如图１示。本例题作为一个演示性的例题，的所目在于用ＡＳＳ对基础固定与基础隔震结构地震反应的对ＮＹ比。因此，题的结构布置等方面并未严格按照有关设计规例
地震响应分析，出了传统抗震结构与隔震结构在地震作用得
下的对比结果，阐述了基础隔震的优越性。
２隔震结构的地震反应分析
本文选用常用的天津波南北向中典型的一段，续时间持
１计算模型的建立
１１计算实例．
１抗震设防。
８
式前６阶振型频率对比。从表１明显可以看出基础隔震结构自振频率远低于基础固定体系。图２是在地震作用下．基础隔震体系顶层楼盖和底层楼面的位移时程曲线。隔震结构在地震作用下，构的变形主要集中在隔震层，部结构结上

混凝土框架结构房屋顶部单层加层抗震分析_张振宁

图５原有四层框架及各加层方案的Ｙ向楼层最大层间位移角
图６原有四层框架及各加层方案的Ｙ向楼层剪力
图７原有四层框架及各加层方案的轴压比波和ＬＡＮ３－３波。分别计算了原结构和加层后整体结构在地震波沿Ｙ轴方向激励下的多遇地震反应。多遇地震下，与抗震设防烈度７度（０．１０ｇ）对应的加速度峰值为３５ｃｍ／ｓ２。阻尼比原结构取０．０５，加层方案２取０．０４。
Ｔ技术园地ｅｃｈｎｉｃａｌＳｃｏｐｅ
第３０卷２０１２年第１２期
混凝土框架结构房屋顶部单层加层抗震分析
张振宁
（陇东学院土木工程学院，甘肃庆阳７４５０００）
【摘要】运用中国建筑科学研究院编制的ＰＫＰＭ结构设计辅助软件的ＳＡＴＷＥ模块分析讨论了混凝土框架结构顶部采用
300×800
C25
四层
框架 4 层井字梁边梁
250×600
C25
1－4 层框架边柱
400×400 或 400 ×475 C25
1－4 层框架中柱
400×400
C25
5 层框架梁
同上
同上
加层 5 层井字梁及边梁方案 1 5 层框架柱
同上同上
同上同上
混凝土筏板基础，混凝土砌块填充墙。建筑平面成一字形东西向布置，东西长３９．８５ｍ，南北宽１４．６５ｍ，一层层高４．２ｍ，二、三层层高３．６ｍ，四层层高４．２ｍ，建筑主体高度１６．０５ｍ，室内外高差０．４５ｍ。
该工程场地土为Ｉ级非自重湿陷性黄土地基，地基土依次为新近堆积黄土、饱和黄土状粉土、砂砾层、圆砾层，自然地坪下８～９ｍ为泥质砂岩；地下水埋藏较浅，地下水位为自然地坪下３．０ｍ；地基处理为砂石垫层挤淤后做０．６ｍ厚３∶７灰土。抗震设防烈度为７度，设计基本地震加速度为０．１０ｇ，设计地震分组为第三组，建筑抗震设防类别为丙类建筑，ＩＩ类场地土，特征周期０．４５ｓ，基本雪压０．２５ｋＮ／ｍ２，基本风压０．３０ｋＮ／ｍ２。 3 加层方案

框架-砌体混合结构抗震性能加固改造设计-精品文档

楼层层间剪力、弹性位移比、框架承担剪力百分比
楼层
楼层最大层间位移角
楼层最大位移/平均位移(mm) 横向纵向 1.110 1.114 1.119
层间剪力（kN）横向 843 780 671 纵向 1235 1157 988
框架部分承担剪力(kN) 纵向 152 104 77
框架所占剪力百分比(%)
2.工程概况
合肥某中学综合楼，共5层，层高为 3.5m。本综合楼右侧采用砌体结构，预制楼屋盖，左侧采用框架结构，现浇楼屋盖；第一层承重墙厚370mm，二层以上承重墙厚240mm。抗震设防烈度为7度，建筑场地类别为Ⅱ 类，建筑设防类别为重点设防类（简称乙类），抗震鉴定类别为B类。经检测，梁、柱混凝土强度可达C20，砂浆强度可达M2.5，砖强度可达M10。本综合楼标准层结构布置图如下图所示。
第一层第二层第三层
1/3381 1/1988 1/2019
1.367 1.377 1.392
12.3% 9% 7.8%
第四层
第五层
1/2276
1/3058
1.413
1.4401.1231来自132518284
741
393
58
31
7.8%
7.9%

分析：楼层横向最大弹性水平位移大于该楼层两端弹性水平位移平均值的1.2倍（接近1.5 倍），属平面扭转不规则；右侧框架部分所承担的地震剪力仅占相应方向的7.8～12.3%，表明楼层绝大部分地震剪力都集中到了楼层各片承重墙上。这种混合结构体系对抗震十分不利。
1.11
1.09 2.36
5.结论

框架与砌体结构是两种不同的结构体系，由于材料性质不一样，力学计算模型不一样，结构侧移刚度不一样，造成结构平面扭转，从而使绝大部分地震剪力都集中到砌体结构的各片承重墙，对承重墙体抗震十分不利；通过改变结构体系，变成单一砌体结构形式后，结构平面墙体布置较均匀，平面扭转较小，地震剪力分配较均匀，各片承重墙抗震承载力基本满足要求；对于此类框架与砌体混合结构形式，抗震计算分析比较困难，但仍然可以通过合适的软件和合理的假设进行分析计算，从而为抗震加固改造提供依据。

层间隔震框架结构抗震性能分析

事结构设计工作。
１６６
四川建筑Ｉ
第３２卷１期
２１．２０２０
的基本周期远离建筑场地的卓越周期，而避开了地震的主从
要携能频带，轻了结构的地震反应。减
表３结构的自振频率阶数震结构间结构抗层
１０６１４．４０４１３．２
件并采用ＢｏｋＬ．ｚｓｌａｏｏ算法对其进行求解，ｃｎ得出各种模型的前十五阶频率，见表３所示。图２为结构的自振频率的变化
趋势。
从表３的结构自振频率可知，抗震框架结构基本周期为１６２６ｓ层间隔震框架结构基本周期为２４２４ｓ．７；．５。后者比前者延长了０７９８ｓ幅度达到４．２，明这两种结构基．７，９０％说本周期差别是很明显的。并且可知层间隔震框架结构的周
期大大增加，从而有效地增大了建筑物的基本周期，使结构
［定稿日期］０１０２２１ — ８— ２
（）ａ抗震结构有限元模型（）ｂ层间隔震结构有限元模型图ｌ结构三维有限元模型
［作者简介］王德伟（９２～）男，１７，高级工程师，主要从
．
（／ｍＫ）
１２Ｘ１０
３２０．５Ｘ１
表２ＧＹ０Ｚ６０型铅芯橡胶隔震支座参数
序号１性能设计竖向承载力单位ｋＮ参数４４２Ｏ
立抗震结构和层间隔震结构并对结构进行抗震性能分析，比较层间隔震与非隔震结构体系的减震效果，为该类结构隔震设计提供一定的理论依据和技术参考。

框架结构竖向地震作用加速度反应谱及计算简析

框架结构竖向地震作用加速度反应谱及计算简析作者：李静贾鹏程浩来源：《中国新技术新产品》2013年第01期摘要：大量的地震灾害的研究报告表明竖向地震作用对建筑结构的能造成较大的影响，相对于水平地震我国对竖向地震作用的研究还有待加强。

本文简单地介绍了三种应用较为常见的竖向地震作用计算方法，并将其中的反应谱法与静力法做了简单的比较；阐述了对结构竖向与水平向加速度峰比值(V/H)产生影响的一些因素。

关键字：竖向地震；静力法；反应谱法；竖向加速度反应谱中图分类号：TU31 文献标识码：A地震作用可以分为水平方向与竖直方向两个方向的作用，在以往的观念中，竖向地震作用对建筑结构所造成的破坏远不如水平地震作用所带来的大。

但是自1995年日本的阪神大地震后竖向地震作用这一概念渐渐被人们所重视起来。

我国现行的抗震规范中也只对在高烈度地区的高层建筑及一些特殊的大跨度、长悬臂结构才会在设计中考虑加上竖向地震作用对其的影响，而在一般的建筑设计中则不会考虑到竖向地震作用所带来的影响。

根据水平与竖向地震作用加速度的比值(V/H比)，我们可以据此了解某次地震中竖向地震作用相对于水平地震作用所带来的危害大小。

根据多次的地震记录，在一般情况下，地震作用的加速度V/H比值大约在0.5~0.65左右，而在现有的国内外许多资料中，不难发现许多的地震记录中V/H比达到1甚至有竖向地震加速度超过水平地震作用加速度的记录。

例如，1979年的美国帝国山谷地震[1]中V/H比值平均分布在0.77左右，但其中的最大值达到了2.4，1994年美国Northridge地震，记录到V/H比值约为1.79，1995年的阪神大地震和我国的唐山大地震的某次余震的记录中也发现，V/H比值约在1.0左右。

综上所述，竖向地震作用的危险性不容忽视，在对地震灾害的防御措施中，必须要考虑到竖向地震作用对其的影响，尤其是在高烈度地区和地震频发区中更是不容忽视。

由于V/H比值的不确定性，所以对其直接取值0.65是不准确的，对竖向地震作用的计算方法的研究也有待完善。

基于ANSYS的框架结构地震分析教程(静力分析+模态分析+反应谱分析+LS-DYNA时程分析)

!**************************************************************** ! acel,0,0, grav_accel !**************************************************************** ! /solution allsel time,1 OUTRES,ALL,all solve save !---------------------------------------------------------------! /post1 allsel set,last !---------全部结构的竖向位移云图 allsel PLNSOL, U,Z, 0,1.0 进入后处理器/post1 !---------------------------------------------------------------进入求解器 !**************************************************************** 施加重力加速度 !****************************************************************
作者：师访攥写日期：2016-04-21 Tel: 1 5 9 9 6 8 7 3 0 3 9 QQ: 1 5 4 9 2 2 1 7 5 8 Email: pomato157300@ Website: phipsi.top
0 引言本文用一个简单的例子来介绍采用 ANSYS 开展地震分析（包括静态分析、模态分析、反应谱分析和 LS-DYNA 时程分析）的一些概念，并给出详细的命令流，希望能够给那些初学者一些启示和帮助。本文命令流在 ANSYS15.0 下测试通过。本示例模型如下：