某超限高层建筑结构风荷载动力响应有限元分析
某超限高层住宅楼动力弹塑性分析
3 . 框架梁部分梁端钢筋进入塑性 ,形成 塑性铰。框架
柱 的塑性发展主要集 中于顶部特色楼层的柱 脚 ,表现为混 凝土开裂 ,但是柱纵筋未屈服。 4 . 在罕遇地震波输入过程 中,结构 的破坏形态可描述
为:首 先结构局部连梁进入塑性 ,然后局部剪力墙进入塑
性 ,接着连粱损伤迅速发展并扩散至全楼范围 ,剪力墙 受 拉损伤 同时发展 、扩展并集中于结构立面缩进处 ,但是剪 力墙 受压损伤 发展不 大。之后在地震的一半时间里 ,结构
塑性基 本无 更大发展 ,塑性分布呈稳定状态 ,说 明结构的
各构件 ( 主要为连梁 ) 在 刚度退化及塑性耗能后 ,形成稳
定 的塑性 分布机制。 5 . 输入 各工 况罕遇地 震波进行 时程 分析后 ,结构竖立
图6剪 力墙 边缘 构 件 钢 筋 塑性 分 布 图
不倒 ,主要抗 侧力构件没 有发生严重破坏 ,多数连梁屈服 耗 能 ,部 分剪 力墙 出现拉 裂缝 ,个别 出现混凝 土受压 损 伤 ,但未出现局部倒塌和 危及结构整体安全 的损伤 ,抗震
剪 力墙 边缘构件 内竖 向钢 筋塑性分布如 图6 所示 ,在
高 低 区交 接 处 ,个 别 竖 向 钢 筋 出 现 塑性 ,说 明结 构 立 面 缩
性能达 到并优于 “ 大 震不倒 ”的性能 目标。
( 作 者单位 :广州市设计 院 )
进对结构抗倾覆能力影响较大 ,但是钢 筋还是 大部分保持
弹性状态。
( 2) 框 架 梁 塑 性 分 布 大 震作 用 下 ,有 部 分 框 架 梁进 入塑 性 , 主要 集 中于 梁 端部 ,说 明这部 分框架梁端部 出现塑性铰 ,并且绝大部分 进 入塑 性 的钢 筋 塑 性 应 变 都较 小 。 ( 3) 结 构 塑 性 发 展 过 程 根 据 分 析 结 果 显 示 , 剪 力墙 受 压 损 伤 发 展 过 程 中 5 s 时 核 心 筒 连 梁 出 现 损 伤 ,1 O s 时 部 分 连 梁 出现 损 伤 并 发
高层建筑考虑脉动风荷载作用下的有限元分析
F 6
框架剪力墙简化模 型 , 将其在 “ 虑脉动 风荷 载作用 ” “ 考 与 正
常设计条件 ” 两种情况下 的计算结果进行 比较分 析。
上
占
F 5
x
。 。
F4
J
I
= = :
J
F3
三
-- 一
F 2
营
。
= = = =
毛
1
寸
一
F1
1
『 =
、 。
( 风荷栽梯形分布 a )
() 载按等均 布荷 栽分布 b风荷
( 风荷戴三角形分布 c )
\ \‘ | l l t | \ ’t | f l | | l l
1 1 4.
图 1 实 际工 程 设 计 计 算 的 风 荷 栽 模 型
速度 ; q为风压 大小 , 单位 为 P 。将 所得 脉 动风 荷载 函数 式 a () 3 通过 A S S的函数 编辑器 与 函数加 载器 ( 6 图 7 把 NY 图 、 )
风荷载加到模 型的迎 风面上。
图 7 函数 加 栽 器
4 有 限元 求解 结果 及分 析
图 8 风 荷 裁 施 加 后 的模 型
4 8O . 9 6 . 9 6 18
209 .9
206 .9
0
.
通过 A S S软件分 析计 算得 出模 型在 两种风 荷 载 ( NY 模 型 1为脉动风荷载 , 型 2为阶梯 型风 荷载 ) 用下 相 同荷 模 作 载步 的整 体 、 楼板 、 外墙 、 架和剪 力墙 的位移 比较 , 框 数值 比
模 型如 图 4 图 5所 示 。 、
图 5 框 架 部 分 模 型
有限元方法在高层建筑结构风荷载分析中的应用
2010 NO.17SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION建 筑 科 学1 高层建筑结构的风荷载一般地,在气流的三维流动中,在三个相互垂直的方向有三个风速分量,平均风速的分量是水平方向,与平均风速方向一致的还包括脉动风速分量,在与平均风速垂直的水平方向和竖直方向仅有脉动风速分量。
高层建筑的风致弯曲振动包括顺风向振动与横风向振动两部分运动。
在不考虑平扭耦联振动的情况下,每一个方向的脉动风荷载只在该方向引起风振动力反应。
建筑结构风振动力反应分析的目的是为了计算其构件的动内力、位移及验算舒适度。
在我国现行的《建筑结构荷载规范及其他有关的规范(GB5009-2001)》中考虑顺风向风振影响系数时就采用了计算顺风向风振动力反应然后再按等效静力方法计算风振惯性力。
为了使问题得到简化,在进行高层建筑的风振反应时通常将高层建筑结构简化为底端固定,顶端自由的悬臂梁模型,将顺风向振动与横风向振动看作是在两个不同方向的平面内的振动,顺风向脉动风压与横风向脉动风压看作为作用在悬臂梁上的随机荷载,就可以根据结构动力学与结构随机振动理论建立高层建筑结构的风振响应计算公式。
2 工程概况某公司商业综合楼,地下2层,地上22层。
其中1~3层为商场,底层层高5.1m,2~3层层高4.5m,4~22层为办公区,层高3.6m,主楼总高90.3m,地上建筑面积25420m2。
该建筑为高层钢结构建筑,四层以下建筑平面设计为船型,长为宽的2.18倍,四层以上建筑平面为长方形,长为宽的1.67倍,本工程耐火等级一级,建筑类别为一类,建筑使用年限为100年。
地下为两层,总高为6m,电梯井底为-7.5m;首层和二三层:首层层高5.lm,二三层层高4.5,均为商场;标准层(四至二十二层):为办公室和会议室用房。
主要设计依据:根据地质勘察报告书,查《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)可得工程设计的一些基本参数和设计要点:场地类别为II类,抗震设防烈度为6度,设计地震分组为第一组,乙类建筑。
某超高层建筑超限结构分析与设计
某超高层建筑超限结构分析与设计发布时间:2022-08-26T09:18:39.998Z 来源:《建筑创作》2022年2期作者:张国栋[导读] 杨家山片商住项目四号地块位于重南岸,项目由5栋超高层住宅(1#~5#楼)、5栋多层住宅(6#~10#楼)、裙房商及地下车组成张国栋大连天工建筑设计研究院有限公司辽宁大连 116000 摘要:杨家山片商住项目四号地块位于重南岸,项目由5栋超高层住宅(1#~5#楼)、5栋多层住宅(6#~10#楼)、裙房商及地下车组成。
建设用地面积约2.1万m2,总建筑面积约37万m2。
考虑建筑使用要求及结构的合理性,通过设置抗震缝分其为相对规则的结构单元。
超高层住宅3#、4#楼与多层住宅8#、9#楼与下部裙房形成一个多塔结构单元。
下部裙房5层,3#楼上部塔楼52层,标准层层高2.97m,结构高度167.29m,高宽比4.83,属于超B级高度的超高层结构。
本文以此建筑为例,进行论述。
关键词:超高层建筑;超限结构;建筑设计1基础设计1.1基本情况及加强措施由于场地西低高,逐级分台,造成塔楼无地下室,而且有局部掉层,形成结构单侧挡土。
针对上述情况采取了以下针对性加强措:(1)在接地端基顶均设置基础梁及结构底板,板厚不小于160mm;(2)为加强高层塔楼基础的嵌固,塔楼均采用桩基础,1#~5#楼塔楼平面四角位置的桩基础嵌岩深度不小于6m及3倍桩直径;(3)外围地梁截面加至400mm×1200mm,以加强地基对基础的约束。
同时进行了抗滑移、抗倾覆及基础嵌固有效性分析。
1.2计算分析1.2.1抗滑移验算水平滑力F取罕遇地震作用标准值与结构挡土侧压力之和。
抗滑力R=μ·G,竖向荷载G取恒载值,基底摩擦系数μ偏全地取0.3。
计算结果如表1所示,结构抗滑移全系数为4.54。
1.2.2抗倾覆验算分别进行100年一遇风荷载及罕遇地震作用下的抗倾覆验算。
计算结果如表2所示,结构抗倾覆稳定满足要求,且基底无零应力,有足够的全度。
利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应
利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应桥梁作为承载道路交通的重要组成部分,其结构的稳定性和安全性对于保障交通运输的顺畅至关重要。
在桥梁的设计和施工过程中,为了确保其在受到外力作用时的动力响应满足要求,有限元方法成为了一种常用的工具。
本篇文章将介绍如何利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应。
有限元方法是一种求解结构力学问题的数值分析方法,它将连续体划分为有限个小区域,然后通过对这些小区域的力学性能进行数值计算,得到整个结构的力学特性。
在分析桥梁结构的动力响应时,有限元方法可以考虑各种因素,如自然频率、振型形状、振动模式等,以评估结构的稳定性及抗震性能。
首先,我们需要建立桥梁结构的有限元模型。
在建模过程中,需要考虑桥梁的几何形状、材料特性以及边界条件等。
通常情况下,桥梁可以近似看作是一个三维结构,可以通过虚拟节点和单元网格的方式来划分为有限个小区域。
然后,根据桥梁结构的材料特性和边界条件,对每个小区域进行力学特性的计算和参数设定。
接下来,通过将结构的受力平衡和运动方程转化为矩阵形式,可以得到有限元模型的运动方程。
这里的运动方程可以描述桥梁在受到外力作用时的振动情况。
运动方程的求解通常使用数值计算方法,如有限差分法或有限元法。
利用这些方法,我们可以得到桥梁结构的动力响应,如自然频率和振型等信息。
在进行动力响应分析时,我们可以对桥梁结构施加不同类型和大小的载荷,模拟实际使用情况下的动力作用。
通过分析桥梁结构在不同频率下的响应,可以评估结构的稳定性和安全性。
在实际工程中,这些信息对于桥梁的设计、施工和维护具有重要意义。
除了动力响应分析,有限元方法还可以用于桥梁结构的优化设计。
通过对不同结构参数的变化进行分析,可以找到使桥梁结构在特定工况下具有最优性能的设计方案。
这种优化设计方法可以提高桥梁结构的抗震性能、减小结构的振动响应,从而保障桥梁的安全可靠性。
总之,利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应是一种重要的工程方法。
有限元分析在高层建筑设计中的应用
有限元分析在高层建筑设计中的应用【摘要】:ANSYS软件是融结构、热、液体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件,运用ANSYS程序对某高层建筑结构进行了建模、模态分析、瞬态动力学分析及阻尼的计算,解决了有限元分析中模态分析、阻尼计算等问题,对工程技术人员具有一定的参考价值。
【关键词】:ANSYS; 高层建筑; 模态分析; 阻尼1. 引言高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物,是现代工业化、商业化和城市化的必然结果。
城市人口集中,用地紧张,以及商业竞争的激烈化,促使近代高层建筑的出现和发展[1]。
在高层建筑设计过程中,应用有限元分析软件对结构进行仿真模拟是未来建筑行业的发展趋势。
ANSYS软件已成为土木建筑行业CAE仿真分析软件的主流。
ANSYS对于高层建筑等体形复杂建筑的静力、动力、线性和非线性等力学问题的分析具有强大的优势,可以很好地反映这些建筑物及其基础在各种复杂因素作用下的力学行为,为确保结构的安全、正常使用提供了可靠的科学依据。
2. ANSYS软件基本介绍ANSYS是世界上著名的大型有限元分析软件,它包括热、流体、电磁和结构等诸多模块,具有完备的前、后处理功能,强大的求解器以及多种方便而实用的二次开发技术,被广泛用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等一般工业及科学研究。
ANSYS提供了100种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和材料。
该软件有多种不同版本(目前最新版本已升级至10.0版本),可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上,如PC、SGI、HP、SUN、IBM等。
在世界范围内,ANSYS软件已经成为土木建筑行业CAE仿真分析软件的主流。
其在钢结构和钢筋混凝土房屋建筑、体育场馆、桥梁、大坝、隧道以及地下建筑物等工程中得到了广泛的应用。
可以对这些结构在各种外载荷条件下的受力、变形、稳定性及各种动力特性做出全面分析,从力学计算、组合分析等方面提出了全面的解决方案,为土木工程师提供了功能强大其方便易用的分析手段。
某超限高层连体结构构件分析
某超限高层连体结构构件分析1.项目概况某时代广场项目,由4栋高层塔楼组成:1#、2#楼为地上29层,屋面高度约98.75m;3#楼地上51层,屋面高度约163m;4#楼地上56层,屋面高度约178.75m。
1#~4#楼由2~3层地下车库相连,地下室埋深约为11.8m。
塔楼结构体系采用钢筋混凝土框架筒体剪力墙结构体系。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的规定,1#、2#楼为A级高度的建筑,3#、4#楼为B级高度的建筑,且3#、4#楼之间设置连廊连接,故3#、4#楼为连体结构,属复杂高层建筑。
本工程抗震设防类别建筑的抗震设防标准分类为丙类,抗震设防烈度为6度。
图1.1 总体规范平面图图1.2 3#4#楼结构三维示意图3#楼4#楼之间的连体部位既在高空处且相连层数少,主要在52~50层、46~44层、40~38层、34~32层、28~26层处相连。
该相连部位应力相对复杂,故需要就连体部分的平面内外的应力变化进行详细分析,明确应力变化,确保该部分的安全性。
1.分析模型采用静力有限元分析方法,对该连体部分进行弹性内力分析。
计算模型如图2.1所示,为3#、4#楼连体部分的结构平面布置图。
依据本工程的整体计算结果,取第51层的3#、4#楼连体部分为其计算分析模型,3#、4#楼连体部分的四角处墙柱作为模型单元一并考虑。
连体处楼板为弹性板,弹性模量依据设计混凝土标号,采用相应的弹性模量。
细分模型中,从整体分析中提取风荷载、地震作用下两个塔楼之间的水平力,与楼面恒活荷载组合。
图2.1 连体部分的结构平面布置图图2.2 连体部分主体有限元分割及边界条件1.有限元计算结果用SAP2000对上述结构进行有限元计算,结果下:1/12图3.1 水平力作用下单元楼板沿X方向的轴力内力分布图3.2 水平力作用下梁的轴力分布( KN,标准值)1/12图5.3 水平力作用下梁的平面内弯矩分布( KN.m,标准值)图5.4 竖向力作用下板的绕X轴弯矩分布( KN.m)1/12图5.5 竖向力作用下板的绕Y轴弯矩分布( KN.m,1.2DL+0.6LL值)图5.6 竖向力作用下梁的剪力分布( KN,1.2DL+0.6LL值)1/121/12图5.7 竖向力作用下梁的弯矩分布( KN.m,1.2DL+0.6LL值)图5.8 楼板在水平剪力作用下的变形趋势及X、Y、Z向的位移值(mm)1/121.构件分析根据上述有限元计算结果,取连体部分梁、板为分析单元,就梁板在各应力条件下的安全性进行分析,具体内容如下:1)仅水平力作用时,楼板沿X方向的轴力分布如图3.1所示,沿①轴线方向取一条截面,内力(拉压力)分布如下图4.1所示,由此可求得板中楼板平面内的弯矩Myo为910 KN.m,从图3.3中可得梁L-1、L-2沿着楼板平面内的弯矩My为6.5 KN(以上所列内力均为标准值)。
某超限高层结构设计
1引言随着城市化进程的不断发展,越来越多的综合交通枢纽一体化项目在大城市中拔地而起。
本项目是集游客中心、长途客运中心、旅游大巴站、城市公交站、写字楼、公寓等多功能为一体的大型综合交通枢纽。
本文结合项目中其中一栋超高层办公楼,对结构超限类型和程度进行分析和判断,并根据结构超限情况和相关规范要求提出相应的抗震性能目标。
通过多种软件计算、对比、分析和设计,使结构主体最终达到设定的抗震性能目标,从而为今后类似工程的抗震性能化设计提供参考价值。
2工程概况本项目位于广州白云区,共4栋塔楼,其中,本次超限的范围为西南地块的办公楼,如图1所示,其南侧为旅游大巴停车场。
西南塔楼地上总建筑面积为83856m 2,地下4层,地上共34层(含3层裙楼),总建筑高度148.80m 。
其中4层层高为5.63m ,避难层层高为4.35m ,其余标准层层高为4.15m。
图1综合交通枢纽一体化工程建设项目西地块场站综合体项目总平面【作者简介】冯东方(1985~),男,湖北随州人,工程师,从事结构工程及岩土工程设计与研究。
某超限高层结构设计Design of a High-Rise Structure Beyond the Limit冯东方(广州地铁设计研究股份有限公司,广州510000)FENG Dong-fang(Guangzhou Metro Design &Research Institute Co.Ltd.,Guangzhou 510000,China)【摘要】针对结构超限和其他抗震不利情况,提出了抗震性能化的设计目标,通过YJK 、MIDAS Building 和SAUSAGE 软件对结构进行了多遇地震、设防地震及罕遇地震分析,对结构的主要构件、关键构件进行验算,确保其满足抗震性能目标要求。
针对温度、穿层柱等进行了专项分析。
结果表明,结构具有良好的抗震性能,达到了设定的性能目标。
【Abstract 】In view of the over-limit of the structure and other adverse seismic conditions,this paper puts forward the design goal of seismicperformance.Through YJK,MIDAS Building and SAUSAGE software,the structure is analyzed in the case of frequent earthquakes,fortification earthquakes and rare earthquakes.The main components and key components of the structure are checked to ensure that it meets the seismic performance target requirements.Special analysis was carried out for temperature and translaminar column.The results show that the structure has good seismic performance and achieves the performance target.【关键词】超高层建筑;超限抗震性能化设计;专项分析【Keywords 】super high-rise building;over-limit;performance-based seismic design;special analysis 【中图分类号】TU973.2【文献标志码】A【文章编号】1007-9467(2023)10-0004-04【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2023.10.2014本项目民用建筑结构设计使用年限为50年,建筑结构安全等级为一级,结构重要性系数为。
某超限高层建筑的结构设计与分析
某超限高层建筑的结构设计与分析摘要:本文介绍了广州某超限高层建筑的结构设计与应用,详细介绍了方案选择、结构布置、结构分析与构造处理,并结合此工程总结了此超限高层建筑结构设计的关键问题。
关键词:结构超限结构选型弹塑性静力分析1引言本工程位于番禺南村南大干线以南,西侧毗邻汉溪大道,包括3栋43层超高层住宅及2层地下室。
地下一层为住宅配套用房、设备用房和车库;地下2层为车库,局部战时作为人防工程使用。
地上一层为架空层,局部为商业用房,二层及以上均为住宅。
2 结构选型与结构布置本工程地震和风荷载等水平力由结构的抗侧力体系承担。
由于建筑效果的需要,建筑在x向设有较多的门、窗,结构不可设置过多的x 向剪力墙,为保证x 向的整体抗侧能力,三栋塔楼x方向连在一起共同抵抗侧向力。
从体型上来说,Y向的抗侧刚度是较弱的,需要设置较多的y向剪力墙,以保证y向的抗侧刚度。
在另一方面,由于此结构的平面x、y方向尺寸相差较大(L/B=3),为保证结构足够的抗扭刚度,尽量在周边设置较强的剪力墙。
经综合分析,结构采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构。
本工程各栋楼盖均采用整体性良好的现浇混凝土梁板式结构。
首层作为上部结构嵌固端,楼板厚度不小于180mm。
标准层局部位置为保证建筑厅、房不露梁的效果,局部设置大板。
核心筒开洞较多,为保证楼层平面内刚度,核心筒范围内板厚度不小于150mm。
(标准层结构平面图详图1)图1标准层结构平面布置图3 结构超限类型和程度参照《建筑抗震设计规范》[1]、《高层建筑混凝土结构技术规程》[2]及广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》补充规定[3]有关规定,结构超限情况详表2.1。
表2.1 结构超限类型结构高度超限超A级高度建筑的最大适用高度(138.30米>120米)是否为复杂高层否(全部落地剪力墙钢筋混凝土结构)扭转不规则Ⅱ类狭长、凹凸不规则否楼板局部不连续否侧向刚度不规则否竖向抗侧力构件不连续否楼层承载力突变否整体超限情况共2项指标超限:1、超A级高度建筑的最大适用高度;2、Ⅱ类扭转不规则。
大连某超限高层结构地震响应分析
大连某超限高层结构地震响应分析
地震是一种自然灾害,地震发生时对结构造成的影响是不可避免的。
为了确保超限高层建筑的安全性,需要进行地震响应分析。
本篇文章主要介绍了大连某超限高层建筑的地震响应分析。
地震响应分析是一种模拟地震波作用下结构的震动反应的方法。
在进行地震响应分析前,需要先进行建筑结构的参数设置,包括建筑的结构形式、几何形状和材料特性等。
本文采用了弹性分析的方法进行地震响应分析。
在计算过程中,通过计算结构的周期和阻尼比来获取结构的动态特性。
结构的周期具有重要的参考价值,它反映了结构的抗震能力。
阻尼比是结构减震的重要参数,它指结构在震动过程中的能量消耗情况。
通过对大连某超限高层建筑的地震响应分析结果进行分析,可以得到以下几个方面的结论:
1. 结构的最大位移和最大加速度较小,说明结构在地震作用下的受力情况较好;
2. 结构的周期较长,说明结构的刚度较大;
3. 结构的阻尼比较小,说明结构对地震的能量吸收能力较差。
在进行地震响应分析时,需要注意以下几点:
1. 建筑结构的参数设置需要尽可能准确;
2. 模拟地震波需要选择合适的地震波记录;
3. 程序中需要考虑到动力分析的各种因素,如阻尼效应、非线性效应等。
总之,通过对大连某超限高层建筑的地震响应分析,可以得到结构在地震作用下的受力情况,并对结构的抗震能力进行评估和改进。
这对于确保建筑的抗震安全具有重要的意义。
高层建筑结构设计中的风荷载分析
高层建筑结构设计中的风荷载分析在当今城市的天际线中,高层建筑如雨后春笋般拔地而起。
这些高耸入云的建筑不仅是城市现代化的象征,更是建筑工程领域的巨大挑战。
在高层建筑结构设计中,风荷载是一个至关重要的因素,它对建筑的安全性、稳定性和舒适性都有着深远的影响。
风荷载,简单来说,就是风作用在建筑物表面上产生的压力和吸力。
然而,其实际的作用机制和影响却远非如此简单。
当风遇到高层建筑时,会产生绕流、分离和漩涡等复杂的流动现象,从而在建筑物的表面形成不均匀的压力分布。
这种不均匀的压力分布会对建筑结构产生水平力和扭矩,可能导致结构的变形、振动甚至破坏。
风荷载的大小主要取决于风速、风向、建筑物的形状、高度、表面粗糙度以及周围环境等因素。
风速是风荷载的最直接影响因素,风速越大,风荷载也就越大。
风向则决定了风对建筑物的作用方向,不同的风向会导致不同的压力分布。
建筑物的形状对风荷载的影响也十分显著。
例如,方形或矩形的建筑平面在风的作用下,其角落处容易产生较大的负压,而圆形或椭圆形的建筑则相对较为均匀地承受风荷载。
建筑物的高度也是一个关键因素,随着高度的增加,风速通常会增大,同时风的紊流特性也会更加明显,这使得风荷载的计算和分析变得更加复杂。
表面粗糙度则反映了建筑物外表面的凹凸不平程度。
粗糙的表面会增加风的阻力,从而影响风荷载的大小。
周围环境,如附近的建筑物、地形地貌等,也会对风的流动产生干扰,进而改变作用在目标建筑上的风荷载。
在进行高层建筑结构设计时,准确地评估风荷载是至关重要的。
目前,常用的风荷载计算方法主要包括规范法和数值模拟法。
规范法是基于大量的风洞试验和实际观测数据,通过统计分析得出的经验公式和系数。
各国的建筑规范中都对风荷载的计算方法和取值进行了规定。
这种方法简单易用,但对于一些特殊形状或复杂环境下的建筑,可能会存在一定的局限性。
数值模拟法则是利用计算机软件对风场和建筑物的相互作用进行模拟。
通过建立数学模型,求解流体力学方程,可以得到建筑物表面详细的风压力分布。
大连某超限高层结构地震响应分析
大连某超限高层结构地震响应分析一、引言地震是一种极其破坏性的自然灾害,在许多地区经常发生,并对建筑结构造成严重影响。
大连作为中国东北地区的经济中心城市,高层建筑林立,因此地震对大连的建筑结构安全至关重要。
本文将以大连某超限高层结构为例,对其地震响应进行分析,为该地区高层建筑的地震安全提供参考。
二、地震响应分析方法1. 地震动输入选择合适的地震动输入是地震响应分析的基础。
在本文中,我们根据大连地区的地质和地震数据,选择了适当的地震动记录作为地震输入。
2. 结构模型建立超限高层结构通常采用混凝土或钢结构,本文将采用有限元分析方法建立结构模型,对结构进行模拟和分析。
通过对结构的几何形状、材料属性和边界条件等进行合理的描述,建立适切的有限元模型。
3. 地震动响应分析采用有限元软件对结构进行地震响应分析,计算结构在地震作用下的位移、变形、应力等响应。
通过分析地震动作用下结构的响应,评估结构的地震安全性。
六、结论与展望本文针对大连某超限高层结构进行了地震响应分析。
通过对结构的地震响应进行分析,评估了结构的地震安全性,并对结构的抗震性能进行了评价。
通过本文的研究,可以为大连地区类似超限高层结构的地震安全提供参考,为建筑的地震设计和抗震加固提供技术支持。
在未来的研究中,还可以从结构的优化设计、抗震加固和监测等方面进行深入研究,进一步提高超限高层结构的地震安全性。
还可以进一步完善大连地区的地震动数据库,为地震响应分析提供更加准确的地震动输入。
希望通过不断的研究和实践,提高大连地区高层建筑的地震安全水平,为城市的发展和居民的生活安全提供更好的保障。
七、参考文献1. 章烨,梁宗光. 高层建筑结构地震响应分析及控制. 北京:中国建筑工业出版社,2009.2. 袁波,吕瑞守. 结构地震工程. 北京:中国建筑工业出版社,2013.3. 王志刚,李新. 地震动参数的统计分析与地震响应. 北京:地震出版社,2015.。
大连某超限高层结构地震响应分析
大连某超限高层结构地震响应分析
大连是中国东北地区的重要城市之一,具有高层建筑结构较多的特点。
在设计和建设
高层建筑时,地震响应分析是一项重要的工作,能够评估结构在地震中的受力情况,为结
构的安全性提供依据。
地震响应分析是指通过数学模型和计算方法,研究结构在地震中所产生的力和变形等
响应。
在进行地震响应分析时,通常会首先确定设计地震动参数,如峰值加速度、周期等。
然后,通过建立结构的有限元模型,利用数值方法求解结构的地震反应。
分析和评估结构
在地震中的受力情况。
对于大连某超限高层结构,地震响应分析尤为重要。
由于大连位于较为活跃的地震带上,地震活动频繁,因此需要对结构在地震中的承载能力进行评估。
超限高层结构相对于
低矮建筑来说,在地震中容易产生较大的力和变形,因此需要对结构的抗震性能进行分析
和评估。
地震响应分析可以通过计算结构在地震中的地震反应参数来判断结构的抗震性能,如
最大位移、最大应力等。
这些参数可以用来评估结构的安全性和耐久性。
地震响应分析还
可以用于优化结构设计,提高结构的抗震性能。
大连某超限高层结构的地震响应分析可以采用多种方法,如静力弹性分析、动力弹性
分析和非线性时程分析等。
非线性时程分析能够更准确地反映结构在地震中的力和变形响应,但计算复杂度较高。
静力弹性分析和动力弹性分析的计算相对简单,但对结构的抗震
性能评估较为保守。
大连某超限高层结构地震响应分析
大连某超限高层结构地震响应分析摘要本文选取大连市某超限高层建筑为背景工程,对上述结构进行动力弹塑性时程分析与静力弹塑性分析,所得结果进行对比,研究结构的动力响应及损伤发展,以此评估本工程抗震性能,并得到此类框筒结构形式大震下损伤发展的一般规律。
关键词超限高层结构;框架—核心筒混合结构;抗震性能设计;弹塑性分析结合我国地震灾害多发且破坏严重的特点,及超高层结构特别是针对框架—核心筒混合结构广泛应用的现实,超限高层结构的抗震性能设计成为了目前工程设计领域一个亟待解决的课题。
如何更为精确地模拟工程在实际地震灾害特别是在高烈度地震荷载下结构进入非线性阶段后的动力响应作为工程抗震设计领域的一大难题历来受到重视。
近年来,静力弹塑性分析法(Push-over)被广泛应用于超高层工程的抗震性能设计中,和动力弹塑性时程分析法一起作为我国规范中所建议的超高层结构罕遇地震下结构抗震性能验算方法而被广泛应用。
本文拟利用YJK软件,以超限高层实际工程为例进行大震下的弹塑性分析,以评估其抗震性能,并对比分析两种分析方法下结果异同。
1 框架—核心筒结构的受力特点框架—核心筒结构体系中,核心筒不仅是主要的竖向承载构件,绝大部分的水平力作用都由筒体来承担。
在一般侧向力作用下,如抗风和抗震分析中,筒体承受水平剪力约占六成以上甚至达到80%。
相比之下,框架并不作为结构主要抗侧力构件承担剪力,但出于安全方面的考量,一般应按照规范建议不低于20%。
超高层结构顶点位移与建筑高度的四次方成正比,在不同分布形式的水平荷载作用下有着不同的表达形式:水平均布荷载:(1)水平倒三角荷载:(2)超高层建筑由于总高很大而会在相同程度的水平荷载作用下产生比一般结构更明显的侧向位移。
在设计中除了考虑到结构构件的安全问题之外,为满足规范规定中对应结构整体变形指标的要求,应保证有足够的侧向刚度。
2 背景工程概况本工程位于大连市核心区,建筑形式为超高层塔楼附带裙楼。
有限元方法在高层建筑抗震设计中的应用研究
有限元方法在高层建筑抗震设计中的应用研究高层建筑是一项重大的工程项目,其设计必须充分考虑到各种自然灾害风险,特别是地震灾害的风险。
为了保证高层建筑的稳定性和安全性,建筑结构的设计必须经过严格的考虑和计算。
在此过程中,有限元方法是一种广泛使用的技术,在高层建筑抗震设计中具有重要的作用。
有限元方法是一种广泛使用的工程分析方法,可以用来确定结构在受到外部力作用下的响应。
在高层建筑抗震设计中,有限元方法常用于分析建筑结构在地震或其他自然灾害的情况下的响应,以确定其强度和稳定性。
该方法将建筑结构划分为一系列小元素,并将其在受到外部载荷(如地震)时的行为模拟为小元素的变形和应力分布。
通过计算这些变形和应力分布,可以预测建筑结构的强度和稳定性。
另外,有限元分析对工程师来说也很便捷。
与传统的手工计算相比,有限元分析需要的时间更短,准确度更高,可以快速确定一个建筑结构是否符合规范要求,并为设计师提供更多的灵活性和控制。
因此,在高层建筑抗震设计过程中,有限元方法是一种不可或缺的工具。
在高层建筑抗震设计中,有限元分析可以用于各个方面的计算。
例如,对于钢结构建筑,有限元分析可以用来确定建筑结构在地震或其他自然灾害下发生塑性变形的程度,并确定结构的强度和稳定性。
对于混凝土建筑,有限元分析可以用来计算混凝土牌号、配筋数量和结构布局等参数,以确保建筑结构的强度和稳定性。
此外,有限元分析还可以用于评估建筑材料的强度和可靠性,并确定建筑材料的保护措施和使用寿命。
总之,有限元方法在高层建筑抗震设计中的应用是十分重要的。
该方法可以帮助设计师确定建筑结构的强度和稳定性,以确保建筑在地震或其他自然灾害的情况下保持稳定和安全。
在未来,随着建筑技术的不断发展和完善,有限元分析将在高层建筑抗震设计中发挥更加重要的作用。
结构工程中的荷载分析方法
结构工程中的荷载分析方法在结构工程中,荷载分析是一个非常重要的环节。
荷载分析的目的是确定结构所承受的各种力的大小和方向,以保证结构的安全性和稳定性。
荷载分析方法的选择和应用对于设计出安全可靠的结构至关重要。
本文将介绍几种常用的荷载分析方法。
1. 静力分析法静力分析法是最为常见的荷载分析方法之一。
它基于力的平衡原理,将结构看作静止的,仅考虑外力和结构本身的重力。
通过平衡方程和受力分析,可以计算出结构的内力和变形情况。
静力分析法适用于简单的结构,如梁、柱等。
但对于复杂的结构,静力分析法可能无法满足精确的计算需求。
2. 动力分析法动力分析法是基于结构的振动特性进行荷载分析的方法。
它考虑结构在受到外力作用时的动力响应,包括结构的振动频率、振型和振幅等。
动力分析法适用于考虑地震、风荷载等动力荷载的结构。
通过模拟结构在不同荷载下的振动响应,可以评估结构的安全性和稳定性。
3. 有限元分析法有限元分析法是一种数值计算方法,通过将结构离散成有限个小单元,利用数值计算方法求解结构的受力和变形情况。
有限元分析法可以处理复杂的结构和非线性问题,如大变形、接触、材料非线性等。
它是目前结构分析中最常用的方法之一。
有限元分析法需要进行模型的离散化和边界条件的设定,准确的模型和边界条件对结果的精度有很大影响。
4. 统计分析法统计分析法是一种基于概率和统计理论的荷载分析方法。
它考虑荷载的随机性和变异性,通过概率统计方法对荷载进行分析和计算。
统计分析法适用于考虑荷载变化范围较大的结构,如桥梁、塔楼等。
通过统计分析法,可以评估结构在不同荷载下的可靠性和安全性。
综上所述,结构工程中的荷载分析方法有静力分析法、动力分析法、有限元分析法和统计分析法等。
不同的荷载分析方法适用于不同的结构和荷载情况。
在实际工程中,需要根据具体情况选择合适的荷载分析方法,并结合实际计算和试验验证,确保结构的安全可靠性。
荷载分析方法的选择和应用需要专业知识和经验的支持,是结构工程设计中不可或缺的一环。
某超限高层弹性计算结果及分析
某超限高层弹性计算结果及分析摘要:本文简要阐述了多遇地震及风荷载作用下结构的弹性分析原理;利用PKPM的SATWE软件与MIDAS Building软件对超限高层进行整体分析及对比,分析结果表明结构在多遇地震及风荷载作用下,能保持良好的抗侧性能和抗扭转的能力,完全可满足弹性阶段的结构性能目标要求。
关键词:超A级高度超限高层;弹性分析Abstract:This paper describes the principles of multi-elastic analysis of earthquake and wind loads under construction;the use PKPM SATWE software and software MIDAS Building High-rise overall analysis and comparison results show that the structure of multi earthquake and wind loads the role,to maintain good lateral torsional performance and capabilities,fully meet the objectives and requirements of structural performance elastic stage.Keywords:Super High-rise Class A highly elastic analysis1.工程概述本工程总建筑面积约20万平米。
地下两层地下室;地上一栋约175.6米的甲级写字楼(7栋)、一栋约175.4米的酒店及甲级写字楼(9栋)、4层酒店裙楼、2层商业。
,本次分析内容为其中(7栋)超高层写字楼,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系;框架柱采用普通混凝土柱,楼盖采用现浇梁板体系;属超A级高度钢筋混凝土高层建筑,为超限高层结构。
高层建筑结构有限元分析
高层建筑结构有限元分析随着城市化进程的加速,高层建筑在我们的城市景观中占据了越来越重要的地位。
这些建筑的结构安全性对于保障人们的生命财产安全具有至关重要的作用。
为了确保高层建筑结构的稳定性与可靠性,有限元分析方法成为了工程师们的重要工具。
本文将详细介绍高层建筑结构有限元分析的方法、应用及其评估。
有限元分析是一种将复杂结构划分为许多小单元,通过对这些单元进行分析来获得整体结构特性的方法。
在高层建筑结构分析中,有限元法将建筑结构离散化为大量的有限单元,如杆元、梁元、壳元等,并利用计算机软件进行模拟分析。
目前,国际上常用的有限元分析软件包括ANSYS、ABAQUS、SAP等,这些软件具有强大的计算能力和优秀的分析性能,为工程师们提供了强有力的分析工具。
有限元分析高层建筑结构的基本步骤包括:建立模型:需要对高层建筑结构进行几何建模,将其离散化为一定数量的有限单元。
这些单元可以通过手工建模或利用程序自动划分来实现。
定义材料:确定每个有限单元的材料属性,如弹性模量、泊松比、密度等。
设置边界条件:根据实际工程情况,为有限单元施加约束和载荷。
例如,固定边界条件可能包括基础约束和地震载荷等。
求解:利用计算机软件对有限元模型进行求解,得到每个单元的内力和变形等响应。
通过对高层建筑结构进行有限元分析,我们可以获得以下重要结果:应力分布:分析结果表明,高层建筑结构中的应力分布情况,可以帮助工程师们发现潜在的危险区域,从而优化结构设计。
位移响应:分析结果展示了在外部载荷作用下,高层建筑结构的位移响应,有助于评估结构的稳定性。
能量吸收能力:有限元分析可以模拟高层建筑结构在冲击载荷下的能量吸收能力,为结构设计提供参考。
对于高层建筑结构有限元分析结果,我们需要进行如下讨论:分析模型准确性评估:在分析过程中,我们需要充分考虑各种影响因素,如建模误差、计算误差等,从而对分析结果的准确性进行评估。
敏感性分析:通过敏感性分析,我们可以查明高层建筑结构对于不同参数的敏感程度,如材料属性、边界条件等,有助于优化结构设计。
大连某超限高层结构地震响应分析
大连某超限高层结构地震响应分析
地震是一种突发性的自然灾害,会对建筑和结构物造成损坏和破坏。
因此,对于超限高层结构物,特别是在地震频繁发生的地区,必须进行地震响应分析,以保障其安全性和稳定性。
本文以某大连市的超限高层结构物为例进行分析。
该建筑为一座41层的高层住宅,属于混合结构体系,采用框架-剪力墙结构。
设计地震烈度为8度,设计基准周期为1.5秒。
在进行地震响应分析前,首先要确定地震动。
针对该地区,可以参考当地地震局发布的加速度记录数据,并进行地震参数反演。
由于需要对地震动进行一系列的计算,为方便处理,将地震动信息按加速度时间历程给出。
接下来,根据建筑结构的动力特性和地震动,进行动力时程分析。
动力时程分析是评估结构物地震响应的重要方法之一,可以反映结构的动力响应特性,包括震动幅值、峰值等参数。
根据动力时程分析结果,可以得出该建筑结构物在地震中的位移、加速度、剪力等指标值。
在此基础上,对结构的稳定性和安全性进行分析和评价。
为保障超限高层结构物的安全性,可以采取以下措施:
1. 加强结构设计和构造,提高结构抗震能力和承载能力,进行横向抗震计算,提高结构的抗震能力。
2. 采用优质的建筑材料,减小地震时的变形和损伤。
3. 采取有效的震防措施,如增加加劲或加装剪力墙等。
4. 对地震波进行分析,对建筑结构物的动力响应进行合理的估计,并及时采取相应的防护措施。
最后,需要指出的是,地震响应分析是一项复杂的工作,需要充分考虑结构物的动力特性、地震动特征和防护措施等多方面因素,才能做出合理的设计和安全的保障。
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平 均 风 速 剖面 是 微 气 象 学 研 究 风 速 变 化 的一 种 主要 方 法 ,
一般采用计算较为简便 的指数率 , 即: 指标 , 成为城市化的一种 象征符 号。2 0 世 纪末 , 计算 机辅 助设 计 主要有对数率 和指数率两种 , 在建筑领域 的深入 应用 , 大量 的高强 度材料 的出现为高层 建筑 的
2 风 荷载 及结构 抗 风性 能研 究
2 . 1 风 荷栽
风荷载是 由于空气流动对工程结 构产生压 力而形 成 的, 所 以 风荷载也称为风 的动压 力 。风荷 载是 各类建 筑物 的重要 荷 载之
一
大师 、 基础 大师 、 建模 师 、 绘图 师” 四个 独立 的软件 。用于高 层
本项 目 位于中国轻纺城绍兴县某处 , 区域属于核心 区域 , 周边 3 S A , I T E 和 MI ' DAS 均为商业用地 , 西侧 为高层 商务办公集 群。项 目所 处地理 位置优 2. 随着 中国经济 的高速发展 , 大量的高层 及超 高层建筑 出现在 越, 交通 十分便利 , 顺畅 , 与主要对外交通枢纽距 离近且衔接 良好 。
作用下 的反应 , 确定 了其在风荷载作用下 的整体稳定性 。 关键词 : 超 限高 层 , 风荷载 , 稳定性 , S A T WE, MI D A S
中图分类号 : T U 9 7 3 . 2 1 文献标识码 : A
2. 2. 1 平均风速剖面
0 引言
当前 , 高层建筑的发展情况越来越 成为 当地 经济发 展的一 项
物 的安 全 性 和 稳 定 性 。
加
H5 u: o。
其中 , I 1 ) 为风荷 载标 准值 , k N / m ; 为 高度 z 处的风振系数 ;
1 2 : 为风压高度变化 系数 ; “ 为风 荷 Байду номын сангаас体 型系 数 ; 为基 本 风压 ,
kN/m 。
1 工程 概况
其结 构类 型千变 万化 , 建筑 平 面布置 及竖 向构 件 的 主楼采用混凝土框 架一核 心筒 结构 体 系, 地 下 2层 , 地 下总 人们生活 中, 形状 也越来越复杂 , 由此 人们 对建筑 物模 型 的建立 、 分 析及 设计 建筑 面积 : 1 I 7 8 2 1 1 1 。主楼 地面 以上 4 0层 , 地上计容 积率 建筑面 A T — 积: 5 9 3 4 5 . 5 m 2 , 屋顶结构标高 1 5 8 . 1 m。混凝土强度等级为 C 6 0~ 等技 术发展提 出了更高 的要求 以保 证结 构 的安全 可靠 性 。S 高层 建筑 发展 要求 , 专 门为 多 、 C 3 0 , 竖向 构 件 及 梁 纵 筋 以 采 用 H R B 4 0 0级 钢 筋 为 主 , 箍 筋 以 WE是顺应 现代 建筑设计 中的多 、 具有模 型 H R B 4 0 0为主 。本工程结 构 的设计使 用年 限确 定为 5 0年 。绍兴 高层建筑设计而研制 的空 间组合 结构有 限元 分析 软件 , 化 、 误差小 、 分 析精度 高 、 计 算 速度 快 、 前后 处 理功 能 强 等特 点 。 地区 1 0 0年重 现期 的基本风 压为 0 . 5 0 k N / m 。工程地 面粗 糙度 类别为 B 。该工程风荷载体型系数为 1 . 3 』 。 而 MI D A S B u i l d i n g 提供 了对设 计全 流程 的解决 方案 , 包括“ 结 构
范来对某超 限高层 的抗 风性 能进行了有限元分析 : 首先采用 S A T -
WE对工程实例进行抗风性能分析 计算 , 并用 MI D A S进行 验算与 准 值 应按 下 列公 式 进 行 计 算 :
在计算 主要的受力结构时 , 垂直 于建筑 物表面 上的风荷 载标
比较 , 两种不 同软件计算结果 的对 比分析用 以确保超 限高层 建筑
・
3 4・
第4 o卷 第 2 6期 2 0 1 4 年 9 月
S HANXI ARC HI T E C I t U RE
山 西 建 筑
Vo 1 . 40 No. 26 S e p. 2 01 4
文章编号 : 1 0 0 9 - 6 8 2 5 ( 2 0 1 4 ) 2 6 — 0 0 3 4 - 0 2
某 超 限 高 层 建 筑 结 构 风 荷 载 动 力 响 应 有 限 元 分 析
郭 强 赵艳 霞 张华锋
( 1 . 华北水利 水电大学 , 河南 郑州 4 5 0 0 0 0; 2 . 汉嘉设计集团股 份有限公司 , 浙江 杭州 3 1 0 0 0 5)
摘
要: 采 用分 析软件对某超限高层进行 了数值模拟 , 对其 内力 、 位 移进行 了分析 , 通过弹性 时程分 析计算 , 研 究了结构 在风 荷载
以及多层 的建筑结构 , 有标准的层概念 结构类 型 , 可 以分 析 、 设 计 上部结构 , 地下基础 结构 , 能够 画出施工 图, 还能 够进行 静力 弹塑
性分析和动力弹塑性分析 ( 本 工程实例是在 结构大 师中进行有 限
元分析模型 , 以及对 该超 限超高层进行抗风性能 的分析 ) 。
建 设提供 了重要 的技 术支持 和必要的物质基础 。
詈 = ( ) 。
其中, = 。 , 。 分别 为 标准 参考 高度 及 其对 应 的平 均 风速 ; ,
风荷 载作 为一 种 典型 的动 力 荷载 越 来越 引起 人 们 的 关注 。 为地 面粗糙指数 。 合理 的对 高层结构 进行抗风性能 的分 析 , 是保证 结构 安全 的重 要 分别 为任 一高度及 任一高度处的平均风速 ; . 2. 2 风荷载标准值 因素 , 特别是超限高层建筑 J 。本文针对 工程实例 , 结合有关 规 2