基于ETABS软件平台的型钢混凝土框架_钢筋混凝土剪力墙结构协同抗震性能研究
框架—BRB体系教学楼抗震性能分析
框架—BRB体系教学楼抗震性能分析柳晓博;孟凡涛;阮兴群;张玉明【摘要】框架结构抗震性能的改善程度是框架结构优化设计的重要内容,设置BRB 是改善框架结构抗震性能的重要途径.文章以高烈度区一栋BRB体系的框架结构教学楼为例,采用有限元软件ETABS建立三维弹塑性分析模型,并对其进行动力弹塑性分析,研究其结构的抗震性能.结果表明:罕遇地震下主体结构的弹塑性层间位移角＜1/50;主体结构框架梁柱出现的塑性铰的状态基本处于承载力不致严重降低的水平,主体结构的变形指标满足抗震性能的要求;BRB在罕遇地震下能有效发挥屈服耗能作用,其滞回曲线较为饱满,能够起到抑制结构在罕遇地震下变形的作用.【期刊名称】《山东建筑大学学报》【年(卷),期】2018(033)004【总页数】6页(P33-38)【关键词】框架—BRB体系;抗震性能;动力弹塑性分析;罕遇地震【作者】柳晓博;孟凡涛;阮兴群;张玉明【作者单位】山东华科规划建筑设计有限公司,山东聊城252000;山东华科规划建筑设计有限公司,山东聊城252000;山东华科规划建筑设计有限公司,山东聊城252000;山东华科规划建筑设计有限公司,山东聊城252000【正文语种】中文【中图分类】TU318;TU3520 引言消能减震技术［1］是在结构的某些部位设置消能减震器，利用其耗散结构变形造成的振动能量，使得建筑结构在地震作用下的反应明显减弱的技术。
目前此项技术在美国、日本得到了广泛应用。
Constantinou等对设置阻尼器的结构进行了深入细致的分析［2］。
李爱群对国内外消能减震技术的应用进行了详细的介绍，对推动国内消能减震技术的发展起到了引领与推动作用［3］。
自 GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》［4］中吸收消能减震技术以后，此项技术在国内取得了长足的发展。
JGJ 297—2013《建筑消能减震技术规程》［5］的颁布实施，标志着国内消能减震技术的蓬勃发展和日趋完善［6－11］。
ETABS
©C OMPUTERS AND S TRUCTURES , I NC ., 2003 年10月概述应用本程序进行剪力墙设计时，当用户选定设计规范为中国2002规范时，设计的过程和一系列参数选择等细节将遵循中国2002规范执行。
本技术手册列出了中国2002规范中剪力墙设计部分所涉及的不同参数的意义。
剪力墙结构设计是基于用户自定义和特定荷载组合的。
程序提供了一套默认的中国2002规范荷载组合，它们可以满足大部分结构形式的需要。
更多信息可以参见本技术手册剪力墙结构设计中国2002规范荷载组合。
与混凝土框架结构设计类似，程序也提供了是否按抗震设计结构的选择，按照中国2002规范“三水准两阶段”的设计原则，提供了《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）所使用的地震反应谱。
并且按中国2002规范所使用的抗震等级设计方法，提供了剪力墙及连梁结构单元抗震等级的选择，而且同一结构中不同剪力墙及连梁单元可选择不同的抗震等级，这方面更多信息可参见本技术手册混凝土框架结构设计部分混凝土框架结构设计中国2002规范地震荷载信息。
程序根据中国2002规范（包括《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)等）对剪力墙肢及连梁分别进行了抗弯和抗剪设计，更多信息参见本技术手册剪力墙结构设计中国2002规范墙肢抗弯设计、剪力墙结构设计中国2002规范墙肢抗剪设计、剪力墙结构设计中国2002规范连梁承载力设计。
根据本程序的特点，程序提供了中国2002规范剪力墙结构设计参数选择和覆盖项设置，更多信息参见本技术手册剪力墙结构设计中国2002规范参数选择和覆盖项。
本技术手册还提供了中国2002规范剪力墙结构设计输入、输出摘要说明，它们分别在剪力墙结构设计中国2002规范输入收据和剪力墙结构设计中国2002规范输出细节。
基于ETABS的框架结构耗能减震分析
辽宁
抚顺
１３ ０ １００
［ 摘 要］ 依据 结构 设计程 序 Ｅ Ａ Ｓ 采 用传 统 的抗震 方法和 耗 能方法对 办 公大厦 进行 设计 ， 别 建立传 统 的抗震模 型 和耗 能模型 ， ＴＢ ， 分 采用 反映 谱法进行 结构 的 地震 响应 分析 ， 出层 间位 移 、楼 层 加速度 、层间 剪力 等数 据， 过对 耗 能结 构和 非耗 能结 构 的各项 数 据 的对 比得 出结 论 ： 能结 构 比传统 的抗 震结 构抗 震性 得 通 耗 能更 好 。 ［ 关键 词］ 架结 构 耗能 减震 Ｅ Ａ Ｓ 反 映谱 分析 时程 分析 框 ＴＢ 中图分 类号 ：Ｕ ７ Ｔ９３ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编号
结 构消 能 减震 是在 结构 某些 部位 （ 如楼 层 间、节 点 、相邻 建筑 问） 设 置适 当的消 能部 件， 通过 消 能器产 生摩擦 、弹塑 性变 形或粘 滞性 滞 回变形 ， 消 散吸 收输 入 结构 的地 震 能量 ， 以达 到减 震控 震 的 目的。 本文 结合 我 国 《 筑抗 震 设计规 范 》 采 用 Ｅ Ａ Ｓ 建立 应用 耗 能减 建 ， ＴＢ 震 装置 的框 架结 构模 型， 应用 反应谱 分析 其进行 地震 动 响应分析 ， 从而验 证耗 能减 震 装 置 的有 效 性 。 １计算 模 型的 建立 该建筑 主 体结构 为１ 层， ２ 其中底 层层 高和二 层层 高均为４ ５， ．ｍ 标准层 层 高 ３３， ． ｍ 柱截 面为 ７ ０ ｍ× ７ ０ ｍ 柱距 采用 ６ ６ ０ｍ ０ｍ， ． ｍ× ６ ９ ， ． ｍ 中间走廊 宽 ２ ７ 。中 ．ｍ 间走廊 宽 ２ ７ 。边横 梁和纵 梁 为 ３ ０ ｍ× ６ ０ ｍ 中横梁 为 ３ ０ ｍ Ｘ ４ ０ ｍ ．ｍ ６ｍ ０ｍ ， ５ ｍ ０ ｍ ， 次梁为６ ６ ． ｍ× ６ ９ 。所 建立 的耗 能 减震 模 型如 图 １ 示 。 ．ｍ 所
ETABS介绍
前言由于工程结构的日益复杂性和计算机软件技术的发展，结构分析与设计软件成为结构工程师的最重要的工具之一。
当前国内的结构设计软件以国产软件为主，国外的更为先进的结构设计软件由于不能完全符合中国规范的相关规定，很大程度上是作为超高超限的高层建筑结构的对比分析软件来使用。
随着中国加入WTO，越来越多的外国设计公司将进入中国市场，同时我们的设计单位也将逐步参与国际性的设计竞争，所以了解和使用国外的设计规范对中国的设计人员来讲也十分重要。
从2003年开始，我国的建筑结构工程设计将全部采用新的国家规范，所有相关的建筑结构计算与设计软件也必须满足新规范的要求，不能满足新规范的软件将不能继续使用。
ETABS是由美国CSI公司开发研制的房屋建筑结构分析与设计软件，ETABS涵括美国、英国、欧洲、加拿大、新西兰和其他国家和地区以及中国的最新结构规范，可以完成绝大部分国家和地区的结构工程设计工作。
ETABS在全世界100多个国家和地区销售，超过10万的工程师在用它来进行结构分析和设计工作。
中国建筑标准设计研究所同美国CSI公司展开全面合作，已将中国设计规范全面地贯入到ETABS中，现已推出完全符合中国规范的ETABS 中文版软件。
除了ETABS，他们还正在共同开发和推广SAP2000（通用有限元分析软件）、SAFE（基础和楼板设计软件）等业界公认的技术领先软件的中英文版本，并进行相应的规范贯入工作。
此举将为中国的工程设计人员提供优质服务，提高我国的工程设计整体水平，同时也引入国外的设计规范供我国的设计和科研人员使用和参考研究，在工程设计领域逐步与发达国家接轨，具有战略性的意义。
ETABS简介ETABS已有近三十年的发展历史，是美国乃至全球公认的高层结构计算程序，在世界范围内广泛应用，是房屋建筑结构分析与设计软件的业界标准。
为世界上主要的标志性建筑所采用，该软件也被数以千计的教育机构作为研究和教育工具。
ETABS集成了大部分国家和地区的现有结构设计规范，她已经将美国、加拿大、欧洲规范和中国规范纳入其中，可以完成绝大部分国家和地区的结构工程设计工作。
型钢混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究 精品
型钢混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究摘要近年来，我国经济总量迅速增长，建筑技术水平不断提高。
随着城市人口数量剧增，为了缓解城市建设用地紧张，大量城市均已建成或正在建设数百米高的建筑。
混合结构体系在这一背景下应运而生。
混合结构兼具钢结构与混凝土结构的优点，能够充分发挥型钢与混凝土两种材料的特性，在抗震性能及建筑适用性方面具有无可比拟的优势。
混合结构作为一种新兴的建筑结构体系，虽然已经被国内外大量高层建筑采用，但是在实际应用过程中仍然存在一些问题，这些问题的存在限制了混合结构体系的推广应用。
目前的研究主要集中在型钢混凝土柱-钢(钢筋混凝土)梁节点抗震性能上，对于能够简化型钢混凝土梁柱节点施工工序的新型梁柱节点构造形式研究较少。
梁柱节点是结构的关键部位，受力复杂，其性能直接关系到整体结构的抗震性能。
我国现有规范及实际工程中，梁柱节点均采用节点核心区水平箍筋穿过梁型钢腹板孔洞的构造形式，但是在实际施工过程中，水平箍筋弯钩难以穿过梁型钢腹板孔洞，这给施工工序及质量保证带来了难题及隐患。
本文通过改进现有型钢混凝土梁柱节点构造形式，在规范规定的节点构造形式的基础上，提出了两种梁柱正交及一种梁柱斜交的改进型节点构造形式。
将一种普通节点形式(SRCJ-01)、三种新型的节点形式(SRCJ-02，SRCJ-03，SRCJ-04)以及同尺寸、同配筋的钢筋混凝土梁柱节点(RCJ)制作试件，进行低周反复荷载作用下的拟静力试验，研究其抗震性能。
根据试验现象及量测的数据，对比了各节点形式在低周反复荷载作用下的破坏形态、极限承载力、强度退化规律、滞回特性、耗能性能及关键部位应变分布等。
对比结果表明：各试件均发生了梁端塑性铰破坏，节点核心区保持完好，证明了“强柱弱梁强节点”的设计原则的正确性；型钢混凝土梁柱节点的承载力、延性、耗能能力等方面均明显优于钢筋混凝土节点；采用U形箍筋的SRCJ-02的极限承载力和抗震性能均优于SRCJ-01，这证明了使用U形箍筋替代闭合箍筋的构造形式是合理可行的；腹板开矩形孔的SRCJ-03在承载力方面略有不足，但是其等效粘滞阻尼比系数均大于其他试件，证明了其具有良好的耗能性能；梁柱斜交的SRCJ-04的极限承载力优于其他试件，延性处于其他试件之间，证明了该梁柱斜交节点构造形式是合理的。
使用ETABS设计
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混凝土柱的设计方法
ETABS混凝土柱截面的定义：
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ETABS培训班
规范设计
——设计覆盖项及细节信息
战 略
伙 伴
设计对象、荷载组合 设计首选项 框架结构内力调整、刚度调整 混凝土柱设计方法及设计结果输出 剪力墙设计方法及设计结果输出 钢构件的设计方法及设计结果输出 组合梁的设计方法及设计结果输出
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混凝土框架构件的内力调整
整体调整
– 根据规范剪重比的要求，对结构整体地震力的调整。结构 总信息文档中输出具体数据。
局部调整
– 对结构中某一部分构件所做出的内力调整。如框架承担的 最小水平地震剪力、结构薄弱层内力调整等。结构总信息 文档中输出具体数据。
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识别设计对象
对于线对象（梁、柱），将两个端点确定的范围作为一 个设计对象。 对于面对象（剪力墙），通过标签来确定内力输出和设 计对象的范围。绘制剪力墙时注意打开标签标记。
ETABS
简单且强大的用户界面ETABS 2013 提供单个用户界面来执行：建模、分析、设计、详图、报告。
模型浏览器快速访问对象、属性和对话框。
在同一模型中进行不同材料重力和侧向荷载的分析和设计。
模型窗口和视图的数量无限制。
模型浏览器属性的定义、复制和更改拖放指定到模型显示和设置默认显示保存和恢复用户定义的显示查看详图视图和图纸打印和导出图纸和视图分析模型视图高精度地查看和处理分析模型。
自动生成每个轴线的平面和立面视图。
定义用户视图和切割面来方便地查看和处理复杂模型。
实际模型视图快速切换分析模型和实际模型视图平滑阴影清晰显示墙的交接可以查看插入点、局部坐标转动和几何尺寸通过构件类型、材料、截面属性、层或组来隐藏、选择和查看硬件加速图形卡支持Direct X硬件加速图形卡漫游浏览模型ETABS 建模功能建模模板选择模板来快速开始新模型.模型定义：轴网和轴线间距、层、默认结构系统截面、默认楼板和托板截面、均布荷载(恒与活)轴网系统轴网系统包括：o笛卡尔o圆柱o一般轴网直接绘制轴线。
每个轴网系统可以具有自己独立的原点和转角。
智能捕捉设置多步捕捉增量。
智能确定：交点、延伸、平行、垂直。
在分析绘制模式中，绘制帮助工具也能显示实际拉伸。
3D、平面和立面视图在每个轴线自动生成平面和立面箭头按钮可以快速在轴线间浏览模型在当前工作的平面或立面以3D视图的透视面来显示建筑视图选项在特定视图中仅显示想要看见的那些构件不同的窗口可以显示不同的建筑构件视图使得可以方便地处理和控制模型展开立面沿轴线的立面沿条带的展开立面在立面视图中编辑和指定建筑临摹导入建筑DXF/DWG作为背景,层颜色导入,临摹图纸来生成ETABS 2013结构对象,右键点击来转换追踪线为ETABS 2013结构对象,可以直接对导入的背景使用捕捉功能。
交互式表格数据编辑所有ETABS 2013数据可以通过停靠式表单来进行查看和编辑允许用户使用表格来定义模型的一部分或整个模型剖分工具自动化网格生成o网格控制的大量选项o将总是生成四边形子单元用户完全控制网格如何生成Reshaper工具可以用来重新划分网格和控制网格尺寸基于轴线、基于所选线、基于对象交点或所选节点来进行网格生成面表面荷载可以单向或双向分布模型对象自动转换为内部分析所用的单元。
型钢混凝土剪力墙的抗震性能研究
型钢混凝土剪力墙的抗震性能研究
型钢混凝土剪力墙的抗震性能研究
型钢混凝土剪力墙(亦称为SRC剪力墙)是一种新型的剪力墙,其抗弯承载力、抗剪承载力及延性均好于普通剪力墙.本文简要总结了近年来国内外关于型钢混凝土剪力墙抗震研究的成果.在此基础上,进行了较高轴压比下内藏钢桁架混凝土组合高剪力墙的抗震性能试验研究.试验研究表明,内藏钢桁架的存在明显改善了高轴压比下型钢混凝土高剪力墙的抗震性能.
作者：曹万林范燕飞张建伟王新杰王志惠宋义平 FAN Yanfei CAO Wanlin ZHANG Jianwei WANG Xinjie WANG Zhihui SONG Yiping 作者单位：北京工业大学,建筑工程学院,北京,100022 刊名：地震工程与工程振动ISTIC PKU 英文刊名：JOURNAL OF EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION 年，卷(期)：2007 27(2) 分类号：P315.97 TU375 关键词：型钢混凝土剪力墙内藏钢桁架轴压比抗震性能。
基于ABAQUS的钢筋混凝土柱抗震数值模拟分析
第１８卷第６期２０２０年１２月水利与建筑工程学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．１８Ｎｏ．６Ｄｅｃ．，２０２０ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－１１４４．２０２０．０６．０２５收稿日期：２０２０ ０８ ０９ 修稿日期：２０２０ ０９ ０１基金项目：国家自然科学基金青年项目（５１４０８２２３）；国家自然科学基金面上项目（５１６７９０９１；５１９７９１０９）作者简介：程学斌（１９９５—），男，江西上饶人，硕士研究生，研究方向为工程结构抗震。
Ｅ ｍａｉｌ：ｌｂｊｃｈｅｎｇ＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：马 颖（１９８２—），女，河南郑州人，博士，硕士生导师，主要从事水工、桥梁等工程结构抗震研究工作。
Ｅ ｍａｉｌ：ｍａｙｉｎｇ１９８２０８＠１６３．ｃｏｍ基于ＡＢＡＱＵＳ的钢筋混凝土柱抗震数值模拟分析程学斌，马 颖，袁子淇（华北水利水电大学水利学院，河南郑州４５００４５）摘 要：为了研究ＡＢＡＱＵＳ软件中实体单元和纤维梁单元在不同破坏模式下（ＲＣ）柱滞回性能数值模拟的适用性，从美国ＰＥＥＲ数据库中收集了９根钢筋混凝土矩形截面柱的拟静力试验数据，柱试件分别发生了弯曲、弯剪或剪切不同模式的破坏。
在ＡＢＡＱＵＳ中分别建立柱试件的实体单元模型和纤维梁单元模型并进行往复荷载作用下ＲＣ柱滞回性能的数值模拟，将模拟结果与试验数据进行了对比分析。
结果表明：对于弯曲破坏ＲＣ柱，适合采用纤维梁单元模拟，而对于弯剪破坏和剪切破坏ＲＣ柱，基于实体单元的模拟结果与试验结果更为接近；纤维梁单元能够更准确地模拟ＲＣ柱滞回曲线的捏拢效应。
关键词：钢筋混凝土柱；ＡＢＡＱＵＳ；实体单元；纤维梁单元；滞回性能中图分类号：ＴＵ３７５．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１１４４（２０２０）０６—０１４６—０７ＳｅｉｓｍｉｃＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＣｏｌｕｍｎｓＢａｓｅｄｏｎＡＢＡＱＵＳＣＨＥＮＧＸｕｅｂｉｎ，ＭＡＹｉｎｇ，ＹＵＡＮＺｉｑｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅ’ｎａｎ４５００４５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｓｓｅｓｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＲＣｃｏｌｕｍｎｓｗｉｔｈｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｉｎＡＢＡＱＵＳｓｏｆｔｗａｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓ．Ｔｈｅｐｓｅｕｄｏ ｓｔａｔｉｃｔｅｓｔｄａｔａｏｆ９ｒｅ ｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎｃｏｌｕｍｎｓｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅＰＥＥＲｄａｔａｂａｓｅｉｎｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓ．Ｔｈｅｃｏｌｕｍｎｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｆａｉｌｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｅｓｏｆｆｌｅｘｕｒｅ，ｆｌｅｘｕｒｅ ｓｈｅａｒｏｒｓｈｅａｒ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｏｒｃｅｔｅｓｔｄａｔａ，ｔｈｅｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎＡＢＡＱＵＳｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＲＣｃｏｌｕｍｎｕｎｄｅｒｔｈｅｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｌｏａｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｆｏｒｆｌｅｘｕｒｅｆａｉｌｕｒｅＲＣｃｏｌｕｍｎｓ，ｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｓｕｉｔａｂｌｅ，ｗｈｉｌｅｆｏｒｆｌｅｘｕｒｅ ｓｈｅａｒｆａｉｌｕｒｅａｎｄｓｈｅａｒｆａｉｌｕｒｅＲＣｃｏｌｕｍｎｓ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｂａｓｅｄｏｎｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｃｌｏｓｅｒｔｏｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｃａｎｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｐｉｎｃｈｅｆｆｅｃｔｏｆＲＣｃｏｌｕｍｎｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｃｕｒｖｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎｓ；ＡＢＡＱＵＳ；ｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔ；ｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔ；ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ 在地震作用下，钢筋混凝土柱作为水工、桥梁、房屋等结构的主要竖向承重与水平抗力构件，承载着整个结构的竖向荷载和由地震引起的水平荷载。
ETABS和PKPM在超限高层抗震设计中的比较_张俊
[ 1] FEM A. NEHR P Guidelines for the Seismic Rehabilit ation of Buildings. FEMA273[ M ] . Washington: Federal Emer gency Management Agency, 1996.
( 4) 抗震等级 对于设防烈度为 7 度的 B 级丙 类建筑, 钢管砼柱框架——砼核心筒结构, 筒体及框 架的抗 震等级均为一级, 地下室部 分, 负 1 层 为一 级, 以下各层为三级。
( 5) 结构概况 核心筒为主要的抗侧力结构; 外 围剪力墙及钢管砼柱框架大大提高了结构的平面抗 扭刚度, 并承受了一部分的水平剪力及倾覆力矩。 5. 2 地基基础
( 4) 在底部加强区, 核心筒内剪力墙每 2 层设置 一道配筋加强带( 暗梁) , 与墙边缘构件一起形成暗 框架, 以提高剪力墙的抗震性能。
( 5) 按《地震安全性评价报告》所提供的场地人 工地震波进行弹性时程分析, 其地震反应较 CQC 法 结果小, 设计时以CQC 法为准。
9 结 语
从 2 种软件的计算结果看: 结构总体计算信息 中的主要参数基本 能吻合, 说明在超限审查中, 用 ET ABS 进行结构分析对 P KPM 计算结果具有很好 的参考价值。
分析与设计软件系统。
6 结构分析主要结果
( 2) 周期调整系数取 0. 8, 楼层自由度为 3, 考虑 扭转耦联振动影响。
( 1) 计算软件。SAT WE 为高层建筑结构空间有
( 3) SAT WE 和ET ABS 计算结果分析见表2、表3。
表 2 SATWE 和 ETABS 自振周 期计算结果分析
参考文献
[ 1] JGJ81- 2002, 建筑钢结构焊接技术规程[ S] . [ 2] 01J925-1, 图集 —— 压型钢板、夹芯板屋 面及墙体建 筑
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析及应用
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析及应用万金国;苗启松【摘要】Various elastic-plastic models of structure members in PERF0RM-3D were introduced. The comparison and analysis of the model experiment results of single shear and reinforced concrete core wall show that PERFORM-3D can effectively simulate the elastic-plastic performance of reinforced concrete shear wall. Through the nonlinear time history analysis of a frame core-tube and high-rise buildings under severe earthquake, the seismic performance of the structure is evaluated, and the application of PERFORM-3D in the structural seismic analysis and evaluation process are present.%介绍了PERFORM-3D中各种单元的弹塑性模型,对单片剪力墙和钢筋混凝土核心筒的试验模型进行了分析和对比,结果表明PERFORM-3D能有效模拟钢筋混凝土剪力墙的弹塑性性能.通过对某超高层框架核心筒建筑进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,评价了该结构的抗震性能,并说明了应用PERFORM-3D进行结构抗震分析和评估的过程.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2011(028)003【总页数】5页(P196-200)【关键词】PERFORM-3D;剪力墙;弹塑性时程分析;抗震性能评估【作者】万金国;苗启松【作者单位】北京市建筑设计研究院,北京100045;北京市建筑设计研究院,北京100045【正文语种】中文【中图分类】TU973+.2PERFORM-3D三维结构非线性分析与性能评估软件是由美国加州大学Berkeley分校的鲍威尔教授(Prof.Graham H.Powell)在Drain-2DX和Drain-3DX的基础上发展而来，使用以变形或强度为基础的极限状态，致力于对结构进行抗震分析和性能化评估，其分析结果得到了国际学术界和工程界的广泛认可，尤其是对错综复杂的剪力墙体系，能为使用者提供其他软件一般不具备的动力弹塑性分析功能，既可以用于工程设计，也能用于对新软件进行测试和对实验结果进行校核。
Etabs利历时注意的问题
Etabs利历时注意的问题1. ETABS是如何考虑质量参与系数及扭转因子问题的？ETABS给出了结构全面的模态信息，并给出了模态质量参与系数，静力和动力荷载参与系数。
通过模态质量参与系数可以了解平动与扭转振型的基本状态，并控制振型截取数量以获得足够的质量参与系数。
静力荷载参与系数描述了静力响应计算的效率；动力荷载参与系数是质量参与系数的延伸，它反映了模态分析对于高阶振型捕捉情况。
2. 反映谱分析中要考虑偏心时，需要按正、负偏心情形设两个工况吗？不需要。
给定偏心率后，ETABS会自动考虑正负两种情况。
3. ETABS是不是能够做PUSHOVER的剪力墙计算？可以做。
目前的情况是：只能用框架单元模拟, 将 rigid offsets 设的大一些。
剪力墙的pier 和 spandrel 无法做, 用框架单元才行。
而且pushover分析的主要应用也是针对梁柱节点的，对pushover的介绍可以看这个概念的提出者之一，CSI主要顾问Wilson教授的文章。
4. ETABS如何考虑竖向地震及设计组合的？答：新规范对于结构设计考虑竖向荷载给出了明确的说明。
在ETABS我们可以使用等效静荷载法、直接使用地震竖向静荷载法、以及振型叠加法等多种方法来实现竖向地震的计算。
在构件设计阶段，工程师可以根据结构整体属性或构件属性选择竖向地震的设计组合是否参与其设计。
5. ETABS 中对楼板的处置方式？在ETABS中共有四种area/shell单元：deck、plank、slab和wall，前三种均可用于模拟楼板，其中deck用于模拟压型钢板+砼面层，plank用于模拟单向板，仅含membrane性质的slab可用于模拟双向板。
下面分别就这三种单元详细解释：a、deck能够用于模拟压型钢板+后浇混凝土面层楼板，此单元仅有membrane性质且单向传力，在建模时的箭头方向即板的传力方向，若是要改变楼板传力方向的话能够采纳改变单元局部坐标轴的方式，其local coordinate system的1轴方向确实是楼板传力方向(也即屏幕显示的箭头方向)。
江阴市某超限办公楼结构抗震分析
江阴市某超限办公楼结构抗震分析发表时间：2020-07-29T16:42:37.090Z 来源：《科学与技术》2020年3月第7期作者：裘赵云黄志诚樊嵘苏冠齐[导读] 本文对江阴市新桥镇的超限框架-剪力墙结构办公楼进行了结构抗震分析摘要：本文对江阴市新桥镇的超限框架-剪力墙结构办公楼进行了结构抗震分析。
首先介绍了结构基本信息、抗震设防目标及超限措施，对结构进行性能化评估，对各重点部位设定性能化目标，采用性能化的设计方法。
第二，选择合适的地震波，采用ETABS软件进行弹性动力时程分析，将分析结果与SATWE反应谱计算结果进行对比，为包络设计提供相关依据。
第三，对结构分别进行中震弹性、中震不屈服计算分析。
结果表明，在设防烈度地震下，结构能实现了预先设定的性能目标。
最后，对结构进行罕遇地震下的弹塑性时程分析，从位移角、基底剪力、损伤耗能和塑性发展等角度，对结构的抗震性能进行评估，结果表明，罕遇地震下结构整体塑性损伤程度较小，塑性铰分布合理，耗能构件明确也能实现了预先设定的性能目标。
综上，结构布置是合理的，采取的超限措施是有效的。
关键词：结构超限措施；性能目标；动力时程分析1工程概况本工程位于江苏省江阴市新桥镇，为一栋科技研发大楼，建筑功能以办公为主。
总建筑面积为57758平方米，其中地上建筑面积52818平方米，地下建筑面积4940平方米。
地下室2层，负二层层高4.2m，为人防地下室(由第三方设计完成)，负一层层高5.2m；地上21层，首层层高9.8m，二层层高6.8m其它各层层高6.4m。
整栋建筑长107.50m，宽25.30m，高152.65m，主屋面结构高度137.05m。
本工程平面狭长，形式呈“凸”字形，左右对称，长宽比4.25小于6（《高规》3.4.3条限值），典型标准层平面如下图1。
主楼竖向无收进和悬挑。
结构设计使用年限50年，建筑主体结构的安全等级为二级。
结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，嵌固端设置在负一层地下室顶板处。
使用ETABS及美国规范进行钢板剪力墙设计
使用ETABS及美国规范进行钢板剪力墙设计发表时间：2019-07-01T16:58:47.557Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年5期作者：许梁章林[导读] 简述缅甸会展中心的设计概况。
在结构设计方面，设计过程中采用了国际通用结构设计软件ETABS，并采用了美国结构规范中目前尚缺乏相关规定的钢板剪力墙体系。
云南省建设投资控股集团有限公司国际工程部昆明 650021摘要：简述缅甸会展中心的设计概况。
在结构设计方面，设计过程中采用了国际通用结构设计软件ETABS，并采用了美国结构规范中目前尚缺乏相关规定的钢板剪力墙体系。
由于钢板剪力墙在ETABS中仅能建立模型及验算结构整体参数无法验算高厚比应力比等指标，本次设计还对这些无法验算的指标进行了补充验算。
综上，本次设计可为类似国际化工程项目提供参考。
关键词：钢板剪力墙；美国规范；ETABS1 项目情况概述缅甸第二中央商务区项目（简称SCBD），位于缅甸仰光市。
项目为城市商业综合体，分为一、二、三区，总建筑面积超过80万㎡，总投资额约9亿美元，整个项目总建设工期为5~8年。
本期先行实施会展中心（MCC）部分，会展中心部分面积为124415㎡，地上5层，地下三层。
上部结构体系采用钢板剪力墙体系，屋顶部分采用钢网架结构体系，最大跨度60.2m，采用彩钢板屋面。
三层部分含有局部大跨度，采用钢桁架体系，最大跨度60.2m，采用钢筋混凝土上人楼面。
2.2钢板剪力墙受剪承载力验算钢板剪力墙在ETABS计算软件中无法实现受剪承载力验算，中国规范《钢板剪力墙技术规程JGJ/T380-2015》中计算公式如下。
2.5具体验算方法本项目在设计过程中，将国际通用结构设计软件ETABS中目前无法验算的指标高厚比、受剪承载力、边缘柱截面惯性矩、边缘梁截面惯性矩的验算通过下述步奏进行补充验算。
2.5.1利用ETABS建立计算模型验算结构整体参数指标用国际通用计算软件ETABS软件建立准确精细的结构分析计算模型，验算结构的位移角、位移比、周期比等结构的整体参数指标，并通过不断调整计算模型使计算模型整体参数指标同时满足中国规范及美国规范的要求。
主要计算参数在ETABS中的实现
主要计算参数在ETABS中的实现ETABS（Extended Three Dimensional Analysis of Building Systems）是一种专业的结构分析和设计软件，用于建筑和土木工程的分析、设计和评估。
在ETABS中，参数计算是通过设置不同的属性和输入各种参数来实现的。
下面将详细介绍在ETABS中实现参数计算的主要步骤和方法。
1.模型参数设置：首先，需要在ETABS中创建模型并设置相关的参数。
可以通过绘制建筑结构的平面和立面图，并在建模过程中设置所需的参数，如板厚、柱截面尺寸、梁尺寸等。
在建模过程中，可以使用ETABS的工具栏和选项卡来选择不同的结构组件，并通过属性对话框来设置参数。
2.材料参数设置：在ETABS中，需要设置结构材料的参数，如混凝土、钢材等。
可以通过选择材料类型，并输入其材料性质和弹性模量等参数。
材料的参数设置将直接影响到模型的分析和结果。
4.分析参数设置：在ETABS中进行结构分析时，需要设置相应的分析参数。
可以选择静力分析、模态分析、地震响应谱分析等不同的分析方法，并设置相应的参数值。
可以设置分析的时间步长、收敛精度、振型数等参数来控制分析过程和结果。
5.设计参数设置：在ETABS中进行结构设计时，需要设置设计参数。
可以选择不同的设计规范，并设置相应的设计参数。
例如，对于混凝土结构，可以选择ACI（美国混凝土学会）规范，并设置混凝土强度等参数。
6.分析计算：在设置完参数后，可以进行分析计算。
ETABS将根据输入的参数和设置进行结构分析，并给出相应的结果。
可以查看结构的位移、应力、弯矩、剪力等参数，并进行相关的结果分析和评估。
7.参数修改和优化：根据分析结果，可以对参数进行修改和优化。
可以根据实际需要，调整结构的尺寸、截面形状、材料参数等，以达到设计要求或优化设计的目的。
在ETABS中，可以通过修改参数后重新进行分析计算，并对比不同参数下的结果差异。
综上所述，ETABS中的参数计算主要通过设置模型参数、材料参数、荷载参数、分析参数和设计参数来实现。
基于模型的PKPM和ETABS比较分析
（ 中 交 天津 港 湾 工 程 设 计 院有 限公 司 ， 天津 ３ ０ ０ ４ ６ １ ） 摘 要： 基 于 目前 海 外 工 程 的 蓬 勃 发 展 ， 发 展 海 外 市 场 成 为 了 各 设 计 单 位 的 主 要 目标 ， 海外 工程需 要使用 Ｅ Ｔ Ａ Ｂ Ｓ
涉 外工 程首 选 的软件 之一
本 文将 结 合某 钢 筋 混凝 土 建 筑 ． 在 同一 工程 条
件下 ． 对 两个 设 计 软件 选 取 进 行 验 算 比较 ． 结 合 两 者 的 建模 方法 、 参数选取及计算结果 等 ． 给 出两 种 计算 软 件应 用 需 要 注意 的 问题 ． 为实 际结 构 工程 鉴 定 验 算提 供参 考 。
程 正 如火 如 荼 的进 行 ．随着 海 外设 计 的 工作 增 加 ． 如 何 采 用 合 适 的计 算 软件 进 行 安 全 性 及 抗 震 验算 变 得 十分重 要
地震 分组 第二 组 ． 抗震 等 级三 级
２ 重 要 参 数 比较
对结 构 进行 整 体 分析 时 ． 需 要控 制 的几 个 重 要
表 １ Ｓａ ｔ ｖ ｅ与 Ｅｔ ａ ｂ ｓ结 果
Ｅ Ｔ Ａ Ｂ Ｓ最 大 的优 势 就 是 集 成 了大 部 分 国家 和 地 区 的现 有 结 构 设计 规 范 ， 如： 美 国、 加拿大 、 欧洲 规 范 和 中 国规 范 ． 可 以完成 绝 大部 分 国家 和地 区 的结 构
工程设计 ． 在 世 界 范 围 内被 广 泛 应 用 ． 已成 为我 国
高． 或者 提 高相邻 上 部楼层 层 高 ：
２ ） 通 过改 变截 面 尺寸 的 办 法 ： 适 当增 加 本 层梁
的地 震 剪力将 乘 以 １ ． １ ５倍 的放 大 系数 。 在 建模 过程
ETABS 说明书
用户输入数据时的单位的默认值是此模型的基本单位。用户可以在输入数据时同时输入 单位，程序此时可以自动将用户输入的带单位的数据转换为以模型基本单位为单位的数据。 用户在输入数据时，按住 shift 键同时按 Enter 键，将弹出计算器对话框，用户可在此对话 框中输入计算公式，计算所得的数值将自动成为输入数据。
1.2.1 ETABS 与 MICROSOFT OFFICE 的数据交互
设计中经常使用 EXCEL 表格与 ETABS 进行数据交互。ETABS 常用的数据表格有：轴 网编辑表格（菜单编辑 > 编辑轴网数据 >编辑轴网数据）、楼层编辑表格（菜单编辑 > 编 辑楼层数据 >编辑楼层）、输出表（菜单显示 > 设置输出表样式）。
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图 1-7 定义墙/楼板截面对话框 其中，DECK 可由图 1-7 中的 Add New Deck 生成，PLANK 和 SLAB 也可由 Add New Slab 生成；程序中，Deck, Slab, Wall 是三种不同类型的板，分别是组合楼板、混凝土楼板和 墙，而 PLANK 和 SLAB 的区别在于其属性设置的不同，如图 1-8 所示。
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1 建模
1.1 模型导入和模板调用
模型导入。中文 ETABS 支持从 DXF，EXCEL，E2K 等格式文件的导入，还可以将 SAP2000 输出的 S2K 格式直接导入。从 DXF 格式导入时要注意：DXF 图形中的曲线无法 导入到 ETABS 中。
模板调用。新建模型时，选择 No.edb，或 default.edb，将弹出下图（图 1-1）所示的 对话框。
图 2-2 中国 2002 风荷载 ◆ 风力作用面高度 风力作用面高度是自动风荷载作用的范围，用户可以自定义这一范围，其中包括女儿墙 是指风力作用是否包含建筑屋面女儿墙部分，选择这一项后，只要用户输入女儿墙高度，程 序可以自动将这一部分风荷载添加到模型中。
复杂高层建筑结构抗震分析与设计
复杂高层建筑结构抗震分析与设计
马安震
【期刊名称】《水利与建筑工程学报》
【年(卷),期】2017(015)002
【摘要】复杂高层建筑的大量涌现给结构设计特别是抗震设计提出了新的挑战.为了探究复杂高层结构的抗震性能,针对某32层型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构,选取5条实测地震动加速度时程,开展了常遇地震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析研究.研究结合各类有限元分析软件的特点,介绍了一种基于ETABS、
SAP2000、PERFORM-3D三个有限元平台的抗震分析流程.此外,通过对比结构在不同地震动作用下的响应,分析了地震动频谱特性对结构响应的影响规律.研究表明,该结构在具有相同峰值的不同地震动作用下的响应差异较大.
【总页数】6页(P199-204)
【作者】马安震
【作者单位】中铁第六勘察设计院集团有限公司 ,天津300308
【正文语种】中文
【中图分类】TU313
【相关文献】
1.复杂高层建筑结构抗震与结构控制研究及其应用 [J], 黄爽
2.多功能复杂高层建筑结构抗震动力分析 [J], 邬植树
3.复杂高层建筑结构抗震分析方法简介 [J], 季立炯
4.复杂高层建筑结构抗震设计方法研究现状与展望 [J], 陈诚
5.复杂高层建筑结构抗震性能评价方法研究 [J], 肖从真;李建辉;孙超;李寅斌;魏越因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ETABS的抗震设计
地震倾覆力矩
• 规定的水平力作用
– 内置工况：~StaticLCaseEQX/EQY
高层建筑结构的整体稳定（刚重比）
• 剪力墙结构、框架-剪力墙 结构、筒体结构： • 框架结构：
• 三种计算方法
– GB 50011-2010 – 基底反力对基底中心求合力矩 – 基底反力对基底重心求合力矩
• 结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆 力矩的比值，确定相应的设计方法
不规则楼层
• 框架结构
Vi ui
层信息图形输出
• 框架-剪力墙等结构
Ki Vi ui / hi
Ki
层信息图形报告书
混凝土构件内力调整
• 弯矩增大系数、剪力增大系数 • 实配钢筋由超强系数（实配钢筋/计算钢筋）来控制 • 柱端弯矩增大系数区分柱顶、柱底
混凝土结构抗震调整
柱端弯矩调整
顶层柱
静力推覆分析
动力弹塑性时程分析
弹塑性分析时谨记
• 分析目标是了解结构性能，提前预计可能的塑性行为，明确需 要的分析结果 • 精确分析几乎不可能，而合理设计总是可能的 • 模型尽量简化 • 模拟结构体系的本质 • 分析模态，确保结构体系是稳定的 • 逐步地添加非线性属性 • 多次快速的分析来了解结构可能的行为，进一步修正或简化 • 然后再运行长时间的分析 • 好模型的定义：
01 02
地震作用的计算
分析与设计调整
ETABS 抗震设计
03
抗震相关弹塑性分析
地震作用的计算方法
• 底部剪力法 • 振型分解反应谱法 • 时程分析
地震作用计算
– 弹性、弹塑性 – FNA法、直接积分法
底部剪力法
振型分解反应谱法
矩形钢管混凝土框架结构设计与分析
矩形钢管混凝土框架结构设计与分析摘要：通过对包头市万郡大都城住宅小区(二期)8号楼项目中带支撑的矩形钢管混凝土钢框架结构的设计计算，验证了该结构体系的可行性与安全性。
利用ETABS软件对该结构体系进行非线性以及耗能分析，研究该结构体系的抗震性能，为矩形钢管混凝土柱的设计提供参考。
关键词：矩形钢管混凝土柱；钢框架；抗震性能分析钢管混凝土具有强度高、重量轻、延性好、耐疲劳和耐冲击等优越的力学性能[1]。
此外，钢管混凝土还具有工厂产业化生产、施工方便、良好的抗火耐腐蚀等优点。
随着绿色建筑的大力推行，钢管混凝土在工程中的应用迎来了前所未有的发展契机，2004年我国颁布了CECS 159∶2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》[2]，通过节材、节地、节能、节水的实现，达到节能环保和可持续发展的目标，给人们营造更舒适、更安全的生活空间[3]。
包头市万郡大都城住宅小区钢结构住宅项目平均2.5～3 d建一层，不到两年一期27.5万m2就已进入最后的机电设备安装调试和室内装饰阶段[4]。
为充分发挥本结构体系施工工期短的特点，在刚度较小的主体结构中采用刚度较大的装配式钢筋桁架楼承板。
该板具有安装快速便捷，所形成的楼板整体性好，施工质量更容易得到保证等优点，且与压型钢板楼承板相比具有一定的价格优势[5]。
同时，为保证楼板的整体刚度，在后浇带以及二层楼面大开洞等结构薄弱部位采用钢筋通长布置、加强边梁刚度等构造措施。
多次灾害经验表明，“强柱弱梁、强节点弱构件”的设计思想成为结构设计的宗旨。
目前对钢管混凝土构件的研究主要是针对承受竖向荷载的柱进行的性能研究[6]，但是其在结构中的性能还受到其他构件和结构体系影响，与单个构件仍然有所区别。
因此，有必要对含钢管混凝土构件的结构体系进行整体计算分析，为钢管混凝土柱的设计提供参考。
1 工程概况万郡大都城住宅小区(二期)8号楼项目位于包头新城与老城结合地带，总建筑面积34 897 m2，地下2层，地上33层，建筑总高度为101.1 m(室外地坪至屋面檐口)，为住宅、商铺及地下停车场组成的住宅主体建筑。
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建筑设计基于ETABS软件平台的型钢混凝土框架)钢筋混凝土剪力墙结构协同抗震性能研究王道星1王宝卿2(1西安建筑科技大学土木工程学院710055西安)(2陕西省建筑科学研究院710082西安)摘要:由型钢混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙两种结构组合而成的结构,外框架的刚度较小,弹性极限变形值和延性系数却较大;内筒RC剪力墙以及竖向支撑RC柱刚度大,弹性极奶变形值和延性系数却较小。
整个结构在经反复的水平地震作用下,墙体或坚向支撑很快就超越自身的较小弹性极限变形值,外框架尚未充分发挥其自身的水平抗力,而RC墙体出现裂缝。
本文列举某型钢混凝土框架一钢筋混凝土剪力墙结构,地上46层,地面以上高度151.8米,建筑沿高度方向不连续,其中一层至五层为裙楼,五层以上为塔楼核心筒,结构采用三重结构体系抵抗分别由型钢混凝土柱,钢筋混凝土核心筒结构以及构成核心筒和型钢混凝土柱之间相互作用的伸臂桁架构成。
通过ETABS有限元分析软件建立模型,提出型钢混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙/协同抗震/的抗震概念设计。
对于型钢混凝土框架一钢筋混凝土剪力墙结构,应该提高核心筒剪力墙的延性,使抗侧刚度和结构延性更好的匹配,达到外框架和内筒有效的协同抗震。
关键词:型钢混凝土框架)))钢筋混凝土剪力墙结构;协同抗震;结构延性1引言型钢混凝土框架一钢筋混凝土剪力墙结构具有强度高、刚度大以及良好的延性及耗能性能,有SRC 构件组成的结构具有良好的抗震能力。
因此这种结构特别适用于地震区,尤其在设防烈度在8度以上地区的高层及超高层,更具有优越性。
型钢混凝土框架一钢筋混凝土剪力墙结构具有良好的经济性,其抗风、抗震性能也较好,在我国高层建筑中已得到较广泛的应用。
鉴于型钢混凝土结构的速发展,人们对这种结构的抗震性能更加关注,有不少疑虑已成为需要继续加以研究解决的问题,包括:抗侧刚度和结构延性的如何更好匹配,在抗震设计中如何降低核心筒钢筋混凝土墙的剪切破坏,迫使抗震墙先于剪切出现弯曲屈服。
本文根据以往在型钢混凝土结构的试验基础上,基于ETABS软件讨论这种结构的破坏模式外框架和内筒协同抗震情况,有效发挥核心筒和外框架的二道抗震防线。
初步讨论这种结构的抗侧力刚度和结构延性的匹配问题,提高核心筒剪力墙的延性,使抗侧刚度和结构延性更好的匹配,达到外框架和内筒有效的协同抗震,并在进行抗震设计方面提出一些建议。
2ETABS计算模型2.1模型概况图1型钢混凝土框架)))钢筋混凝土剪力墙结构模型全景这是一幛以办公为主,集商贸,宾馆以及其他公共设施于一体的大型超高层建筑。
主体结构为框架一筒体结构,裙楼为框架结构,地下3层,地上46层,地面以上高度204米。
层高分别为:一层至四层4.5米、五层6米,五层为转换层,五层以上层高3.3米,其中一层至五层为裙楼。
框架柱采用型钢混凝土;内筒为钢筋混凝土剪力墙。
其中混凝土强度等级;地下三层至十一层为C40,十二层至二十层为C50,二十一层至二十五层为C45,二十六层至三十层为C40,三十一层至四十层为C35,四十一层以上为C30。
图2裙楼结构平面图图3标准层结构平面图表1主要设计参数结构安全等级抗震设防分类基本风压KN/m2基本雪压KN/m2地面粗糙度抗震设防烈度场地土类别设计地震分组二丙0.90C7二一结构安全等级为二级,抗震设防烈度7度,场地土类别二类。
金融中心结构设计以国家和地方现行设计规范为依据,结构采用型钢与混凝土的混合结构,结构体系的主要特点有:(1)采用三重结构体系抵抗分别由型钢混凝土柱,钢筋混凝土核心筒结构以及构成核心筒和型钢混凝土柱之间相互作用的伸臂桁架构成。
(2)结构沿高度方向不连续,其中一层至五层为裙楼,五层以上为塔楼核心筒。
2.2计算模型2.2.1各构件定义说明在ETABS中,已经提供了若干种中国规范类型的混凝土材料和钢材料。
也可以定义工字钢截面。
材料特性都是线弹性。
ETABS还提供了三种楼板单元: DECK、PLANK、SLAB和一种墙单元WALL.在ETABS 中把楼板、墙都抽象为面对象,它们的基础模型是壳。
因此墙肢使用壳元来模拟。
也就是对于竖直的壳,程序以墙肢进行处理,对于水平的壳,程序以楼板进行处理。
2.2.1材料属性定义在ETABS中定义各向同性材料,各向同性材料的性能与荷载作用的方向无关,抗剪性能与抗拉性能没有直接关系,而且不受温度变化影响。
本分析模型中,钢材和混凝土假定为各向同性材料。
各向同性材料不能直接定义剪切模量,由杨氏模量和泊松比关系进行如下计算:G=E2(1+v)其中,E为杨氏弹性模量;v为泊松比;G为剪切模量;2.2.2刚性隔板指定在ETABS中,楼板假定为刚性隔板,一个刚性隔板作为一个刚体,可以在它的平面(整体坐标XY)内平移,以及围垂直于该平面的一个轴(整体坐标轴Z 轴)旋转。
刚性隔板实际上都是对于节点之间在平面内变形的限制,刚性隔板的假定使结构体系的自由度明显降低,结构响应的输出也因此变得更为清晰。
刚性隔板约束了楼层平面只能作XY平面内的平移和旋转,因此我们就可以读取出刚性隔板的刚心位移来分析整个结构的位移情况,分析刚性隔板的扭转情况来得到整个结构的扭转效应。
2.2.2荷载工况定义表3反应谱工况数据结构与函数阻尼比振型组合方向组合0.05CQC SRSS2.3模型分析:在ETABS中,进行分析选项设置。
计算模型楼面板指定为刚性,采用板壳单元进行模拟。
核心筒钢筋剪力墙也采用板壳单元模拟。
建筑模型自由度选为全三维,分析类型选为特征向量,并且考虑P)v 效应,方法选择迭代)基于荷载组合。
荷载工况是在恒载和活载两种工况下。
根据该地区抗震设防烈度7度,场地土类别二类的要求,选ETABS中所提供的E I)Centro地地震波分析时,分别按照7度基本烈度、七度多遇烈度、七度罕遇烈度的顺序输入E I Cen-tro波。
地震波的持续时间以及比例调整由ETABS自动设置。
3结构自振特性的分析结果3.1模型变形特征图4裙楼变形剖面图在7度多遇地震和7度基本地震作用模拟试验阶段后,主要显著变形发生在裙楼以及转换层(第5层)附近,观察发现外框的型钢柱基本没有发生形变,核心筒钢筋混凝土剪力墙根部仅有很小的形变,核心筒和型钢混凝土柱灾害间相互作用的伸臂桁架有屈曲的变形物征,形变较明显,说明结构其本处于弹性工作阶段,核心筒剪力墙根部出现少量裂缝;在7度罕遇模拟试验阶段,主梁和伸臂桁架的形变比较明显。
混凝土剪力墙根部还是有形变,说明模型也没有发生明显的破坏现象,但是局部构件变形继续增大、剪力墙的裂缝有增多的迹象,结构开始处于弹塑性工作阶段。
3.2模型的动力特性用ETABS 计算了前20阶振型,计算得到的结构前3阶的振动模态分别是x 和y 方向平动。
第三阶为扭转振型。
表4 模型结构前三阶自振频率、周期和振型形态地震水准频率周期振动形态7度多遇7度基本7度罕遇2.440.409X 向平动2.950.338Y 向平动4.900.204扭转2.390.417X 向平动2.910.343Y 向平动4.730.211扭转2.300.433X 向平动2.680.372Y 向平动4.480.223扭转3.3结构的振型用ETABS 计算了前20阶的振型,结构前三阶的振型如图6所示,从结构的振型来看,底层裙楼没有明显的形变,而在转换层附近开始较显著的变化。
第一振型 第二振型 第三振型图6 结构前三阶振型模态3.4型钢混凝土框架)核心筒结构研究进展国内学者对钢混凝土框架)核心筒结构开展了研究。
中国建筑科学研究院的徐培福等进行了一个30层型钢混凝土框架)核心筒结构拟静力试验。
本次试验在静力往复水平加载下破坏结果发现筒体底部区域(一至四层)出现大量斜裂缝,根部水平开裂,最终混凝土筒体剪力墙受拉肢根部全部拉开,垂直加载方向的剪力墙产生水平裂缝,根部拉开,试验中未观察到框架梁出现屈曲现象。
图7 底部一至五层剪力墙裂缝图模型分析表明,内筒根部钢筋混凝土剪力墙延性较差,在经往复水平地震作用下,首先发生剪切破坏,比较文献[2]中的试验结果,可以发现,谋取应该在构造上加密,此乃T 型断面、I 字型断面梁截面中特定部位的概念不应超常规提出(实际上就是规范中的/剪力墙加强区0)网状钢筋或者设置斜向钢筋等措施,以提高剪力墙的抗剪/屈服强度系数0。
在文献[2]中,徐培福等对于延性及耗能能力进一步研究,计算得到结构的延性系数,得出带混凝土的剪力墙的框架)核心筒结构的延性一般,结构的抗震能力主要依靠结构具有较高的承载力,因此结构的设计应庐从提高承载力和提高延性两个方面同时着手。
参考文献[2]的研究结论,表明使抗侧刚度和结构延性更好的匹配,达到外框架和内筒有效的协同抗震。
图8 文献[2]顶点位移)基底剪力滞回曲线图9 文献[2]单圈滞回曲线4 结论通过ETABS 对型钢混凝土框架-钢筋混凝土剪力墙结构模型计算分析,得出以下结论:(1)对具有大底盘的型钢混凝土建筑,应该重点提高主楼及裙楼顶面相衔接的楼层中构件的延性。
(2)对于钢混凝土框架-钢筋混凝土剪力墙结构,应该提高核心筒剪力墙的延性,尤其是剪力墙墙肢的根部,在构造上加密网状钢筋或者设置斜向钢筋等措施,以提高剪力墙的抗剪/屈服强度系数0。
迫使先于剪切出现弯曲屈服。
(3)结构在7度多遇烈度地震作用下,结构处于弹性工作阶段;在7度基本烈度地震作用下,核心筒和型钢混凝土柱之间相互作用的伸臂桁架有屈曲的变形特征,形变较明显。
核心筒剪力墙根部出现少量裂缝,结构处于弹性工作分阶段;在7度罕遇烈度地震作用下,核心筒墙体根部出现裂缝,竖向支撑发生杆件屈曲,水平抗力逐步降低,结构的底层局部构件有开裂迹象,结构处于弹塑性工作阶段。
(4)由于结构体系中各抗力侧力构件的刚度与延性不匹配性,造成各构件不能同步地发挥水平抗力,会导致先后破坏的各个击破情况。
参考文献:[1]吕西林等5上海环球金融中心大厦结构模型振动台抗震试验[J]。
6地震工程与工程振动第24卷第3期。
[2]徐培福等5带转换层型钢混凝土框架-核心筒结构模型拟静力试验对抗震设计的启示[J]。
6土木工程学报第38卷第9期。
[3]邹昀,吕西林,钱江5上海环球金融中心大厦结构抗震性能研究[J]。
6建筑结构学报第27卷第6期。
[4]丰定国,王社良5抗震结构设计[M ]。
6武汉:武汉理工大学出版社,2003。