高层建筑结构分析模型
超限高层建筑结构振动台试验模型设计的研究
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超限高层建筑结构振动台试验模型设计的研究!
钱德玲5 6张泽涵5 6戴启权5 6杨远威5 6蒋玉敏5 6钱礼平3
!5/合肥工业大学土木与水利工程学院" 合肥6374448# 3/安徽省建筑科学研究设计院" 合肥6374445$
66摘6要! 针对超限高层建筑高度高%层数多%整体结构复杂等特点"依据一致相似率对一超限高层建筑进行 振动台试验模型设计& 通过计算探讨超限高层建筑结构模型分别采用人工质量模型%忽略重力模型%欠人工质 量模型三种方式的合理性& 研究结果表明’欠人工质量模型的设计是合理可行的"可以通过附加人工质量来调 整加速度相似比至合理水平"以利于振动台试验的实施& 通过合理的配重模型设计"可以减小重力失真效应造 成的不利影响"从而使振动台试验更加准确地反映原型结构在地震作用下的动力响应和动力特性& 66关键词! 振动台试验# 超限高层建筑# 模型设计# 欠人工质量模型 66!"#’ $%&$’(%) *+,-.+/(%$0%(%%‘
大底盘多塔复杂高层建筑结构设计分析
⼤底盘多塔复杂⾼层建筑结构设计分析2019-04-27摘要：本⽂对⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构体系进⾏了系统的整理，对⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构进⾏了较系统的分析，以便得出⼀些对⼯程设计有实际指导意义的结论。
关键词：⼤底盘多塔楼⾼层结构的嵌固端；结构设计1、前⾔⼤底盘多塔楼⾼层建筑是将底部⼏层公共空间设置为⼤底盘，在上部采⽤两个或两个以上塔楼作为主体的结构，如果上部塔楼间在某些楼层通过连体（如连廊）结构相连，则成为⼤底盘多塔连体结构。
对于⼤底盘多塔楼结构，⼤底盘上两个或多个塔楼时，结构振型复杂，且⾼振型对结构内⼒的影响⼤，当各塔楼质量和刚度分布不均匀时，结构扭转振动反应⼤，⾼振型对内⼒的影响更为突出。
⽽且，由于多个塔楼通过底盘或连体相互连接，其振动特性、受⼒性能、破坏形式、分析模型及计算⽅法要⽐⼀般⾼层建筑复杂得多。
2、⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构体系概述⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构体系的主要特点是：在多栋独⽴的⾼层建筑底部有⼀个连成整体的⼤裙房，即形成了⼤底盘。
⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构在⼤底盘上⼀层突然收进，属竖向不规则结构；⼤底盘上有2个或多个塔楼时，结构振型复杂，并会产⽣复杂的扭转振动，因此如果结构布置不当，竖向刚度突变，扭转振动反应及⾼振型影响将会加剧。
在实际⼯程的设计中，总的来说，⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构的设计将分为如下两种结构类型进⾏分别设计：1）⼤底盘结构顶层楼板可作为上部多塔楼的嵌固端。
通常是下部为地下车库，上部为住宅⼩区。
2）⼤底盘结构顶层楼板不能作为上部多塔楼的嵌固端。
这种结构形式通常为下部裙房为商场、酒店或其它服务⽤房，上部塔楼有办公、商住功能的综合性建筑。
从结构设计的⾓度来说，对于第⼀种类型，由于⼤底盘为塔楼部分的嵌固端，各个塔楼在⽔平和竖向荷载的作⽤下可以认为是相互独⽴的，结构内⼒分析可以分开进⾏。
在这种情况下上部塔楼的结构设计是常规的，可不作讨论。
但在进⾏结构⼤底盘部分的内⼒分析时，必须进⾏整体计算，但由于塔楼的侧各刚度相对于⼤底盘的侧向刚度来说⽐较⼩，因此，上部单个塔楼的在⽔平地震⼒作⽤下对于离塔楼位置较远的⼤底盘构件产⽣的影响很⼩，所以该种情况下对于⼤底盘的构件内⼒可以不考虑由于上部多塔楼的存在⽽对⼤底盘产⽣的复杂影响。
《高层建筑基础分析与设计》高层建筑与地基基础共同作用的分析方法
➢ 最重要的简化则是地基的简化，也就是将地基简 化成什么样的“地基模型”是至关重要的。采用 不同的地基模型进行计算，基础梁、板将会得到 不同的内力和变形，它不仅影响内力的大小，甚 至会改变内力的正负号。
12
第二节 考虑上部结构与地基、基础 共同作用的分析方法
先把上部结构隔离出来，并用固定支座来代替基 础，求得上部结构的内力和变形以及支座反力， 但是支座是没有任何变形的（图a）；
接着把支座反力作用于基础上，用结构力学方法 求得地基反力，假定地基反力是线性分布的，从 而得到基础的内力和变形（图b）；
再把地基反力作用在地基或桩上来设计桩数或校 核地基强度和变形（图c）。
24
第三节 线弹性地基模型的共同作用分析
本节中，共同作用分析所应用的土体应力应变关系 均作为线性弹性处理。
地基模型采用文克勒模型、半无限弹性体模型和分 层地基模型．其统一的表达式为
S f R 或 R f 1S K S S
式中 {S}和[f ]——分别为地基变形（沉降）矩
阵和柔度矩阵；
[ Ks]——地基刚度矩阵。
Rb(i)
➢ 整个m个子结构的平衡方程为
(7-11)
K U S R (m)
(m)
(m)
(m)
b
b
b
b
➢ 可简写为
K U S R
b
b
b
(7-12) (7-13)
式力列(7-向13量)中{R，}均边是界未结知点数位。移因列此向，量式{U(7b-}1和3)基仍底没反办 法直接求解。
——子结构分析方法原理
基础内力和地基变形除与基础刚度、地基土性质 等有关外，还与上部结构的荷载和刚度有关。
高层建筑结构设计嵌固端及计算模型选取的若干关键问题探讨
高层建筑结构设计嵌固端及计算模型选取的若干关键问题探讨发布时间：2021-01-18T02:23:02.018Z 来源：《新型城镇化》2020年20期作者：邓荣斌[导读] 不同于多层建筑，在高层建筑结构中，风荷载和地震作用等水平荷载将成为控制因素，在水平力作用下，高层建筑结构受力特点类似于一个竖向悬臂构件，其倾覆弯矩与高度的关系呈二次方的关系，结构顶点的位移与高度呈四次方的关系。
广西地产集团有限公司摘要：从高层建筑结构受力特性来看，水平作用（风荷载和地震作用）在高层建筑分析和设计中起着主要作用，由此带来结构的侧向刚度、位移、地震效应等一系列复杂的问题，因此高层建筑的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂得多。
而嵌固端及计算模型的选取，无疑是影响计算结构和分析计算合理性的重要因素，本文针对高层建筑结构设计嵌固端及计算模型选取的若干关键问题进行重点阐述，并结合实际分析计算结果，提出方法和建议。
关键词：高层建筑结构；嵌固端；计算模型引言不同于多层建筑，在高层建筑结构中，风荷载和地震作用等水平荷载将成为控制因素，在水平力作用下，高层建筑结构受力特点类似于一个竖向悬臂构件，其倾覆弯矩与高度的关系呈二次方的关系，结构顶点的位移与高度呈四次方的关系。
由于高度的增加，结构的振动周期加大，结构柔度更大，顶部位移迅速增大，使得抗侧力结构的设计成为关键，即必须设置有效抵抗水平力的结构体系（柱、剪力墙、筒体或支撑等抗侧力结构）。
在建立计算模型时，比较重要的问题之一，就是嵌固端的确定，以及计算模型的选择问题，本文针对这两个问题展开重点论述。
1、高层建筑结构嵌固端的若干关键问题：1.1、关于计算嵌固端与设计嵌固端：计算嵌固端为计算模型的嵌固端，或成为力学嵌固端（或刚度嵌固端），设计嵌固端为预期塑性铰出现部位或成为强度嵌固端。
高层建筑结构由于地下室土体约束作用，在地下室顶板产生刚度突变，地震作用下，地下一层吸收了绝大部分上部传来的地震力，可能使高层建筑的塑性铰由基础顶部转移到地下室顶板以上，故规范要求地下室结构的刚度和承载力适当加强，可考虑地下室顶板为上部结构的嵌固部位，即预期塑性铰出现部位，确定嵌固部位后就可以通过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出现。
某高层办公楼结构抗震性能分析
TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2023年3月上 59某高层办公楼结构抗震性能分析吴颖中铁上海设计院集团有限公司 上海 200070摘 要 以某超限高层办公楼为例，采用两种计算软件进行弹性静力分析，计算结构均满足规范要求。
通过罕遇地震下动力弹塑性分析，结构整体抗震性能良好，与预期塑性化过程吻合，能够达到预定的大震下性能目标，确保该结构达到了抗震性能要求。
关键词 超限高层建筑；静力分析；动力弹塑性分析；抗震性能Seismic Performance Analysis of A High-Rise Office Building Wu YingChina Railway Shanghai Design Institute Group Corporation Limited, Shanghai 200070, ChinaAbstract Taking an oversized high-rise office building as an example, elasticity static analysis is performed using two calculation software, and the calculated structure meets the requirements of the specification. Through the dynamic elastoplastic analysis under rarely occurred earthquakes, the overall seismic performance of the structure is good, which is consistent with the expected plasticization process, and can achieve the predetermined performance target under large earthquakes and ensure that the structure meets the seismic performance requirements.Key words oversized high-rise buildings; static analysis; dynamic elastoplastic analysis; seismic performance1 工程概况某高层办公楼采用钢框架结构，结构高度为47.1m 。
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。
高层结构楼板不连续不规则项判别探讨——以某大型商业综合体为例
构件分布情况的特殊性，上述判别条件并不能全方位、无偏差地描述出建筑结构在地震中实际的平面刚度急剧变化程度。
在实际工程实践中，楼板不连续的判断常有很大的分歧，面对同一个项目，不同的结构工程师往往也会有不同的判断结果。
因此，判别标准有必要进一步明确及完善。
文章以福建泉州地区某大型高层商业综合体项目为研究对象，运用相关结构软件比较分析项目中楼板不连续对整体结构的周期、整体侧向位移，以及结构应力的影响，结合相关文献研究成果及个人设计经验体会，提出了楼板不连续不规则项判别的方法建议，为类似项目结构设计更加经济合理提供应用参考。
2项目概况泉州某项目S3#楼位于福建省泉州南安市美林街道洋美村，项目定性为大型商业办公综合楼（见图1），地下3层，地上17层，其中地下1层至地上8层为大商业，地上9~17层为办公楼，房屋高度为87.3 m，建筑面积约为92 346.58 m 2，采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。
项目结构设计使用年限50年，所在地区的抗震设防烈度为7度（0.10 g ），设计地震分组第三组，建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.45 s。
地上8层及以下商业建筑抗震设防类别为重点设防类，结构安全等级为一级；地上9层及以上办公建筑抗震设防类别为标准设防类，结构安全等级为二级。
项目整体计算模型如图2所示，因建筑功能要求，项目地上2～5层商业中庭区域多处设置较大的结构洞口，典型楼层结构开洞位置如图3、图4所示，剪力墙布置较为分散均匀。
根据住房城乡建设部2015年颁布的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质〔2015〕67号） [2]，本工程的不规则情况判断如表1所示，开洞导致第3及第5层Y 向有效楼板宽度比超限。
因此，楼板不连续不规则项判别为本工程结构设计的技术难点之一。
摘要 楼板不连续不规则项判别条件常存在争议。
文章通过具体案例，验证高层结构仅有少量楼层楼板开洞对结构体系影响不大。
结合相关文献研究成果，提出开洞范围薄弱部位楼板应力分析结合开洞侧楼板长宽比数值判断楼板不规则项的思路。
建筑结构设计中的转换结构特点及分析模型处理方式
建筑结构设计中的转换结构特点及分析模型处理方式摘要：随着社会的不断发展，城市和空间需求方面的矛盾日益严重，为了缓解之间的关系，城市的建筑逐渐朝着上层空间发展，越来越多的高层建筑开始出现，为了建筑物空间最大化利用，满足使用功能要求，结构设计上一般有两种处理方法：对剪力墙结构，可以通过在底部设置框支框架支撑上部剪力墙获得大空间的需求；对框架，可以在相应的楼层上抽柱形成大空间。
两者的共同特点是上部楼层的部分竖向构件不能直接连续贯通落地，需设置结构转换构件，而结构转换构件传力复杂，对计算及构造上要求更高。
利用转换层可以确保建筑工程的各项功能有效的整合到一起。
关键词：建筑结构设计；托柱转换；框支转换；分析模型处理；1、转换结构的受力、变形特点对于转换结构，主要有以下几个特点1.1竖向力的传力不连续，且在转换层上下层范围内，水平力有突变；1.2转换层上下容易产生刚度突变；1.3变形复杂、传力不明确；1.4转换层落地竖向构件与转换的竖向构件竖向变形差异较大，容易造成竖向荷载工况下弯矩、剪力突变，容易超限；1.5转换构件自身尺寸较大，质量集中，造成的地震效应突然增加；1.6转换层分析不能采用简化方式，如转换梁的轴向变形不能忽略，不能采用刚性楼板假定，且对于跨度较大的转换梁，需要考虑竖向地震作用。
2、转换结构类型及相应计算模型的处理2.1目前建筑工程常用的转换结构主要有以下三种：2.1.1梁托柱转换:这种转换可以采用经典的杆系有限元分析，不需要进行专门的模型简化处理，注意，模型中要定义转换梁；抽柱转换仅是托柱梁上下层柱子根数略有变化，其竖向刚度差异不大。
托柱梁在竖向荷载作用下的内力和普通跨中有集中荷载的框架梁相似，只不过是梁跨度较大，跨中有很大的集中荷载，故梁端和跨中的弯矩、剪力都很大，但基本没有轴向拉力，柱的剪力较小。
节点的不平衡弯矩完全按相交于该节点的梁、柱刚度进行分配。
2.1.2厚板转换结构:这种结构实际工程应用很少，对抗震很不利。
结构分析BIM模型框架和数据转换应用_刘照球
178Industrial Construction Vol.45，No.2，2015工业建筑2015年第45卷第2期檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮殑殑殑殑BIM 技术与应用结构分析BIM 模型框架和数据转换应用*刘照球1张吉2（1.盐城工学院土木工程学院，江苏盐城224051；2.北京盈建科软件有限责任公司，北京100191）摘要：BIM （Building Information Modeling ）信息集成应用链中针对结构模型的力学计算和分析一直是孤立的环节。
通过研究BIM 模型数据定义层次，对结构BIM 模型的组成和特征进行分析，比较采用结构BIM 模型在结构分析和施工图设计阶段所带来的优势，并对IFC （Industry Foundation Classes ）最新版本IFC4所定义的结构分析模型包含信息进行剖析。
从结构分析模型的数据转换角度对转换方法进行研究，提出一种BIM 和各类结构分析软件之间模型数据转换的间接方法，并开发了相应的数据转换接口。
通过4个工程实例，对BIM 与4种常用的结构分析软件之间的模型数据转换进行应用。
结果表明，所开发的数据转换接口能对不同的结构类型进行数据转换，具有较好的转换效果，可以为研究BIM 在结构分析阶段数据信息的集成和共享提供技术参考。
关键词：建筑结构；BIM 技术；IFC 模型；结构分析模型；数据转换DOI ：10.13204/j．gyjz201502036BIM-BASED STＲUCTUＲAL ANALYSIS MODEL AND DATA CONVEＲSION APPLICATIONLiu Zhaoqiu 1Zhang Ji 2（1.School of Civil Engineering ，Yancheng Institute of Technology ，Yancheng 224051，China ；2.Beijing YJK Building Software Limited Liability Company ，Beijing 100191，China ）Abstract ：The mechanical analysis of the structural model is still an isolated part in the information integration chain of BIM （Building Information Modeling ）technology．The composition and characteristic of the structural BIM model was analyzed through studying the data definition layers of BIM．The advantages were compared when the structural BIM model was adopted in the structural analysis and construction drawing design stage ，and the included data information of the structural analysis model in the IFC4version was discussed．An indirect method for the data conversion was proposed between BIM model and structural analysis model based on the methodology research ，and a data conversion interface was developed．Four project cases were adopted to test the interface for data conversion between BIM model and structural analysis models ，which created by four common finite element softwares．The results show that the data conversion interface has a good effect on different structural types ，and can provide technical reference for data integration and sharing in the structural analysis phase by using BIM technology．Keywords ：building structure ；BIM technology ；IFC model ；structural analysis model ；data conversion*国家科技支撑计划重点项目（2006BAJ01B07－03）。
★转换结构分析——建科院PKPM内部资料
梁柱的变形协调
位移协调点，也是柱 梁柱 梁柱位移协调点，也是柱 轴力、梁剪力的平衡点
梁抬柱点
梁抬柱点
上层柱内力小
上层柱内力小
再向上层则柱 内力变大
再向上层则柱 内力变大
梁抬柱的柱轴力随刚度减弱而减少
立面观察
2.2。框支剪力墙结构的计算模型
� 高规10.2.10条，转换层上部的竖向抗侧力构件（墙、柱） 宜直接落在转换层主结构上。当结构竖向布置复杂，框支 应进行 主梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙时， 主梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙时，应进行 。B级高 应力分析，按应力校核配筋，并加强配筋构造措施。 应力分析，按应力校核配筋，并加强配筋构造措施 度框支剪力墙高层建筑的结构转换层，不宜采用框支主、 次梁方案。框支剪力墙结构宜采用墙元（壳元）模型，如 SATWE、PMSAP等。 � 注意“ 壳元最大边长 ”这个参数应取得尽量小。这是为了转 换梁与上部剪力墙协调点多些，变形协调更合理。 轴向变形 的影响，所以要考虑弹性楼板， � 转换梁应该考虑 转换梁应该考虑轴向变形 轴向变形的影响，所以要考虑弹性楼板， 转换梁才能计算出轴力。
厚板转换层的实际工程
一层平面
定义虚梁
二层厚板转换层平面
4个塔 标准层平面—— ——4
厚板的单元划分
厚板自重太大造成转换层地震作用的突变
2.4。超大梁转换结构的计算模型
� 一般这种超大梁占有一层的高度，分析模型与构件的配筋模 型难以统一，所以采用两次分析用不同的计算模型来解决问 题。 梁所占有的一层仍按一层输入， 大梁按剪力墙定 模型一：梁所占有的一层仍按一层输入， 梁所占有的一层仍按一层输入，大梁按剪力墙定 � 模型一： 正确分析整体结构及构件内力 ，除大梁（用剪 义，此时可以 ，此时可以正确分析整体结构及构件内力 正确分析整体结构及构件内力，除大梁（用剪 力墙输入）的配筋不能用以外，其余构件的配筋均能参考采 用。 把大梁作为一层输入，即两层合并为一层， 大梁则 � 模型二： 模型二：把大梁作为一层输入，即两层合并为一层， 把大梁作为一层输入，即两层合并为一层，大梁则 ，这种计算模型仅用于考察、计 按梁定义，层高为两层之和 按梁定义，层高为两层之和，这种计算模型仅用于考察、计 算大托梁受力、配筋，其余构件及结构整体分析的结果可以 程序自动 不用参考。层高的增加使柱的计算长度增加，此时 不用参考。层高的增加使柱的计算长度增加，此时程序自动 考虑柱上端的刚域 ，亦使结构分析准确。也可以 用FEQ进行 考虑柱上端的刚域，亦使结构分析准确。也可以 ，亦使结构分析准确。也可以用 。 二次分析 二次分析。
多栋楼大底盘结构计算分析
多栋楼大底盘结构计算分析作者：张华李文华来源：《硅谷》2014年第14期摘要随着经济的发展，住宅建筑逐渐转向小区式发展，通常整个小区为多栋高层或小高层建筑，在地下通过一层或两层地下车库连为整体构成大底盘结构，这种结构形式不属于大底盘多塔楼结构，但是比一般高层建筑结构要复杂。
文章以具体工程为例，对这类结构设计的几个关键问题做了研究和分析：结构缝的设置、结构计算模型的建立和计算结果分析、大底盘地下室结构设计等，得出相关结论：多栋楼大底盘结构的高层住宅小区结构设计时，首先应结合建筑功能分区合理设置结构缝和确定结构嵌固端，使结构布置更加合理，有利于抗震。
其次，要建立合理的计算模型进行结构计算分析，通常采用采用整体和分散两种计算模型进行包络设计，取最不利的结果。
大底盘地下室结构设计时，应重点解决高层主楼与地下车库之间的沉降差异、地下车库的抗浮等问题。
解决了大底盘地下车库高层住宅小区结构设计中的几个重要的技术问题，可为以后同类型结构的设计提供参考。
关键词大底盘地下车库；结构缝；计算模型；包络设计；沉降差异中图分类号：TU973.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0132-03随着经济的发展，房地产行业迅速发展，城市用地日趋紧张，人们对建筑体型多样化和建筑多功能的要求不断提高。
在多高层住宅小区建设中，仅由地下车库和上部住宅塔楼组成的结构形式应用最为广泛的，即整个小区为多栋高层或小高层建筑，仅在地下通过一层或两层地下车库连为整体构成大底盘结构。
大底盘地下车库在住宅小区建设中越来越多地被采用，首先，作为住宅的配套设施，车库必不可少，大底盘地下室能够增加车位，满足车库和公共车道的使用要求。
其次，大底盘地下室的上部可以做景观和绿化，下面做车库，在满足建筑绿化率的同时，充分利用了规划面积。
多栋楼大底盘结构的住宅小区能够满足新型住宅小区建筑设计的要求，但对结构设计者来说，如何进行此类结构形式的设计，既能满足现行国家规范，又能满足建筑功能要求，成为结构设计的关键技术问题。
东南大学丁幼亮工程结构抗震分析- 结构抗震分析模型资料
研究生课程《工程结构抗震分析》课件
多点地震动输入问题（2）
引起空间地震动场变化的主要因素
• 行波效应——等效剪切波速
等效剪切波速（m/s） I0
vs>800
0
800≥vs>500
500≥vse>250
250≥vse>150
vse≤150
覆盖层厚度
I1
II
III
IV
0
<5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
研究生课程《工程结构抗震分析》课件
有限元分析时的地震动多点输入（1）
• 大质量法。在地基节点上附属很大的质量（比如质量可以 取结构质量的1E6倍）来带动结构的响应。地基节点在激 励方向不能约束。然后在质量单元上施加适当的力使地基 产生所需加速度，如果质量为1E6，则施加1E6的力将产 生单位加速度。只需为每一荷载步指定时间和相应的力即 可。此方法的优点是可以得到结构的真实响应位移（包括 了地基的平动）。
振动的作用，这种作用称之为科氏耦合效应。
东南大学土木工程学院 丁幼亮
研究生课程《工程结构抗震分析》课件
一致输入时的结构动力方程（7）
多维地震动输入下的结构动力方程
• 当不考虑地面转动角速度和转动角位移时（但地面转动加速 度仍存在），则不存在科氏耦合效应：
MU CU KU M (Ug Xθ) • 目前对地面转动分量（绕竖轴）的观测资料还很少，不足以 应用；对地面摆动分量（绕水平轴）的观测资料则几乎没有。
矩阵通常称
为科氏惯性
耦合矩阵
，
它是因为动
力坐标系相
对于定坐标系作转动运动所引起的。与科氏耦合阵有关的项称
高层建筑结构设计
1、框架-剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构。
其优点包括（A;B;C）A框架结构平面布置灵活B有较大的空间C侧向刚度较大D建筑立面处理比较方便2、属于筒体结构的有（A;B;C;D）A框筒结构B筒中筒结构C框架核心筒结构D多重筒结构3、高层建筑结构的发展趋势包括（A;B;C;D）A构件立体化B布置周边化C结构支撑化D材料高强化4、高层结构的主要结构形式有（A;B;C;D）筒体结构等A框架结构B框架—剪力墙结构C剪力墙结构D框支剪力墙结构5、筒体结构可分为（A;C;D）A多筒结构B单筒结构C筒中筒结构D框架.核心筒结构6、空间的使用灵活性，对于（A;B;C;D）都是高效的抗侧力结构体系。
A高层建筑B框筒C筒中筒D束筒7、框筒结构柱截面宜做成（B;C;D）A椭圆形B正方形C矩形DT形8、高层建筑结构分析模型有哪些（A;B;C;D）A平面结构空间协同B空间杆系C空间杆-薄壁杆系D空间杆-墙板元9、高层建筑结构是复杂的三维空间受力体系，应根据实际选取能较准确地反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。
可以选择的计算模型有：（A;B;C;D）A平面协同工作模型B空间协同工作模型C空间杆系模型D空间杆-薄壁杆系模型二、判断(共计27.5分,每题2.5分)10、高层建筑结构的平面布置，应有利于抵抗水平荷载和竖向荷载，受力明确，传力直接，力求均匀对称，减少扭转影响（正确）11、结构抗震性能目标分为1、2、3、4、5五个等级。
（错误）12、框架-剪力墙结构中框架的抗震等级划分比纯框架结构的抗震等级低。
（正确）13、高层建筑的外荷载有竖向荷载和水平荷载。
竖向荷载包括自重等恒载及使用荷载等活载；水平荷载主要考虑风荷载和地震作用（正确）14、框架―剪力墙结构是一种双重抗侧力结构。
结构中剪力墙的刚度大，承担剪力小，框架承担的侧向力相对较大（错误）15、整体小开口剪力墙，墙肢的局部弯矩很大，且墙肢在大部分楼层有反弯点。
高层连体结构弱连接设计浅析
高层连体结构弱连接设计浅析摘要详细阐述了某高层办公楼连体结构弱连接的设计思路。
用两种空间力学模型分析了地震作用下空中连廊、屋面钢桁架与主体结构采用不同连接方式对主体结构的受力、变形影响；为避免大震作用下连接体与主体结构发生碰撞或连接体滑落，根据罕遇地震下的变形要求进行连接体支座设计。
结合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)对整体结构的薄弱部位采取合理的抗震加强措施。
以期对类似结构设计提供一些借鉴与参考。
关键词高层连体结构、地震作用、连接体、弱连接1前言随着建筑设计思路的开拓创新，连体高层建筑成为一种新颖的建筑形式。
主体结构之间在楼层处通过空中连廊或天桥等连接体相连以增强建筑功能的互补性。
一般连接体的特点是跨度大，体量轻盈，直接支承在主体结构上，并由此形成独特的建筑美学效果。
连体结构通过连接体将不同的结构连接在一起，连接体与主体结构连接方式、连接体刚度与主体结构刚度比值、连接体的竖向位置等因素均对连接体、主体结构的受力及变形产生影响。
唐山地震、日本阪神地震和台湾集集地震震害表明，连体结构破坏严重，连接体本身塌落较多，主体结构与连接体的连接处结构破坏也较重；由于连接体自身塌落又引起许多次生破坏。
因此，如何处理主体结构与连接体之间的连接方式、如何解决主体结构与连接体之间的变形协调、如何防止连接体在大震下不塌落、不与主体结构发生碰撞是连体结构在设计时重点解决的问题。
对于主体结构与连接体的连接方式，理论研究与工程实践一般采用两种连接方式：强连接(又称刚性连接)或弱连接(又称柔性连接)。
本文将结合实际工程对于采用弱连接的连体结构进行探讨。
2 工程概况某办公大楼建筑群体主要包含10栋单体，单体地面以上高度为37.2m,每两栋单体南北相对，之间采用连廊和屋面桁架相连。
连廊宽度3m,跨度20m。
屋面桁架跨度20~24m,沿单体纵向通长布置。
该建筑群下设一层连通地下室，地下室作为上部结构的嵌固端。
世界最高建筑“哈利法塔”结构设计和施工
世界最高建筑“哈利法塔”结构设计和施工摘要：迪拜哈利法塔高度达828m ，是目前世界最高的建筑。
这个高度已超越了纯钢结构高层建筑的使用范围，但又不同于内部混凝土外围钢结构的传统模式，在体系上有所突破。
由于超高，设计上着重解决抗风设计和竖向压缩、徐变收缩等竖向变形问题。
施工上将C80混凝土一次泵送到601m 的高度，创造了一个新的奇迹。
关键词：超高层建筑；混合结构体系；风洞试验；时间过程分析；超高强度混凝土1、工程概况迪拜哈利法塔是目前世界上最高的建筑，由美国SOM公司设计，工程总承包单位为韩国三星，我国江苏南通六建集团公司承包土建施工，幕墙分别由香港远东、上海力进、陕西恒远三家公司承包。
自2004年9 月至 2010年1月。
总工期为1325d，用工2200万工时，总造价为15亿美元。
建筑总高度为828m ；混凝土结构高度为601 m；基础底面埋深为30 m ；桩尖深度为70 m ；全部混凝土用量为330000m，总用钢量为104000t(高强钢筋为65000t，型钢为39000 t)。
总建筑面积为526700m；塔楼建筑面积为344000m：塔楼建筑重量为50万t；可容纳居住和工作人数为12000人；有效租售楼层为162层。
哈利法塔是一座综合性建筑，37层以下是阿玛尼高级酒店；45~108层是高级公寓，共700套，78层是世界最高楼层的游泳池：108～162层为写字楼；124层为世界最高的观光层，透过幕墙的玻璃可看到80km外的伊朗；158层是世界最高的清真寺；62层以上为传播、电信、设备用楼层，一直到206层；顶部570 m 是钢桅杆。
为保持世界最高建筑的地位，钢结构顶部设置了直径为1200mm 的可活动的中心钢桅杆，可由底部不断加长，用油压设备不断顶升，其预留高度为200m。
为此哈利法塔始终不宣布建筑高度。
到2009年底，确认5年内世界各国都不可能建成更高的建筑，才最后确定828m 的最终高度。
风洞试验-模型制作及实验步骤
实验模型的制作1.工程背景与概况本次实验旨在研究一拟建高层玻璃幕墙结构建筑的表面风压分布情况，为玻璃幕墙的设计强度、施工工艺和材料选用提供依据。
该高层建筑，高41层（120米），水平面为L 形，底部4层或作商用，上部37层为办公用房，整体采用钢结构，立面采用玻璃幕墙装饰。
基于该建筑的以上特点，风荷载成为其侧向控制荷载。
2.模型设计与加工建筑模型的设计与加工，应遵循“相似准则”，以实际高层建筑为原型，采用1:200的缩尺比，绘制完成建筑模型图、构件加工图，加工得到实物模型，具体步骤如下：（1）建筑模型图以拟建高层玻璃慕青结构建筑为原型，以1:200的缩尺比对长宽高三个方向进行等比例缩小，得到模型的各个立面图及俯视平面图。
同时，为满足测量建筑表面风压系数的需要，应对需要布置测压管的位置进行标记。
测压管的布置采取水平向均匀布点、竖直向取特征位置布点的方法，在模型顶面和四面共布置了234个测点，在图中以“十”字标记。
（2）构件加工图模型加工材料为4.5mm 厚的有机玻璃，首先在考虑材料厚度的前提下设计实验模型的拼装方法，再按照拼装方法计算各拼装构件的尺寸，最终获得各拼装构件的加工图及试验模型拼装说明图，以AutoC A D 文件输出。
（3）机械加工将设计好的构件加工图纸导入数控车床的控制系统中，以4.5mm 厚的有机玻璃板为原料在数控车床上加工出期望的拼装构件，并按照设计的数目在标记的测压管位置打出测压孔。
3.测压管的安装与编号模型拼装之前需要在其表面埋入内径为ϕ1mm的黄铜管，通过内径为ϕ1.4mm的乙烯树脂管与黄铜管及压力扫描阀进行紧密连接，再接到压力传感测量模型表面各测压点的风压。
测压管的安装步骤如下：（1）埋置测压管将测压管（内径为ϕ1mm的黄铜管）埋入有机玻璃构件上预先打好的测孔中，用502胶水粘接，为防止502胶水通过测孔渗入测压管中而将其堵塞，应该首先在模型表面粘上一层透明胶纸，要求测压管与模型表面保持垂直且平齐。
高层建筑结构楼板薄弱部位应力分析
高层建筑结构楼板薄弱部位应力分析中国电子系统工程第二建设有限公司成都柯利达建筑设计有限公司摘要：对于高层及超高层建筑，楼板作为主要水平构件，不但起着承受竖向荷载并且传递水平荷载的作用，并且协调各抗侧力构件之间的变形。
目前常规的楼板设计只考虑竖向荷载对楼板的作用，没有考虑水平荷载对楼板的影响。
结合某高层剪力墙结构实例，采用有限元软件，对薄弱处楼板在水平荷载作用下进行应力分析，研究了楼板面外荷载对结构整体的影响以及水平荷载对楼板内力的作用，对楼板进行了楼板应力校核与对比，并且进行承载力验算，在应力集中区域，通过增加附加钢筋的方法来加强楼板，以保证楼板刚度。
关键词：高层建筑；建筑结构；楼板部位；应力分析引言随着经济发展，高层建筑及超高层建筑发展迅猛。
传统的楼板分析主要考虑由竖向荷载产生的面外弯曲应力，存在一定的不足。
而在水平荷载作用下，对于高层及超高层建筑，尤其是不连续、大开洞、平面不规则等结构，楼板会产生面内轴力、剪力和面外弯矩，在结构设计时应充分考虑。
关于楼板设计，目前仍采用YJK等常规软件计算，考虑到地震及风荷载对楼板的影响，可采用有限元方法对楼板应力进行分析。
由于缺少相关的规范规定，当前的传统楼板应力分析方法尚有不少争议。
1.楼板设计中所面临的问题对于高层结构而言，楼板内除了有面内的轴向正应力与剪应力外，还有面外的弯曲正应力。
而目前楼板设计大多还采用的常规计算软件，只考虑竖向荷载的作用，而水平荷载作用下的楼板面内应力与面外正应力并未考虑。
如本楼的结构形式采用此种方法，则会丢失水平荷载作用下的应力，出现安全隐患。
对于竖向荷载作用下，指导楼板配筋的应力主要是面外的弯曲正应力，其他应力对于工程设计来说可以忽略不计；对于水平荷载作用下，楼板应力应由面外弯曲正应力和面内的轴向应力共同组成。
则指导楼板受弯配筋（板底）的应力应由竖向荷载的面外正应力和水平荷载的面外正应力叠加；楼板的受拉配筋（支座处）的应力主要是水平荷载的面内轴向应力。
高层建筑结构分析模型
板壳单元简述
• 板壳元若为四边形, 则可看作是由空间的四 个三角形单元形成的近似锥体, 如图所示。
板壳单元简述
• 每个节点应有六个自由度, 但壳单元的内点0的自由度在 单元矩阵形成时已被凝聚消除, 所以四边形板壳元总共具 有24个自由度, 三角形板单元有18个自由度。 • 由于采用了小变形假设，单元的平面内刚度〔薄膜刚度〕 和弯曲刚度是不耦合的，可以分别进行考虑。也就是说， 可以分别求出平面单元刚度矩阵以及弯曲单元刚度矩阵， 然后再通过在各自的单元刚度矩阵中适当补充一些对应的 零元素进行叠加即得到。 • 对于平面单元，可以先不必考虑平面内转角，（然而，在 整个空间结构分析中及其共轭力必须考虑，但只要在其单 元刚度矩阵中适当补充一些对应的零元素即可），这样一 来，无论是三角形单元还是四边形单元，都比较简单。
三角形类薄板弯曲单元
• 为便于标记，引入以下几类具有不同结点 位移参数的结点记号
• ○
w w w, x , y y x
w 2 w w, n, s 分别为边之法向和切向 , n ns
2w 2w 2w w, x , y , , , 2 2 xy x y
矩形薄板弯曲单元
• Bogner曾提出每一结点4个位移参数
w w 2 w w, 、－ 、 y x xy
• 这是用Hermite多项式构造的位移模式(见图2)。 1960年 Birkhoff 等用二次分片插入方法建立了一 种矩形单元，1961年Melosh提出后，1976年 Kikuchi用分项插值建立的矩形单元等等在胡海昌 的《弹性力学的变分原理及其应用》一书中均可 查到，篇幅所限这里不在赘述。
(a) 开孔薄壁巨型柱离散示意