高层建筑结构时程分析的地震波输入

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高层建筑抗震设计对策

高层建筑抗震设计对策随着城市的快速发展，高层建筑如雨后春笋般涌现。

然而，地震等自然灾害的威胁始终存在，因此高层建筑的抗震设计至关重要。

良好的抗震设计能够在地震发生时保障建筑结构的稳定性和人员的生命安全。

本文将探讨高层建筑抗震设计的一些对策。

一、场地选择场地的选择是高层建筑抗震设计的首要环节。

应优先选择地质条件稳定、坚硬的场地，避免在地震断层、滑坡、泥石流等危险区域建设高层建筑。

同时，要对场地的地震效应进行详细的勘察和评估，包括场地土的类型、覆盖层厚度、卓越周期等。

例如，软弱土场地在地震时会放大地震波的作用，增加建筑物的地震响应，而坚硬场地则能有效减小地震影响。

二、结构体系的选择合理的结构体系是确保高层建筑抗震性能的关键。

常见的高层建筑结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。

框架结构具有布置灵活的优点，但抗侧刚度相对较小，适用于层数较低的建筑。

剪力墙结构抗侧刚度大，能有效抵抗水平地震作用，但空间布置不够灵活。

框架剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点，既能提供较大的使用空间，又具有较好的抗震性能，是高层建筑中应用较为广泛的结构体系之一。

筒体结构，如框筒、筒中筒等，具有极大的抗侧刚度和承载能力，适用于超高层建筑。

在选择结构体系时，需要综合考虑建筑的高度、使用功能、经济因素等。

同时，要保证结构的整体性和连续性，避免出现薄弱部位。

三、抗震计算分析准确的抗震计算分析是高层建筑抗震设计的核心。

目前常用的抗震计算方法包括底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。

底部剪力法适用于高度不超过 40 米、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构。

振型分解反应谱法考虑了结构的多振型效应，能更准确地反映结构在地震作用下的响应，适用于大多数高层建筑。

时程分析法则通过输入实际的地震波，对结构进行动态分析，能更真实地模拟地震作用，但计算工作量较大，通常用于重要或复杂的高层建筑。

在进行抗震计算时，要合理确定地震作用的取值，包括地震烈度、设计基本地震加速度、设计地震分组等参数。

建筑结构时程分析法中天然地震波的选择

０引言
作为高层建筑和重要结构抗震设计的一种补充计算，用时程分析法的主要目的在于检采
验规范反应谱法的计算结果、补反应谱法的不足和进行反应谱法无法做到的结构非弹性地弥
震反应分析。而且，用时程分析法还具有许多优点，采其最主要的是它的计算结果能更真实地
足现行抗震设计有关规范（５０１２ｉ）ＧＢ０１－００或地震安全性评价中经土层反应分析得到相应结果的相关要求。
１１选择地震记录时应充分考虑建筑物所在地的场地特性．
地震波有自己的特性，而结构也有自身动力特性，且位于特定场地土上。比如，软土并将场地波作用到刚性场地上，之结构具有共振效应，加刚性结构在高频分量为主的地震波激励下可能获得较强烈响应，性结构在低频分量为主的地震波激励下可能获得强烈响应。在选择柔地震波时，需要了解其在何种场地上获得，谱特性如何，频在结构所在场地可否重现（林建生
地震地磁观测与研究
第３２卷第４期
２１０１年８月
ＳＥＩＳＭ０Ｌ０ＧＩＣＡＬＮＤＡＧＥ０ＭＡＧＮＥＴＩＣ０ＢＳＲＶＡＴＩＥＯＮＡＮＤＲＥＳＥＡＲＣＨ
Ｖ０１２ＮＯ．３．４Ａｕｇ．２１０１
ｄｉ１．９９Ｊｉｎ１０ —２６２１．４０５ｏ：０３６／．ｓ．０３３４．０１０．０ｓ

高层建筑结构抗震弹塑性分析方法及抗震性能评估的研究

高层建筑结构抗震弹塑性分析方法及抗震性能评估的研究一、本文概述本文旨在探讨高层建筑结构在地震作用下的弹塑性分析方法及其抗震性能评估。

地震是自然界中常见的灾害性事件，对人类社会和建筑结构产生深远影响。

高层建筑由于其特殊的结构特点和高度，使其在地震中更容易受到破坏。

因此，研究高层建筑结构的抗震性能，特别是在弹塑性阶段的分析和评估，对于提高建筑结构的抗震能力，减少地震灾害损失具有重要意义。

本文将首先介绍高层建筑结构抗震弹塑性分析的基本理论和方法，包括弹塑性力学基础、结构分析模型、地震动输入等。

在此基础上，探讨高层建筑结构在地震作用下的弹塑性响应特点，包括结构变形、内力分布、能量耗散等。

然后，本文将重点介绍高层建筑结构抗震性能评估的方法和技术，包括静力弹塑性分析、动力弹塑性分析、易损性分析等。

这些方法和技术可以用于评估高层建筑结构在地震中的安全性能和抗震能力。

本文还将对高层建筑结构抗震弹塑性分析方法和抗震性能评估的应用进行案例研究。

通过实际工程案例的分析，探讨不同分析方法和技术在实际工程中的应用效果，为高层建筑结构的抗震设计和评估提供参考和借鉴。

本文将对高层建筑结构抗震弹塑性分析方法和抗震性能评估的未来发展趋势进行展望，提出相关的研究建议和展望。

通过本文的研究，可以为高层建筑结构的抗震设计和评估提供更为科学、合理的方法和技术支持，有助于提高高层建筑结构的抗震能力，减少地震灾害损失。

二、高层建筑结构抗震弹塑性分析方法的研究高层建筑结构的抗震弹塑性分析是评估建筑在地震作用下的响应和性能的重要手段。

随着建筑高度的增加，结构的柔性和非线性特性愈发显著，因此，采用弹塑性分析方法可以更准确地模拟结构在地震中的实际行为。

材料本构关系的研究：高层建筑的抗震性能与其组成材料的力学特性密切相关。

研究材料在循环加载下的应力-应变关系、滞回特性以及损伤演化规律，是弹塑性分析的基础。

通过试验和数值模拟，可以建立更精确的材料本构模型，为结构分析提供数据支持。

高层建筑结构设计水平地震作用

高层建筑结构设计
水平荷载与结构计算简化原则
第二节地震作用
一、特点
地震时，地震波产生地面运动，通过房屋基础使上部结构产生振动，这就是地震作用。地震作用使结构产生的运动称为地震反应，包括位移、速度、与加速度，加速度将使结构产生惯性力，过大的惯性力将会影响结构的正常使用，甚至造成结构的破坏。地震波使建筑房屋产生竖向振动和水平振动，一般对房屋的破坏主要由水平振动造成。设计中主要考虑水平地震作用，只有震中附近的高烈度区域才考虑竖向地震作用。地震动三要素： 1、强度：反应地震波的幅值，烈度大，强度大。 2、频谱：反应地震波的波形，1962年墨西哥地震时，墨西哥市a=0.05g，但由于地震卓越周期与结构接近，从而破坏严重。 3、持时：反应地震波的持续时间，短则对结构影响不大。
动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，但振型反应谱法或底部剪力尚无法对此作出估计。出于结构安全的考虑，《高层规程》规定了结构各楼层水平地震剪力最小值的要求，给出了不同烈度下的楼层地震剪力系数（即剪重比），结构的水平地震作用效应应据此进行相应的调整。水平地震作用计算时，结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求：
1、计算范围：水平地震作用：
• 6度区（除甲类建筑和IV类场地上的较高房屋
外）可不算 • 7-9度区（除可不进行上部结构抗震验算的房屋外）均算
竖向地震作用：
•8、9度大跨度结构和长悬臂结构 •9度的高层建筑
2、水平地震作用的计算原则： – 一般正交布置抗侧力构件的结构，可沿纵横主轴方向分别计算 – 斜交布置抗侧力构件的结构，宜按平行于抗侧力构件方向计算 – 质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应考虑水平地震作用的扭转影响
5、动力时程分析法

弹性动力时程分析地震波选取方法探讨

弹性动力时程分析地震波选取方法探讨摘要：本文根据珠海市某超限高层弹性动力时程分析结果，探讨了选波方法。

研究表明，采用小样本容量的地震波输入时，天然波输入数量的增加可以降低地震波的总体离散性，按规范推荐的比例输入三向地震波加速度是合理的。

关键词：结构设计；弹性动力时程分析；地震波Abstract: in this paper, according to the Zhuhai city high-rise overrun elastic dynamic time-history analysis results, discusses the selection of wave method. Studies show that, using the small sample size of earthquake input, natural wave input quantity increase can reduce the overall dispersion of seismic wave, according to the standard recommended proportional input three to seismic wave acceleration is reasonable.Key words: structural design; elastic time-history dynamic analysis; seismic wave近年来，随着我国社会经济的发展，各类高层建筑在全国各地日益增多。

它们新颖别致、多样化、复杂化和独特个性等特点给城市带来崭新面貌的同时也给高层建筑结构设计者带来了严峻的挑战。

《建筑抗震设计规范》[1]第5.1.2条和《高层建筑混凝土结构技术规程》[2]第4.3.4条规定了高层建筑应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充验算的范围。

本文对珠海市某超限高层建筑进行弹性动力时程分析，探讨地震波的选取方法。

时程分析中地震波输入位置的讨论

时程分析中地震波输入位置的讨论摘要:时程分析法通过直接动力分析可得到结构相应随时间的变化关系，能真实地反应结构地震相应随时间变化的全过程，是抗震分析的一种重要方法[1]。

目前有限元软件可以实现结构的时程分析，但是在不同的软件中，其实现方式不同，主要区别在地震波的输入位置不同。

本文通过有限元软件ABAQUS采用不同的地震波输入位置对同一结构进行时程分析分析，对比结构相同位置的时程位移曲线，结果表明结构在采用不同地震波输入位置的时程分析中，结构的地震响应基本一致。

关键词：时程分析、有限元软件、钢筋混凝土剪力墙Abstract: The time history analysis method to analyze the available structure through direct power to the relationship between the corresponding changes over time, truly reflect the structure of earthquake corresponding to the whole process of change over time, is an important method of seismic analysis [1]. Finite element software can be time-history analysis of the structure, but in different software in different ways, the main difference between the different positions in the seismic wave input. In this paper the finite element software ABAQUS using different seismic wave input location on the same structure, process analysis analysis, contrast structure the same location of when the process displacement curve, the results show that the structure using different seismic waves enter the position time history analysis, the seismic response basically the same.Keywords: time history analysis, finite element software, reinforced concrete shear walls一、引言在时程分析等动力学问题中，地震力以加速度形式从基础固定处输入。

高层建筑结构的输入地震动问题探讨

四川建筑科学研究Sichuan B uilding Sc ience 第33卷　增刊2007年12月收稿日期22作者简介解振涛(),男,陕西铜川人,硕士,研究方向为工程振动和结构抗震。

y x @63高层建筑结构的输入地震动问题探讨解振涛1,张俊发2,高永昭1,库新勃3(1.四川省建筑科学研究院,四川成都　610081;2.西安理工大学水利水电学院土木工程系,陕西西安　710048;3.西北电力设计院,陕西西安　710032)摘　要:高层建筑结构,因体量庞大、质量巨大,如果建造于非基岩上,则结构的输入地震动也将大大有别于自由场地震动,其上、下部结构动力相互作用将是一个不容忽视的影响因素。

本文围绕层状场域内高层建筑的地震动输入问题,针对目前普遍采用的将地基、基础与上部结构整体建模进行地震响应分析的整体法,提出了其合理的输入地震动的选取方法,并结合现行规范,为某实际工程进行地震响应分析的输入地震动进行了选取。

关键词:高层建筑结构;地震响应分析;输入地震动;地基、基础与上部结构整体模型中图分类号:T U311;T U318 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2007)增刊-0062-05Som e d iscussi on on i n put s e ism on ta ll bu ild i n g i n l ayer ed soil 2f i eldX I E Zhentao 1,Z HANG Junfa 2,G AO Yongzhao 1,K U Xinbo3(1.Sichuan Institute of B uilding Re s ea rch,Chengdu 610081,China;2.Depa rt m ent of Civil Enginee ri ng,Xi πan Uni ve rsity of Technol ogy,Xi πan 710048,China;3.Nort hwe st Electrica l De sign I n stitute,Xi πan 710032,China )Ab stra ct:For the tall bu ilding structure with col ossa l vol .and va stne ss ma ss built on non -bedrock,the interac tion of uppe r and l owe r pa rts will be n ot allo wed negl ec t,the struc t u ral input seis m would be h i ghly diffe rent fro m free fi e ld ground moti on .Cente red on this problem ,t his paper ai m s a t integral method,which m eans t he analysis of seis m ic res ponse on s oil -founda tion -superstructure integral model,ad op ted a t la rge for the moment,the me th od of cho osing the i nput se is m on thismodel was broug ht for ward .Moreove r,based on the actual criteri on,the input se is m of s e is m ic res ponse ana lysis for one p ractical project wa s s e lec ted .Key wor ds:ta ll building struc ture;analysis of se is m ic res ponse;inpu t seis m ;s oil 2founda tion 2superstructure int egral mode l0　前　言对高层建筑结构进行地震反应分析是研究高层建筑结构抗震性能的重要手段,合理选择用来进行时程分析的地震波对分析本身来说是至关重要的。

高层建筑地震时程分析

时程分析概述高层结构的有限元网格模型如下所示，网格总数为25596，节点总数为32793。

其中梁单元采用Beam188单元类型，壳单元采用shell181单元类型。

时程分析计算在Ansys中完成。

时程分析过程中约束高层建筑的底部，模拟地基约束，不考虑土壤弹性等因素。

所以计算过程中均考虑了重力加速度，取值为9.8m/s^2。

图4-2 有限元网格模型材料部分，模型中的框架柱、外环梁、内框架柱梁、次梁等梁结构均采用C40混凝土，两边的对称剪力墙采用C30混凝土，中间部分采用C40混凝土，均假设为线弹性，不考虑混凝土的塑性行为，材料的参数如下表所示。

表1 材料参数表弹性模量（Pa) 泊松比密度(kg/m^3) C40 3.25E+10 0.2 2700.0C30 3.00E+10 0.2 2700.0三种地震波的计算结果如下所示Elcentro波计算结果一、最大位移反应对于该地震波共进行四次分析，分别是X向地震波输入、Y向地震波输入、Z向地震波输入、三向地震波输入。

四种情况时候，均考虑了重力加速度。

四种情况下高层建筑每层的最大合位移如下图所示。

图4-3 不同楼层的位移变化情况从图4-3可见，随着楼层增高，不论是何种加载方式，最大位移均呈增大趋势。

其中三向加载和Y向加载的位移变化情况基本接近，由分析可以，三向加载的最大位移并不等于X、Y、Z分向加载最大位移的和，但是整体要大于任意一方向的加载情况。

是因为载荷是矢量载荷，所以和位移不能简单的相加。

三个分方向加载情况中，Y向加载下的位移最大，其次为X方向，Z向为竖直方向，其位移随着楼层增加，每层的最大位移略有增加但是趋势平缓，与其他两个方向相比，此时Z向的位移可以认为基本不变。

由此也可见，对于高层建筑结构，在三向地震波中，最危险的为水平方向，因为地震也主要是剪力破坏。

在竖直方向破坏很小。

其中在水平方向，Y方向的位移响应要比X方向大，因为Y方向为高层建筑的短向，X方向为高层建筑的长向，模型中的Shell单元可以看作是混凝土剪力墙，短向的整体刚度要小于长向。

高层建筑结构抗震性能分析

高层建筑结构抗震性能分析随着城市化进程的加快，高层建筑的兴起已成为都市发展的一道靓丽风景线。

然而，高层建筑由于其特殊的结构形式，常常面临地震带来的巨大挑战。

因此，对高层建筑结构抗震性能进行深入分析和研究，具有重要的理论和实践意义。

一、高层建筑结构的特点高层建筑结构通常具有以下几个特点：1. 高度：高层建筑一般高度超过50米，甚至更高。

这种高度特点使得结构容易受到地震力的影响。

2. 自重：高层建筑自身的自重通常较大，使得结构需要更强的抗震能力。

3. 柔性：高层建筑通常采用柔性的结构形式，如钢结构、混凝土框架结构等。

这种柔性使得结构在地震中更容易受到水平荷载的作用。

二、高层建筑抗震设计原则为了确保高层建筑在地震中具备较强的抗震能力，需要遵循以下抗震设计原则：1. 抗震性能目标：确定高层建筑的抗震性能目标，包括地震烈度、安全性能要求等。

2. 结构计算方法：选择合适的结构计算方法，包括静力计算、准静力计算和动力响应谱计算等。

3. 结构材料和形式：选择适当的结构材料和结构形式，如钢结构、混凝土框架结构等。

4. 结构稳定性：保证高层建筑结构的整体稳定性，防止结构在地震中发生局部破坏。

5. 预制与拼装：采用预制和拼装结构，提高结构的整体性能和施工质量。

6. 基础处理：合理设计高层建筑的基础，确保其抗震性能。

三、高层建筑结构抗震分析方法高层建筑结构抗震分析有多种方法，可以根据具体情况选择合适的方法，常用的有：1. 静力分析方法：通过静态荷载计算，分析结构的受力情况和位移响应。

2. 响应谱分析方法：基于地震响应谱，分析结构的动力特性和受力情况。

3. 时程分析方法：通过地震波时程分析，模拟结构在地震中的实际受力情况。

4. 参数分析方法：通过改变结构参数，分析结构的敏感性和抗震性能。

四、高层建筑结构抗震加固与改造对于现有的高层建筑，如何提升其抗震性能是一个重要的问题。

常见的高层建筑结构抗震加固与改造方法有：1. 增加承载力：通过增大柱子和梁的截面，提高结构的抗震能力。

建筑抗震分析地震波选取的研究吴忠坤

建筑抗震分析地震波选取的研究吴忠坤发布时间：2021-08-10T02:06:14.617Z 来源：《基层建设》2021年第15期作者：吴忠坤[导读] 总结分析国内外地震波的研究成果，结合相关规范，提出地震波选取的原则：即结合频谱特性、有效峰值、持时的基本内涵，结合工程设计广州大学土木工程学院广东广州 510006摘要：总结分析国内外地震波的研究成果，结合相关规范，提出地震波选取的原则：即结合频谱特性、有效峰值、持时的基本内涵，结合工程设计，并给出一种地震波选取的案例。

实施相对简单，有利于在结构在抗震分析中选取合适的地震波，为后续的发展研究奠定了良好的基础。

关键词：抗震设计；时程分析；地震波一、引言地震是目前人类尚难以完全抗御的主要灾害之一，对人类的生命和社会财富造成了巨大的危害。

抗震设防是有效减轻震害的途径，而抗震设防的首要任务就是进行地震动的输入。

影响地震的因素有断层位置、震中距、波传递途径的地质条件、板块运动形式、场地土构造和场地类别等。

在不同的地震作用下，不同场地得到的地震记录具有较大的区别，即使在同一次地震作用下，同一场地得到的地震记录也不尽相同[1]。

结构的地震响应随输入地震波的不同而相差甚大，直接影响计算结果的正确性和结构的安全。

因此，合理的选择地震波成了抗震分析中保证计算结果可靠的必要条件。

二、地震动的主要特性国内外学者的大量研究表明，虽然对未来地震动进行准确的定量是难以实现的，但只要所选用的地震波的主要参数能够大体上符合地震动的主要参数，所得到的时程分析结果可以较为真实地反映出结构在真实地震作用下的地震反应，计算得到的位移及内力能够满足工程设计对其精度的要求[2]。

地震动有三要素，分别为地震动的幅值、频谱特性和持续时间。

（一）地震动幅值地震动幅值可以是地震动加速度、速度或位移中三者之一的峰值或某种意义下的等代值，是对地震动强度最为直观的描述。

加速度峰值（PGA）为加速度时程的最大值，通常为地震动高频成分的幅值，大量研究表明：由于高频地震波只存在于震源附近，在传播过程中衰减较快，且与建筑物自振频率相差较大，对建筑物的影响较小。

高层建筑的结构时程分析

多自由度体系在多维空间体系下的动力方程为：
时响应出地震动的三要索：振幅，频谱和持时对结构响应的影
响。除了在进行时程积分时引入一些假设外，时程分析法基
一
…
ｒ］［１ Ⅱ１『
Ｋｒｏ］～
ｕ＇ｌ
…
＝
本没有其它限制，能处理线性和非线性问题，可以精确考虑结
【关键词】高层建筑；时程分析；抗震设计【中图分类号】Ｔ９３．１Ｕ７３
近年来，高层建筑和超高层建筑越来越多，水平荷载在
【文献标识码】Ａ
高层建筑结构设计中成为重要的考虑因索。而时程分析法
（又称直接动力法）能描述出地面振动时建筑振动的全过，程，出建筑的薄弱环节，找所以被国内外广泛地应用。
构刚度）（）确定结构阻尼比；４；３（）选择地震波。
许多国家已经把时程分析法列入设计规范。我国的《高层建筑混凝土结构技术规程》（ＧＪＪ３—２０）第３３４条０２．．
规定：７—９度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时
时间ｔ函数；，ｘ、｝别为结构的加速度、度和位的ｉ｛ｌｉ分｝速
特性及持时的影响，以计算出整个地震过程中结构的运动可和受力状态。时程分析法可用于计算弹性结构，也可用于计算弹塑性结构，即考虑由于地震使结构出现裂缝或屈服，引
【摘要】随着世界各国经济的发展和科学技术的进步，高层及超高层建筑应运，水平荷载（地震作用、风荷载等）已经成为结构设计考虑的重要因素。时程分析法作为一种动态的新兴的计算方法，国内外广泛地应用。被

建筑结构分析中地震波的选取

建筑结构分析中地震波的选取针对建筑结构的时程分析模式，需确保地震波选取的科学性，以提高实际测量结构的精准性。

从目前整个工程测定状态而言，地震波各项参数的界定，主要是通过持时、频谱、峰值来决定的，只有三者所呈现出的参数属性达到建筑抗震指标，才可得出较为精准的数据结果。

基于此，文章对建筑结构分析中地震波的选取进行分析，并通过实例予以认证。

标签：建筑结构;地震波;功率谱近年来，自然灾害的频发，对房屋建设质量、性能提出更高的需求。

抗震结构对于建筑结构来讲，需通过内部架构功能的实现，令建筑物所具备的结构力可在抵消外界压力的同时，增强自身结构属性，保证结构功能的最大化。

利用建筑结构时程分析的方法，可通过运算结果，精准的反映出当前结构性能下，建筑物所呈现出的震动参数，进而对当前建筑结构中所存在的不稳定因素进行界定，然后通过数据模型，将建筑结构所呈现出震动系数进行映射，更为精准的计算出相关数据，为后续工程结构的设定提供基础保障。

1、地震波的选择方案第一，地震波的选取应符合地区结构特性。

从地震波测定数据而言，其本身属于动力特征的一种，在固有的场地上，地震波所形成的局部共振效应，作用在建筑结构中，可形成更为强烈的波感，此类地震波作用到刚性结构与柔性结构中所呈现出属性略有差异。

通常情况下，地震波的测定在当前场地内与地基土质、震动距离等具有较高的关联属性。

例如砂石类地基、黏土类地基等，尽管在建筑项目开设前，已经对地基结构进行基准设定，但受到大范围的地质影响，土层所消耗的频率、过渡效果等都具有一定差异性。

而对于震源来讲，靠近震动中心的区域，其所呈现出振幅效果较高，频率值较大，反之，则相对减弱。

为此，在进行实际模拟时，地震所呈现出的属性，必须具有一定的综合特点，即为地震波存在的频率周期，应符合当前场地的建设属性，且应依据实际震动位置，测定出建筑结构所能承受的极限值。

第二，地震波的选取应符合峰值变化趋势。

地震波的作用强度可通过峰值体现出来，针对建筑结构所呈现出特性，需对地震波所呈現出峰值进行极限输出，通过对地区历年来地理环境的变化，保证极限值与基准值达到一定的线性关系，然后对建筑结构时程分析法中的系数进行调整，当系统所记录的数值达到当前可操控范围时，则可将其作为地震波的一种选取形势，这样一来，当地震波所造成的空间震感具有一定的浮动系数时，可通过调幅的形式，逐一完善数据记录，以确保各项数值记录的精准性，提高地震波正确选取的概率。

泉州某超高层建筑结构抗震设计分析

泉州某超高层建筑结构抗震设计分析摘要：本工程是集高级办公、高端公寓及高端商业为一体的综合大楼，结构体系为大底盘错层框架-剪力墙结构，高度130米超A级。

本文将对结构进行抗震性能设计和计算分析，并采取一系列抗震加强措施，使结构能满足规定的抗震性能目标要求。

关键词：超限结构；抗震性能设计；抗震加强措施一、工程概况本项目位于泉州市，东临丰海路，西临泉泰路，用地南侧、北侧均为东海片区滨海总部区其他开发地块，总用地面积为9千平方米。

本工程是集高级办公、高端公寓及高端商业为一体的综合大楼。

一至四层为商场，一区为31层的办公，二区为23层的高档公寓，总建筑面积约9万多平方米，建筑高度为130m。

地下室设计为停车库以及设备用房，地下三层局部设计为人防地下室，平时为停车库以及设备用房，战时为人员掩蔽所等功能。

二、结构设计1、主要设计条件设计使用年限为50年；结构安全等级为二级；抗震丙类设防；设防烈度7度半（0.15g）；设计分组：第三组；场地类别Ⅲ类；特征周期0.65s。

基本风压W0=0.70kN /m2 (50年一遇) ，承载力计算时按基本风压的1.1倍采用。

场地地面粗糙度A类，体型系数双向按1.4。

2、主体结构设计塔楼三维立面计算模型见右图。

塔楼采用大底盘错层框架-剪力墙结构体系，部分剪力墙在建筑首层或六层楼面进行局部转换，核心筒全部落地。

楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板体系。

塔楼基础采用灌注桩基础，持力层为中风化花岗岩。

竖向构件砼等级从C60~C35逐渐变化。

3、超限分析根据住房和城乡建设部《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），以上情况总结如下：1.建筑高度超限检查：建筑高度H=130m>80m，属于B级高度。

2.建筑结构一般规则性超限检查：（1）扭转不规则：位移比最大值1.29>1.20 （2）楼板不连续：错层结构（3）扭转不规则：局部转换，转换比例3.9%<10%3.建筑结构严重规则性超限检查：无4、计算分析本工程嵌固端设置在地下室顶板，结构设计计算分析采用了多模型、多工况、多程序（YJK、SATWE、ETABS）的方式，按最不利工况控制。

某超高办公楼罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析要点

某超高办公楼罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析要点发表时间：2019-10-17T14:56:38.940Z 来源：《建筑细部》2019年第8期作者：胡凯[导读] 本办公楼项目位于安徽省合肥市滨湖新区用地面积约1.6万平方米，容积率6.0，总建筑面积约12.6万平方米。

深圳市建筑设计研究总院有限公司广东深圳 518000摘要：某超高办公楼项目为超A类高度办公楼，地下3层，地上40层，主要屋面高度179.9米，采用框架-核心筒结构体系，由于建筑平面宽度及核心筒宽度均较窄，结合建筑避难层设置钢支撑，为避免X向与Y向刚度相差过大，仅在Y向边榀框架上设置钢支撑，本项目采用PKPM系列软件中的SATWE模块，MIDAS Building软件对结构进行整体对比分析，本文简要介绍了采用MIDAS Building软件对结构罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析。

1、工程概况本办公楼项目位于安徽省合肥市滨湖新区用地面积约1.6万平方米，容积率6.0，总建筑面积约12.6万平方米。

地上包含一栋179.9米超高层办公塔楼及7层裙房，地下设三层地下室。

项目地块占地平面尺寸约70m～105.6 x102m，地下3层，地上塔楼建筑层数40层（不包括三层构架），塔楼房屋高度179.9m，裙房7层，裙房房屋高度31.7m，地上各层层高均为4.5m，塔楼避难层层高4.4m，地下一层层高5.4m，地下二层层高4.8m，地下三层层高3.7m，主要建筑功能为办公，建筑效果图详见图1，建筑标准层平面图详见图2。

图1 图2工程抗震设防烈度为7度，为避免平面严重不规则，在塔楼与裙楼交接部位设置抗震缝，使得塔楼与裙楼脱开，本文仅针对超高塔楼。

2、结构体系本塔楼结构采用框架-核心筒结构，核心筒尺寸为36.6米x10.1米，Y向宽度较窄，为保证结构侧向刚度，结合建筑避难层位置，在12层、23层及34层避难层Y向边榀框架设置Y向腰桁架，并且为有效控制结构扭转效应，钢支撑设置在边榀框架上，支撑相关的框架梁及框架柱均设置钢骨。

时程分析时地震波的选取及地震波的反应谱化

时程分析时地震波的选取及地震波的反应谱化摘要：目前我国规范要求结构计算中地震作用的计算方法一般为振型分解反应谱法。

时程分析法作为补充计算方法，在不规则、重要或较高建筑中采用。

进行时程分析时，首先面临正确选择输入的地震加速度时程曲线的问题。

时程曲线的选择是否满足规范的要求，则需要首先将时程曲线进行单自由度反应计算，得到其反应谱曲线，并按规范要求和规范反应谱进行对比和取舍。

本文通过介绍常用的数值计算方法及计算步骤，实现将地震加速度时程曲线计算转化成反应谱曲线，从而为特定工程在时程分析时地震波的选取提供帮助。

关键词：时程分析，地震波，反应谱，动力计算1 地震反应分析方法的发展过程结构的地震反应取决于地震动和结构特性。

因此，地震反应分析的水平也是随着人们对这两个方面认识的深入而提高的。

结构地震反应分析的发展可以分为静力法、反应谱法、动力分析法这三个阶段。

在动力分析法阶段中又可分为弹性和非弹性（或非线性）两个阶段。

[1]目前，在我国和其他许多国家的抗震设计规范中，广泛采用反应谱法确定地震作用，其中以加速度反应谱应用得最多。

反应谱是指：单自由度弹性体系在给定的地震作用下，某个最大反应量（如加速度、速度、位移等）与体系自振周期的关系曲线。

反应谱理论是指：结构物可以简化为多自由度体系，多自由度体系的地震反应可以按振型分解为多个单自由度体系反应的组合，每个单自由度体系的最大反应可以从反应谱求得。

其优点是物理概念清晰，计算方法较为简单，参数易于确定。

反应谱理论包括如下三个基本假定：1、结构物的地震反应是弹性的，可以采用叠加原理来进行振型组合；2、现有反应谱假定结构的所有支座处地震动完全相同；3、结构物最不利的地震反应为其最大地震反应，而与其他动力反应参数，如最大值附近的次数、概率、持时等无关。

[1]时程分析法是对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。

由于此法是对运动方程直接求解，又称直接动力分析法。

超高层建筑抗震分析方法综述

超高层建筑抗震分析方法综述摘要：随着社会财富的不断累积以及用地面积的日益减少，超高层建筑呈现出百花齐放的趋势。

另一方面，我国位于两大地震带之间,地震灾害频频发生，如果在人口密集的地区发生地震,就可能会导致重大的灾难。

因此，对超高层结构抗震性能的研究具有重大的科学意义现实意义。

本文就前人所做工作的基础上，综述了国内外一些超高层建筑常用的结构体系以及抗震分析方法的发展过程。

关键词：超高层建筑；抗震分析；结构体系0前言我国地域可用面积少，并且人员密集，因此需要建设大量的超高层建筑来满足人们生活和工作需要，并且我国位于世界上两大地震带之间，如果地震对超高层结构造成严重破坏，将会造成严重的人员伤亡。

即使结构没有发生破坏，仅仅由于非结构构件的破坏也会造成严重的经济损失，并且需要时间进行修复，造成使用功能中断，地震引起的加速度也会造成人员恐慌问题。

全球每年发生地震频繁，即使部分高层建筑没有位于震源地带，然而还是出现了较强的地震反应。

高层建筑遭受地震破坏的实例也时常发生，例如1977年在罗马尼亚发生的7.2级地震，虽然Sofia市距离震中的距离超过300公里，却造成了一些高层建筑的损坏；2008年，长江三角洲地区的部分超高层建筑由于四川汶川县的地震也产生了震动，距离震中距超过1000公里；2011年日本发生了9.0级地震灾害，这也导致东京塔顶端的天线产生了反应。

以上述震害表明：与普通建筑相比，高层建筑的周期更长，即使远场地震动强度有所衰减，但是强烈的地震动会对超高层建筑造成显著影响。

故有必要对超高层建筑的抗震性能进行深化研究。

1超高层建筑的结构体系1.1 已有超高层建筑高层及超高层建筑是近现代以来才出现的建筑形式，不仅可以很好的解决我国城市目前用地不足的问题，满足使用者舒适的工作与生活环境的需要，同时也是一个城市经济增长的标志，也是加快城市化建设的象征。

因此，建筑的形式也呈现出多元化的格调。

（1）哈利法塔，位于阿联酋迪拜，建成于2010年，162层，建筑高度达828m，外形看上去像一朵六瓣的沙漠之花。

浅谈建筑结构时程分析法输入地震波的研究

浅谈建筑结构时程分析法输入地震波的研究摘要：本文主要对建筑结构时程分析法进行分析，首先对地震反应谱的影响因素进行分析，然后探究建筑结构时程分析法的主要功能以及时程分析法中输入地震波的选择方法。

关键词：建筑结构；时程分析法；输入地震波引言《建筑抗震设计规范》中对于建筑的类型以及相应的防震要求做了详细的规定，其中对于特备不规则建筑、对于甲级I、II类建筑高度超过80m时，以及IV类场地等建筑应该采用时程分析法进行计算。

但是在实际的计算过程中，由于实际情况的差异性，因此计算结果往往缺乏一定的准确性，根据研究发现，在使用时程分析法计算时，输入不同的地震波，最终的计算结果也不相同。

因此要提高时程分析法的准确性首先需要对地震波的选择进行分析，明确时程分析法中输入地震波的选择规范，从而提高建筑结构的防震质量，提高建筑的整体质量。

1地震反应谱1.1地震反应谱概述地震反应谱的含义即是指单自由度弹性系统与实际地震加速度以及体系自振特征三者之间的函数关系。

[1]在输入地震波相同的情况下，受地层固有周期以及结构物不同的影响，最终产生的振动位移反应也不相同，并且由这些反应呈现出的多种振动曲线组成地震反应谱。

在地震反应谱的设计当中，首先选取不同的固有周期的位移时程曲线最大值为纵坐标，并将其对应的周期设为横坐标，通过横纵坐标的确定，绘制曲线图作为抗震设计中的相应震动幅值。

1.2影响地震反应谱的因素根据研究表明影响地震反应谱的因素多种多样，其中震源机制、局部场地条件以及传播媒介等因素对于地震反应谱的影响最大。

[2]根据一九八八年十一月云南澜沧-耿马地震中地震反应谱的记录可以发现，景洪台站与地震中心的距离为142千米，且景洪台站位于冲击土层上。

思茅台站与地震中心的距离为128千米，且位于沙粉岩地基上。

通过以上数据可以看出景洪台站与思茅台站处于同一方位并且震源机制相同，传播的途径也大致相似，但是最终呈现的地震反应谱却存在较大的差异性，以此可以得出局部场地条件对于地震反应谱的影响因素较大。

高层建筑结构的地震响应分析

高层建筑结构的地震响应分析高层建筑是当代城市化发展的重要组成部分，由于其特殊的结构特点，地震对其影响是不可忽视的。

本文将对高层建筑结构的地震响应进行分析。

一、引言地震是地壳运动引起的自然灾害，其对高层建筑的影响往往是最为显著的。

鉴于高层建筑在地震中所受到的巨大力学作用，对其地震响应进行准确分析具有重要意义。

二、高层建筑结构的地震响应机理高层建筑结构的地震响应主要通过以下几个方面体现：1. 震感传递路径：地震波在地壳传播过程中，会通过地基、框架结构、楼板等路径传递到高层建筑的结构系统中。

2. 动力特性影响：高层建筑的固有周期、阻尼比等动力特性对地震响应起着重要作用，这些参数会直接影响结构的振动情况。

3. 弹塑性行为：高层建筑结构在地震作用下会出现弹性和塑性变形，其中塑性变形会对结构产生更大的影响。

4. 结构非线性：高层建筑的结构系统存在着非线性行为，例如钢结构的屈曲等，这些非线性现象会对地震响应产生重要影响。

三、高层建筑结构的地震响应分析方法对于高层建筑结构的地震响应分析，常用的方法主要包括以下几种：1. 静力分析法：即利用静力平衡原理，假定地震作用与结构受力时间相比较长，结构处于静力平衡状态的方法。

这种方法适用于刚性结构或者对地震反应较不敏感的情况。

2. 动力弹性响应分析法：该方法假设结构是线性弹性的，通过求解结构的频率和振型，利用输入地震波的振幅谱与结构的响应谱进行对比，得到结构的地震响应。

3. 时程分析法：通过数值方法对结构进行时程分析，考虑结构的非线性行为和地震波的时程特性，得到结构在地震过程中的时变响应。

四、高层建筑结构抗震设计原则为了提高高层建筑结构的地震抗力，应该遵循以下原则：1. 刚度控制：通过增加结构的刚度，减小结构的位移，在地震中减小结构的变形和应力。

2. 强度控制：通过增加结构的强度，提高其承载能力，使结构能够在地震中承受较大的力学作用。

3. 韧性设计：提高结构的韧性能力，使结构在地震中具有一定的塑性变形能力，能够吸收地震能量并减缓地震波的作用。

浅谈超限高层建筑大震弹塑性分析方法及步骤

浅谈超限高层建筑大震弹塑性分析方法及步骤摘要：随着城市超高层建筑越来越多，超高层建筑结构的超限审查也越来越严格，因此结构超限计算和分析也显得尤为重要，超限计算包括弹性计算、弹性时程分析、等效弹性分析、静力弹塑性和动力弹塑性分析，本文仅针对过程和方法较为复杂的动力弹塑性分析方法和步骤作简单介绍。

关键词：超限性能目标罕遇地震地震波动力弹塑性分析结构损伤1概述本文以武汉某超高层住宅楼为例，简要介绍超限高层结构的动力弹塑性方法和步骤。

2工程概况武汉某超高层住宅楼，结构高度为166.6m，为B级高度，地上55层，地下3层。

结构标准层长约48m，等效宽度约18.7m，高宽比约9.1；采用混凝土剪力墙结构型式。

按《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）及武城建[2016]5号、[2016]154号文规定，本楼栋抗震设防类别为标准设防类。

剪力墙、框架梁及连梁抗震等级均为二级。

本楼栋建筑结构安全等级为二级，结构设计使用年限为50年。

根据《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗规》），本地区设计抗震设防烈度为6度，场地类别为Ⅱ类，基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为一组；按《中国地震动参数区划图》相关规定，多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下的地震加速度的最大值分别为17cm/s2、50cm/s2、115cm/s2，水平地震影响系数最大值αmax分别为0.0417、0.125、0.2875，特征周期分别为0.35、0.35、0.4.3结构超限情况及解决方案3.1结构超限情况根据国家《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》中的相关规定，本项目为钢筋混凝土剪力墙，超限高度限值为140m，因此高度超限，无其他超限项；需要进行抗震超限审查。

3.2抗震性能目标根据《高规》第3.11节及条文说明，本项目可选用结构抗震性能目标为D级，具体如下：规范抗震概念：小震不坏、中震可修、大震不倒；性能水准为1、4、5；性能目标：关键构件（底部加强区、楼梯间及端山墙通高剪力墙）：在小震作用下无损坏、弹性；中震作用下轻度损坏、抗震承载力满足不屈服；大震作用下中度损坏、抗震承载力宜满足不屈服。