框支剪力墙结构的弹性时程分析
设置支撑的框架-剪力墙结构的静力弹塑性分析
设置支撑的框架-剪力墙结构的静力弹塑性分析摘要：本文采用大型有限元软件SAP2000对某设置支撑的框架-剪力墙结构进行Pushover分析，分析表明，只要支撑设计合理，可以和连梁一样作为抗震的一道防线，在大震的作用下首先发生破坏，通过破坏耗能，吸收大量地震作用，同时，支撑的破坏也降低结构的整体刚度，减弱了地震作用。
从而大大提高了结构的抗震性能。
关键词：支撑，框架-剪力墙，Pushover分析，抗震性能一引言随着人们对结构体系研究的深入，带支撑的框架-剪力墙结构体系在结构抗震设计中得到推广和应用，该体系的主要特点是用框架和支撑代替框架-剪力墙结构中的某些剪力墙，并保证其总体抗侧刚度和原本的框架-剪力墙抗侧刚度相差不大，支撑可以灵活调整结构的局部刚度，并能有效的协调各部分构件的共同工作，而且方便控制塑性铰出现的部位，构成“强柱，中梁，弱连梁，弱支撑”等几道抗震防线[1]，保证结构具备足够刚度的同时也有良好的延性，完全满足规范要求的三水准目标，即使在罕遇地震的作用下，也可以通过支撑的屈服破坏耗能，同时也减少了结构的总体刚度，减弱了地震作用，使结构拥有良好的抗震性能。
本文通过对该类结构工程实例的静力弹塑性分析来了解设置支撑对框架-剪力墙结构的改善作用。
二工程介绍及模型建立1工程概况工程实例是位于盘锦市的某综合性建筑，平面形状是长方形，结构尺寸轮廓是57.6m×18.6m，具体柱网尺寸如下图1、所示。
结构总高度为97.4m，地下一层，地上24层，地下一层为停车库，层高为5.45m，1-3层为餐饮、商业区，层高为4.5m，4层为设备层，5层以上为办公及商业用房，层高为3.6m，24层以上还有两层造型屋顶，忽略不计。
支撑尺寸为220×20。
图1 结构平面布置图2建立模型本文采用SAP2000作为分析工具，各个构件主要采用以下各种单元：框架柱：采框架单元，指定PMM铰；框架梁：采用框架单元，指定弯曲铰M3铰；连梁：弯曲铰和剪力铰；剪力墙：分层壳单元，采用分层壳模拟其非线性。
Perform-3D的初级入门教程(2)-后处理部分
平面框支剪力墙结构弹塑性分析实例Perform-3D，上述建模完成以后，进入后处理的界面，定义分析工况并进行分析，提取数据等。
（1）定义重力荷载分析工况。
按下图进行操作，定义时建议采用非线性，监控位移随便取一个较小的位移角，LIMITSTATE 也随意取就行，保证能计算下去就行了，重力荷载建议分10步或20步进行计算。
（2）定义PUSHOVER分析工况。
进行PUSHOVER计算时，需要定义监控位移角，取整体侧移的位移角，顶部至底部，控制位移取全部位移角，最大值达到很大时停止，如1/20，或者还可以再大一些，LIMIT建议取变形，如最大位移角，PUSHOVER可以采用三种荷载形式，1）自定义荷载，如点荷载，2）倒三角荷载，通过01去表达，3）采用模态分布比例的荷载。
操作如下图所示本图为倒三角荷载，从数值看是从X方向推的。
（3）弹塑性时程分析定义进行时程分析之前，需要向PERFORM-3D导入需要用到的地震波，导入后，按如下图定义，定义时间步长，总长，迭代最大次数，LIMIT，监控位移等等。
这些定义与其它弹塑性分析程序基本是一样的。
（4）分析设置分析设置设置结构是否考虑下降段，如果是试算阶段可以不考虑，振型数量与质量参与倍数等等需要定义，如下图所示。
振型计算一般用于荷载分布计算，瑞利阻尼计算等等，还可以用来判断结构建模的合理性。
（5）定义阻尼如下图所示操作，结构为混凝土结构，阻尼比取0.05，本分析采用模态阻尼，瑞利阻尼可以输入小值。
（6）分析结果查看汇总振型与周期重力荷载作用下的变形图静力弹塑性分析的结果(PushOver)动力弹塑性分析的结果Perform-3D的动力弹塑性时程分析动画。
弹性、弹塑性时程分析
PKPM软件园地 建筑结构.技术通讯 2007年1月弹性、弹塑性时程分析法在结构设计中的应用杨志勇 黄吉锋（中国建筑科学研究院 北京 100013）0 前言地震作用是建筑结构可能遭遇的最主要灾害作用之一。
几十年来，人们积累了大量的实测地震资料，这些资料多以位移、速度或者加速度时程的形式体现。
与此相对应，时程分析方法也被认为是最直接的一种计算建筑结构地震响应的方法。
但是，由于地震作用随机性导致计算结果的不确定性，弹性时程分析方法只是结构设计的一种辅助计算方法；虽然如此，抗震规范为了增强重要结构的抗震安全性，还是将弹性时程分析方法规定为常遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法；尤其是考虑了结构的弹塑性性能后，弹塑性时程分析方法更是被普遍认为是一种仿真的罕遇地震作用响应计算方法。
《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）第3.6.2，5.1.2，5.5.1，5.5.2，5.5.3等条文规定了时程分析相关的内容。
下面结合TAT ，SATWE ，PMSAP 和EPDA 等软件应用，探讨如何将弹性、弹塑性时程分析正确应用到结构设计中去。
1 弹性时程分析的正确应用11正确地在软件中应用弹性时程分析方法需要对规范的相关条文规定有正确的认识。
以下几点是需要特别明确的：（1）抗震规范第5.1.2条第3点规定，“可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值”。
在设计过程中，如何实现“较大值”有不同的做法：1)设计采用弹性时程分析的构件内力响应包络值的多波平均值与振型分解反应谱法计算结果二者的较大值直接进行构件设计；2)在实现振型分解反应谱方法时，放大地震力使得到的楼层响应曲线包住时程分析楼层响应曲线的平均值。
图1 SATWE 地震作用放大系数前一种做法可能使得构件配筋较大，因为在时程分析过程中，构件内力的最大响应具有不同时性，采用包络值进行设计会使得构件内力，尤其是压弯构件内力偏于保守。
型钢框架混凝土核心筒和钢框架支撑核心筒结构弹塑性时程分析
型钢框架混凝土核心筒和钢框架支撑核心筒结构弹塑性时程分析第十届中日建筑结构技术交流会南京型钢框架一混凝土核心简和钢框架一支撑核心简 结构弹塑性时程分析王斌张翠强吕西林同济大学土木工程防灾国家重点实验室同济大学结构工程与防灾研究所AbstraCtCurrently noIllinear time llistory amlySis of seismic analysis of mgh-rise buildingshas b een widely use 也but itS amlysis methodS still rleed deVel 叩ment and improVement ． Sino-Japanese S 饥JcturalEngine 甜ng Con6毒rence decided to iIlitiate a nonlinear time histo 呵analysis conlpmtive study in 20 l 2，andt11en organized eight corplofatio 璐at home and abroad for the same case study ．In this paper ，the two cases ，steel reinf ．orced coIlcrete 丘arr 圮-concrete tIl_be smlcture and steel 台arIle-braced n|be s 仃uctllre ，were analyzed based onso 胁are NosaCAD20 l 0 and Midas Building respectiVely ．The nonliTlear time 11istoD ，analysis with7孕oundmotio 璐、Ⅳas 训edout under me rarely ear 廿1quake with inteIlsit)，8．The def ．0丌】[】ation and damagedeVel 叩mentof the s 虮lctllre we 陀stlldied ． Key 帅rds Hybrid stru 【c 咖； noIllinear ti 眦llisto 巧amlysis ；s eisIIlic perf ．0nmnce1引言2012年中日建筑结构技术交流会中日双方研究决定进行中日高层建筑结构弹塑性时程的算例对 比分析活动，组织了国内外8家单位对相同案例进行分析比较【l 】。
框架梁与剪力墙直交节点弹性有限元分析
工字型钢梁 ， 使竖 向荷载均匀地分配到剪力 墙 （ ｂｔ ｅ为完全分析（ｕｌ ｎｌ ｉ ， 析后 Ｊ ｐ） ｏ ｙ Ｆｌａａ ｓ ） ｙ ｓ 其分 的上 端 。试 件悬 挑梁 端用 ２０千 牛 、行 程 为 模型 的 Ｍｉ ｓ ５ ｓ 应力云图如图 ３ ｅ 所示 。 ５０ ｍ的拉压 千斤顶施加静 力低周 反复荷 载 ， ０ｍ 由此可知 ： 其作用点距 离剪力墙 的边 缘距离 为 １ ｍ ． 。图 ２ ２ 给出了试件 Ｑ 广 实 际加载装置 图， Ｔ１ 其他试件装 置图与之相 同。
ａ梁 由于在 自由端受到向下的拉力 ，有向 下 挠 曲 的 现 象 ，其 最 大 位 移 为 一． １６ ＋ １ ８２Ｅ ３ ０ ｍ ， 力墙受 到梁 的牵动 ， ０ ｍ剪 由于在 节点处 与 框架梁 变形协调 ，因此在中心处有 向梁方 向鼓 曲的趋势 。． ｂ 剪力墙所受到的应力在梁 — 墙廿Ｊ 处最大 ， 大值为 １ ８Ｅ ０Ｍｐ， 由节点处 向 最 Ａ １＋ １ ａ并 四周呈均匀扩散 的趋势 ， 架梁节点处边缘所 框 受 到的应力最 大 （ 梁节点的顶部纤维和底部 在 纤维处 ）最大值为 １ ８Ｅ ０ Ｍ ａ并 且一方面 ， ． １＋ １ ｐ， ４ 向着梁 自由端扩 散 ，另一方 面向截面中和轴的 方 向扩散 ， 在梁截面 中和轴位置 ， 到的应力为 受 Ｏ梁 的应 力的分布与悬臂梁 的应力分 布规律一 ，
高新技术
Ｃａｗｅｏｉｎｒｃ 嵋 ■—誓幽 ■ ｈ ｈ ｓｄｏｔ ■囡篮 ■ ｉＮ Ｔ ｎｇ ｓ ｎｅ ｃｌ ａＰｕ啊囵团圜墨豳 ｏ ｅ ｄ●
框架 梁与剪 力墙直交 节 点弹性 有 限元 分析
框支剪力墙结构在竖向地震作用下结构和构件的动力分析
框支剪力墙结构在竖向地震作用下结构和构件的动力分析李亚娥;魏荣;孙义勇【摘要】运用ANSYS12.0有限元程序对一带梁式转换层的框支剪力墙结构进行了研究分析.首先通过模态分析得到结构的动力特性;其次采用弹性时程分析研究结构在竖向地震作用下结构的动力反应及主要受力构件的内力.研究分析发现,在竖向地震作用下对于框支剪力墙结构转换梁相邻楼层结构形式发生变化的部位易形成薄弱部位.框支柱柱端承受的轴力较大易形成塑性铰,同时转换梁轴向受拉且拉力沿梁跨中向梁端递减.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2015(027)001【总页数】4页(P149-152)【关键词】梁式转换层;框支剪力墙;竖向地震;弹性时程分析【作者】李亚娥;魏荣;孙义勇【作者单位】兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TU973+.31地震时地面运动是多分量的,即两个水平分量和一个竖向分量,一般认为竖向加速度分量为水平加速度分量的60%～70%,竖向地震作用对建筑物的破坏不及水平地震 [1]。
但地震灾害表明,竖向地震作用对建筑物的影响十分明显,竖向加速度有可能达到甚至超过水平加速度纪录值。
特别是在高烈度地区震动竖向加速度分量对建筑物的破坏状态和破坏过程的影响不容忽视。
带转换层的框支剪力墙结构由于转换梁上面存在大量质量,而下面是空旷楼层在地震作用冲击下,常因底层框架刚度太弱、侧移过大、延伸性差以及强度不足而引起破坏,甚至导致整栋建筑物的倒塌[2]。
尤其是当转换层位置较高时,结构在转换层附近的刚度、内力发生突变从而形成一些薄弱部位对结构抗震十分不利。
因此将采用三维空间模型对一带梁式转换层的框支剪力墙结构竖向地震作用下的动力特性及各主要受力构件受力特点进行分析研究[3-5]。
分析研究所使用的模型为一带梁式转换层的高层结构,转换层位于第四层,结构底部4层为商业娱乐用房,转换层以上为高层住宅。
框架-剪力墙结构弹性解析计算方法分析
框架-剪力墙结构弹性解析计算方法分析发表时间：2010-02-05T13:23:25.670Z 来源：《建筑科技与管理》2009年第12期供稿作者：任玲（亳州市规划建筑设计院安徽亳州236800）[导读] 框架-剪力墙结构是由框架结构和剪力墙结构组成的结构体系【摘要】框架-剪力墙结构是由框架结构和剪力墙结构组成的结构体系，本文分析了按照铰接体系和刚接体系的计算方法。
【关键词】框-剪结构；铰接体系；刚接体系Frame-shear a dint wall structure flexibility to analyze calculation method analysis Ren Ling (Haozhoushi programming building design hospitalHaozhouAnhui236800)【Abstract】Frame-shear a dint wall structure from the frame structure with shear a dint wall structure to constitute of structure system, this text analysis connect system according to the Jiao with just connected system of calculation method. 【Key words】Frame-shear structure;The Jiao connect system;Just connected system 1. 概述在钢筋混凝土框架-剪力墙体系中，地震作用产生的水平力由框架和剪力墙共同承担，竖向荷载主要由框架承担，两种结构在民用建筑中通过楼板连接在一起。
剪力墙与框架刚度不同，变形形式也不同，剪力墙以弯曲型变形问主，而框架结构则以剪切型型变形为主，两种结构共同作用形成弯剪型变形体系，从而减少了顶层位移与层间位移，提高了整体结构的刚度。
框支剪力墙结构的弹性静力分析的开题报告
框支剪力墙结构的弹性静力分析的开题报告
1. 研究背景：
随着我国建筑市场的不断发展，框支剪力墙结构广泛应用于高层建筑中，其中弹性静力分析是其设计的重要一环。
该分析方法利用静力学的原理，考虑墙体的弹性变
形和支撑结构的刚性变形等因素，计算结构的受力和变形情况，为工程建设提供安全、可靠和经济的保障。
因此，进行框支剪力墙结构的弹性静力分析研究具有重要意义。
2. 研究目的：
本次研究旨在通过深入分析框支剪力墙结构的弹性静力分析原理，研究建筑物结构在外力作用下的受力与变形情况，探究该结构中关键节点的受力状况及其对整个结
构的影响，为该结构的设计与施工提供一定的理论指导。
3. 研究内容：
(1) 框支剪力墙结构的基本原理及结构分类；
(2) 框支剪力墙结构受力特点和影响因素；
(3) 框支剪力墙结构弹性静力分析方法；
(4) 完整框支剪力墙结构弹性静力分析案例研究；
(5) 关键节点受力状况分析及对整体结构的影响；
(6) 结果分析和结论总结。
4. 研究方法：
本次研究采用文献资料法，结合实例分析法，深入探究框支剪力墙结构的弹性静力分析原理和方法，对其受力及变形的影响因素进行分析，并运用流行的分析软件对
实例进行分析，获得分析结果进行分析和总结。
5. 研究意义：
本次研究能够深入探究框支剪力墙结构的弹性静力分析原理及方法，为该结构的设计提供理论指导，为工程建设提供安全、可靠和经济的保障，有助于提高结构设计
水平并为其他同类型建筑设计提供借鉴。
高层框支剪力墙结构设计实例分析
高层框支剪力墙结构设计实例分析摘要：框支剪力墙结构体系是将框架结构和剪力墙结构相结合的产物，在工程界被广泛采用。
本文结合工程实例，探讨了高层框支剪力墙结构的设计方法。
关键词：高层建筑；结构设计；框支剪力墙；抗震设计在当今寸土寸金的大环境下，为了适应社会对建筑功能多样化的要求，结构往往必须反常规地进行布置：即上部布置小空间；下部布置大空间，因此，建筑功能的要求与正常合理的结构布置产生了矛盾，结构转换层为解决这一矛盾应运而生。
转换层可改变轴线和柱网布置：亦可将框架结构转换成剪力墙结构，从而为建筑提供下层室内大空间和宽广的出入口。
转换层依其上下不通的平面布置可采用梁式、桁架式、箱型或厚板式转换层，其中，梁式转换层是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式，梁式转换层具有传力直接，明确，传力途径清楚，受力性能好，工作可靠，构造简单，施工方便的优点，结构设计相对比较简单，而且造价也较节省。
1 、工程概况该工程为某小区高层建筑中的一座商住综合楼。
1、2 层用于商业,,转换层设在2层顶；3～30层为住宅,用于商业；地下1层为地下室,用于车库、水池和设备间。
室外地面至主要屋面的高度为90.5m,至局部电梯机房女儿墙顶的高度为99.2m。
标准层和转换层结构平面分别如图1和图2 所示。
图1 标准层结构平面图2转换层结构平面典型的板式住宅,南北通透,进深小,立面宽。
由于建筑平面狭长,并且西端局部轴线转向,如图设一道防震缝将建筑物分为东、西两个结构单元。
东座为长矩形平面,西座平面严重不对称,高宽比都很大。
本工程为丙类建筑,抗震设防烈度为 6 度,基本地震加速度为0.05g,建筑场地类别为II 类, 设计地震分组为第一组, 基本风压为0.35kN/m2,地面粗糙度为C 类。
2 、结构布置与计算调整住宅建筑平面形状复杂,高宽比的计算方法没有明确的标准。
如果按所考虑方向的最小投影宽度计算高宽比：东座达90.2∶9.3=9.7,西座达87.3∶9.3=9.4,远远超过了规范限值6。
基于MATLAB的高层框架剪力墙结构剪力墙位置变化对模态及时程分析结果的影响
基于MATLAB 的高层框架剪力墙结构剪力墙位置变化对模态及时程分析结果的影响1 总体过程介绍由于本文的计算结果是用MATLAB 程序计算的，而对框架剪力墙结构无论是进行模态分析还是进行地震作用下的模态分析，首先要知道结构的刚度矩阵和质量矩阵。
为了得到结构的刚度矩阵，采用有限元分析软件ANSYS 来完成。
ANSYS 软件得到结构的刚度矩阵采用了刚度法，为求某一层的层间刚度，锁住对应的上下层，加载单位力后，利用ansys 强大的有限元分析能力，求出此层对应的最大位移，之后通过计算可以得到层间刚度，进而得到整个结构的刚度矩阵。
而质量矩阵的求法，采用简单的手算来完成，考虑在ANSYS 建模中所有的构件，乘以混凝土的容重后，得到结构每层的质量，之后得到结构的质量矩阵。
得到刚度矩阵和质量矩阵之后，在MA TLAB 中写出模态分析的程序，导入求得的刚度和质量，求得结构的模态分析结构。
之后编写出时程分析的程序，导入结构的刚度、质量、及地震波情况，求得结构的时程分析结果。
2 ANSYS 前处理过程 2.1 计算参数确定整个框架剪力墙结构有限元模型采用的材料为混凝土,且在整个模型中选用的混凝土种类相同且其强度等级为C30,弹性模量为3.0xl010pa,泊松比是PRXY=0.2,密度DENS=2500kg/m3。
此外,该模型的建立只考虑混凝土忽略钢筋各参数,在结构中,梁、板和柱节点处均为刚接,使建模简化。
其他荷载工况如下: 抗震设防类别:乙类;抗震等级:二级框架,一级剪力墙; 抗震设防烈度:8度,0.20g; 场地类别:m 类设计地震分组:第一组根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)查表可知,水平地震影响系数最大值max a =0.16,特征周期Tg=0.45s 。
底层层高6m ，2-20层层高为3m ，建筑结构总长度36m ，总宽度20m ，总高度63m ， 立柱—1-20层立柱截面采用500mm ×500mm 。
midasGen钢筋混凝土框架剪力墙动力弹塑性分析
例题2钢筋混凝土框架剪力墙动力弹塑性分析例题. 钢筋混凝土框架剪力墙动力弹塑性分析概要此例题将介绍利用 midas Gen做动力弹塑性分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
此例题的步骤如下:1.简介2.设定操作环境及定义材料和截面3.用建模助手建立模型平面4.生成框架柱5.建立剪力墙6.楼层复制及生成层数据文件7.生成墙号8.定义边界条件9.输入楼面荷载10.定义结构类型11.定义质量12.定义配筋13.定义及分配铰特性值14.输入时程分析数据15.运行分析16.查看结果1.简介本例题介绍使用 midas Gen 的动力弹塑性分析功能来进行抗震设计的方法。
例题模型为二层钢筋混凝土框架剪力墙结构。
(该例题数据仅供参考)基本数据如下：轴网尺寸：3m x3m柱: 300x300主梁： 200x300混凝土： C30层高：一～二层：3.0m地震波： El Centro分析时间： 12 秒图1 分析模型2.设定操作环境及定义材料和截面 在建立模型之前先设定环境及定义材料和截面 1. 主菜单选择 文件>新项目 2. 主菜单选择 文件>保存: 输入文件名并保存3. 主菜单选择 工具>设置>单位系: 长度 m, 力 kN图2 定义单位体系 4. 主菜单选择 特性>材料>材料特性值： 添加：定义C30混凝土 材料号：1 名称：C30 规范：GB10(RC) 混凝土：C30 材料类型：各向同性 5. 主菜单选择 特性>截面>截面特性值： 添加：定义梁、柱截面尺寸；墙厚度 图3 定义材料 图4 定义梁、柱截面及墙厚度 3.用建模助手建立模型 主菜单选择 结构>建模助手>基本结构>框架： 输入：添加x 坐标，距离3，重复2； 添加z 坐标，距离3，重复2； 编辑： Beta 角，90度；材料，C30；截面，200x300；生成框架；插入：插入点，0，0，0；Alpha ，－90。
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法随着高层建筑和超高层建筑的不断涌现，结构安全性问题备受。
钢筋混凝土剪力墙作为建筑结构的重要组成部分，其弹塑性性能对整个结构的稳定性与安全性具有显著影响。
因此，对钢筋混凝土剪力墙进行弹塑性分析，对于保障建筑物的安全运行具有重要意义。
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法是一种用于分析钢筋混凝土剪力墙在受力过程中弹性与塑性性能的方法。
该方法综合考虑了材料非线性、几何非线性和边界条件非线性等多方面因素，以准确预测钢筋混凝土剪力墙的承载能力、变形性能和破坏模式。
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法基于弹塑性力学基本理论，通过有限元法或其他数值计算方法，对剪力墙的应力-应变关系进行模拟。
该方法能够真实反映剪力墙在受力过程中的非线性行为，揭示其微观机制与破坏模式。
与传统的弹性分析方法相比，弹塑性分析方法更为精确，能够更好地预测结构的实际性能。
在进行钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析时，首先需要建立合适的有限元模型。
模型应考虑剪力墙的几何形状、材料属性、边界条件以及加载条件等因素。
在建立好模型后，可采用合适的求解器进行求解，得到剪力墙在受力过程中的变形、应力、应变等结果。
以某高层建筑的钢筋混凝土剪力墙为例，采用弹塑性分析方法对其进行了模拟分析。
通过对其在不同工况下的应力、应变分布和破坏模式进行对比，发现该剪力墙在受力过程中的弹塑性行为和破坏模式与实际情况相符，表明弹塑性分析方法的有效性和准确性。
钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法是一种考虑了材料、几何和边界条件非线性的分析方法，能够准确预测剪力墙在受力过程中的性能和破坏模式。
通过采用该方法，结构设计人员可以更加合理地进行钢筋混凝土剪力墙的设计和优化，提高建筑物的安全性和稳定性。
因此，钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法在建筑结构设计中具有广泛的应用前景。
钢筋混凝土框架-剪力墙结构是一种常见的建筑结构形式，具有良好的抗震性能和承载能力。
然而，在地震作用下，这种结构仍然可能发生破坏和倒塌。
框支剪力墙结构的弹性时程分析
框支剪力墙结构的弹性时程分析发表时间：2018-11-06T16:35:23.070Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第21期作者：钱小江[导读] 属于较为薄弱的部位，因而采用多遇地震下的时程分析对结构设计进行复核。
上海博越建设工程有限公司摘要：框支剪力墙结构需要在下部商业柱网和上部小开间之间设置水平转换层实现荷载的传递。
框支剪力墙结构属于竖向不规则体系，结构的刚度的发生突变，属于较为薄弱的部位，因而采用多遇地震下的时程分析对结构设计进行复核。
关键词：框支剪力墙结构时程分析结构抗震1 弹性时程分析法的介绍结构的地震动响应分析在复杂高层的设计中时常用的一个方法，它通过选取合理的地震波，利用峰值反映出地区烈度，频谱组成反映待建工程场地的特征周期和动力特性。
弹性时程分析是考察结构在多遇地震烈度下工作性能和地震反应有效手段。
它是在结构基本运动方程输入地面加速度记录进行积分求解，以求得整个时间历程的地震反应的方法。
此方法在进行时程积分时引入了一系列假设，此外其理论基础没有任何的限制，精确考虑结构与土、基础的相互作用，处理非线性、线性等相关问题。
结构多自由度体系的动力方程可表示为：[M] {ü}+[C]{ù}+[K]{u}=_[M]{a}；式中：[M]，[C]和[[K]分别为结构的的质量、阻尼和弹性刚度矩阵；{ü}、{ù}、{u}分别表示结构体系的加速度、速度、位移反应；都是时间t的函数；{a}为地面运动加速度，都是时间t的函数。
在时程分析时经常假定阻尼矩阵[C]与质量矩阵[M]成正比，阻尼矩阵[C]与刚度矩阵[M]成正比，则阻尼矩阵计算如下：[C]：α1[M]+ α2[K]α1=[2（λiωj-λiωi）ωiωj]/（ωi+ωj）α2=[2（（λiωj-λiωi）]/（ωi+ωj）（ωj-ωi）式中λi、λj和ωiωj分别为第i、j振型的阻尼比和频率结构计算的力学模型可以划分为杆模型和层模型。
框架剪力墙结构非线性时程分析研究
框架剪力墙结构非线性时程分析研究杨琳(北京圆之翰煤炭工程设计有限公司，北京市l o0088)工程技术近年来，在结构工程领域对钢筋混凝土非线性有限元方法的应用曰益受到重视。
在一些实际结构的设计中也已经得以应用。
与线弹性有限元的方法比较，非线性的有限元具有“全过程仿真的特点”。
它的使用可以使结构的安全性大大提高，具有极为重要的意义。
1结构中的非线性一般情况下，非线性问题有以下三类：1)几何非线性，即应变与位移关系的非线陛；2)材料非线性，即材料本构关系的非线性；3)状态非线性，即状态变化(包括接触)引起的非线性。
钢筋混凝土结构在外部作用下的非线性现象主要表现在：混凝土和钢筋两种本身的物理非矧生、混凝土裂缝的出现和开展、钢筋与混凝土之间的粘结及由于结构本身变形而导致的几何非线性等。
混凝土结构非线性分析的研究70多年的历史，早期的各种研究结果都对应着特定的内力与变形状态，但结构在复杂荷载作用下的非线性分析却很少有人研究。
2非线性分析方法由于钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料组成的非均匀复合材料，在承载前，骨料与砂浆的交界面上存在着大量的微裂缝，由于高强钢筋或高强钢丝没有明显的屈服台阶，故其非线性特征不容忽视，这使得钢筋混凝土结构在低应力水平上就表现出非矧蝴。
但目前为止，结构设计中大部分结构计算还采用线弹性有限元，即假定材料为弹性材料。
这种假设对于大多数处于正常工况的建筑物是满足设计要求的，但是对于一些大型复杂结构就不能反映结构物承载的真实情况，这就需要在非蚓生分析的基础上进行设计。
用有限元方法建立钢筋混凝土有限元模型时必须考虑到材料的不均匀性引起的非线性，目前钢筋混凝土结构的有限元模型一般主要有三种方式：整体式、组合式和分离式。
钢筋混凝土结构非线性地震反应分析的力学模型根据其复杂程度可以分为的整体模型、杆系模型和有限元模型。
简化的整体模型对结构弹塑性反应计果精度较差，同时，无法探求结构各构件塑性铰出现的先后次序及可能出现构局部破坏和薄弱部位。
基于弹性的框支剪力墙结构地震反应分析
基于弹性的框支剪力墙结构地震反应分析摘要：基于算例及荷载、工况受力和位移分析三方面对框支剪力墙结构受力进行了讨论，并对弹性的地震反应进行了分析，得出了转换层设置越高，不利突变越大。
关键词：弹性；框支剪力墙；地震反应引言框支剪力墙结构作为一种竖向不连续结构，其下部一般为框架-剪力墙结构，上部为剪力墙结构，是一种复杂的结构转换形式。
其受力和变形特征不同于纯框架或纯剪力墙结构，有其特殊性。
而随着经济社会的快速发展，由于使用上的需要，这种结构形式得到越来越广泛的应用，甚至有时将转换层设置在较高的楼层，即高位转换结构（国内一些带转换层高层建筑结构主要特征的统计表明，许多建筑的梁式转换层设置在 1~14 层之间，有的还设置在 38 层）。
因此，有必要对框支剪力墙结构尤其是高位转换框支剪力墙结构进行受力及抗震性能分析。
1 框支剪力墙结构受力框支剪力墙结构中，转换梁框支柱、框支梁截面尺寸往往较大，而下部框支层框架梁截面尺寸相对较小，刚度相差较大，受力性能、变形特征有待明确。
本文对结构在水平静力荷载作用下（与结构特性无关）的受力性能进行初步分析，了解不同转换层设置高度框支剪力墙结构在水平荷载作用下的受力及变形特征。
1.1 算例及荷载工况取平面框支剪力墙结构进行分析，分析中变化转换层设置高度，即增加转换层以下框支结构的层数，相应减少转换层上部剪力墙结构的层数，而结构的总高度不变。
按常见的工程情况设计单榀结构算例：下部框支层层高 4.5m，为 3 跨框架结构，每跨 7.2m，框支柱截面尺寸为 1000mm×1000mm，转换大梁尺寸为600mm×1500mm，框支层框架梁尺寸为300mm×700mm；上部剪力墙层高 3m，墙肢长度及连梁跨度均为2.4m，连梁截面尺寸为 200mm×450mm，总高度为 91.5m。
根据不同转换层设置高度设计以下 4 个算例：t1：转换层设置在第 1 层，共 30 层；t3：转换层设置在第 3 层，共 29 层；t5：转换层设置在第 5 层，共 28 层；t7：转换层设置在第 7 层，共 27 层。
部分框支剪力墙结构设计分析与抗震措施研究
部分框支剪力墙结构设计分析与抗震措施研究摘要: 部分框支剪力墙结构在高层建筑中应用及其设计方法。
以某高层建筑为例，具体阐述了结构选型，重点分析了框支剪力墙结构分析，并针对框支剪力墙结构的特点给出了设计应采取的抗震措施。
关键词:高层建筑；部分框支剪力墙；结构分析；梁式转换；抗震措施由于使用功能的需要，在建筑设计中，设计人员往往将建筑的底层或裙房屋顶花园设计成大空间的架空层、大堂或者会所等。
而为了满足这种建筑使用功能的要求，通常在底部采用部分框支剪力墙结构。
虽然近些年来这种结构体系应用广泛、技术也已经比较成熟，本文仅表达一些设计经验及体会。
本文现以工程为例，对高层建筑带转换层的框支剪力墙结构设计进行探讨。
1工程概况某高层建筑含1#楼、2#楼两栋住宅,总建筑面积53441m2，住宅层数分别为19和30层，地下一层，裙房两层商业，架空层一层,两栋转换层均设置在四层。
住宅层高3m,2#建筑总高为96.95m,结构长宽比2.07~4.9,高宽比3.7~8.8。
由于建筑上部结构体系为剪力墙结构,由于上部的墙体与底层商业布置冲突,为了提高商业层的使用率,优化架空绿化层的使用效果,部分剪力墙不落地,形成部分框支剪力墙结构。
2结构选型本工程高宽比较大,最大高宽比8.8,超过规范高宽比不大于6的建议值,造成上部墙体较密。
如果上部墙体全部落地,势必对底层店面的布置造成较大的影响,因此部分剪力墙无法落地,为满足上述要求,必须采用带转换层的建筑结构。
常见的转换结构有梁式转换、箱式转换、厚板转换、桁架式转换层,各种转换型式优缺点比较详表1:表1不同转换层型式优缺点比较表结合工程实际建筑布局情况,并考虑经济指标及施工难易程度,经过技术经济比较,决定采用梁式转换层结构型式,也可称为梁式框支剪力墙结构。
重点阐述框支剪力墙结构的设计方法。
3结构分析的主要结果汇总及分析比较3.1结构计算模型及程序根据《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13条,对带转换层的高层建筑结构应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算,本工程结构整体分析采用的软件:(1)PKPM-SATWE系列；(2)PKPM-PMSAP系列；3.2主要计算结果及比较与分析3.2.1程序使用的注意事项(1)在程序的前处理输入“结构体系”中选取“复杂高层”体系,则指明为底部带转换层高层建筑结构,同时定义转换梁所在楼层为“转换层”。
基于弹性的框支剪力墙结构地震反应分析
基于弹性的框支剪力墙结构地震反应分析摘要：基于算例及荷载、工况受力和位移分析三方面对框支剪力墙结构受力进行了讨论，并对弹性的地震反应进行了分析，得出了转换层设置越高，不利突变越大。
关键词：弹性；框支剪力墙；地震反应引言框支剪力墙结构作为一种竖向不连续结构，其下部一般为框架-剪力墙结构，上部为剪力墙结构，是一种复杂的结构转换形式。
其受力和变形特征不同于纯框架或纯剪力墙结构，有其特殊性。
而随着经济社会的快速发展，由于使用上的需要，这种结构形式得到越来越广泛的应用，甚至有时将转换层设置在较高的楼层，即高位转换结构（国内一些带转换层高层建筑结构主要特征的统计表明，许多建筑的梁式转换层设置在1~14 层之间，有的还设置在38 层）。
因此，有必要对框支剪力墙结构尤其是高位转换框支剪力墙结构进行受力及抗震性能分析。
1 框支剪力墙结构受力框支剪力墙结构中，转换梁框支柱、框支梁截面尺寸往往较大，而下部框支层框架梁截面尺寸相对较小，刚度相差较大，受力性能、变形特征有待明确。
本文对结构在水平静力荷载作用下（与结构特性无关）的受力性能进行初步分析，了解不同转换层设置高度框支剪力墙结构在水平荷载作用下的受力及变形特征。
1.1 算例及荷载工况取平面框支剪力墙结构进行分析，分析中变化转换层设置高度，即增加转换层以下框支结构的层数，相应减少转换层上部剪力墙结构的层数，而结构的总高度不变。
按常见的工程情况设计单榀结构算例：下部框支层层高4.5m，为3 跨框架结构，每跨7.2m，框支柱截面尺寸为1000mm×1000mm，转换大梁尺寸为600mm×1500mm，框支层框架梁尺寸为300mm×700mm；上部剪力墙层高3m，墙肢长度及连梁跨度均为 2.4m，连梁截面尺寸为200mm×450mm，总高度为91.5m。
根据不同转换层设置高度设计以下4 个算例：T1：转换层设置在第1 层，共30 层；T3：转换层设置在第3 层，共29 层；T5：转换层设置在第5 层，共28 层；T7：转换层设置在第7 层，共27 层。
看结构牛人对框架剪力墙结构框架内力调整的分析
看结构牛人对框架剪力墙结构框架内力调整的分析首先，来看看规范是如何执行这个内力调整的：根据高规和抗规的规定：抗震设计时，框架-剪力墙结构中剪力墙的数量必须满足一定要求。
这就是说，在地震作用时剪力墙作为第一道防线承担了大部分的水平力。
但这并不意味着框架部分可以设计得很弱。
相反，框架部分作为第二道防线必须具备一定的抗侧力能力，这就需要在计算时，对框架部分所承担的剪力进行调整。
在高规中，对Vf 其次，理解为什么要进行框架部分的内力调整我想几乎所有的结构工程师都大概的知道这是为了保证框架作为结构二道防线之用。
那么详细分析起来会是如何呢？首先来看典型框架剪力墙的内力分配图（此图为解析推导，与实际情况稍有出路，可以参考理论推导的假设，但是基本规律是合适的）。
由图可见在结构的底部剪力墙需承担大部分的内力，变形上是剪力墙小而框架大，因此剪力墙在此部分起到主导的作用，即第一道防线，若在外力作用下剪力墙屈服则将转移很大的内力给框架，此时只按弹性分析设计出来的框架将无法承担这部分由墙转移出来的作用而破坏，因此我们需要提高底部区域框架的设计内力以实现它的二道防线功能。
那么对于结构的上部区域是否还是这样的情况呢？那就不是了，顶部区域框架可能承担超过层剪力的作用而剪力墙的内力则反向与外力作用相同，因此在上部（尤其是顶部）区域，框架剪力=外力+墙剪力！而变形上框架小剪力墙大，此时实际上框架起到主导作用，是框架在帮剪力墙，那么两道防线的概念则发生了转移，因此在框架剪力墙结构的顶部区域也需要加强框架。
第三，对于普通的框架剪力墙结构而言，执行了规范的规定会出现什么结果？应该分两种情况讨论，第一种情况，当1.5Vf,max0.2V0时，框架剪力墙结构中底部区域的内力调整由0.2V0控制，中部区域不需要调整，上部区域由0.2V0控制，此时也出现了对于顶部区域而言就会出现内力调整系数过大的情况，这种情况下调整框架的内力在结构概念上就意义就不清晰了，因此HiStruct建议，此时若调整系数很大则可直接采用“2”的调整系数，但是一般情况下既然1.5Vf,max>0.2V0则说明框架部分其实也不太弱，即顶部按0.2V0的调整系数一般不会太大，可以设计下来。
某部分框支剪力墙结构弹塑性时程分析
某部分框支剪力墙结构弹塑性时程分析陈铸申;林扑强【摘要】对某细腰形框支剪力墙结构体系,采用SAUSAGE软件对该超高层结构进行弹塑性时程分析,通过有限元法获得结构的层间位移角、楼层剪力和构件损伤等计算结果,并结合振动台试验方法进一步分析细腰处梁板的抗震性能,对类似结构提出了设计建议.【期刊名称】《广东土木与建筑》【年(卷),期】2015(022)009【总页数】4页(P19-22)【关键词】框支剪力墙;细腰形;SAUSAGE;弹塑性时程分析【作者】陈铸申;林扑强【作者单位】广东省建筑设计研究院广州510010;广东省建筑设计研究院广州510010【正文语种】中文0 前言某超高层项目位于广东省佛山市禅城区，总建筑面积约4.2万m2，高度167.2m，属超B级高度高层建筑，结构体系为部分框支剪力墙结构。
剪力墙厚度从底部600mm收至顶部200mm，框支型钢柱截面1500×1600，其它混凝土柱截面为800×800，框支型钢梁截面为1600×2000，1500×2400，剪力墙柱混凝土强度等级C60，标准层楼面采用现浇钢筋混凝土梁板，整体计算模型和标准层平面如图1所示。
图1 三维计算模型及标准层平面图结构5层为转换层，标准层层高3.0m，首层层高6.0m，转换层层高5.2m，转换层上一层层高5.8m。
结构属于细腰形平面不规则，高位转换结构，针对细腰形不规则的情况，采取对中部连接楼板每隔3层加宽的加强措施。
本文采用SAUSAGE软件对结构进行动力弹塑性分析，了解罕遇地震作用下，结构构件进入塑性阶段的程度以及结构整体在罕遇地震作用下的抗震性能，进而寻找结构薄弱环节，并提出相应的加强措施。
1 计算模型1.1 计算模型及假定材料弹塑性本构关系依据GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》附录C提供的受拉、受压应力-应变关系作为混凝土滞回曲线的骨架线，加上损伤系数构成了一条完整的混凝土拉压滞回曲线，如图2a；钢材采用等向强化二折线模型和Mises 屈服准则，滞回曲线如图2b，其中强化段的强化系数取0.01。
关于弹性时程分析的一点建议
关于弹性时程分析的一点建议张元伟（山东省建筑设计研究院，济南，250001）[摘要] 在采用时程分析法时，须首先判断所选地震波的合理性，规范要求时程分析得到的结构底部剪力与振型分解反应谱法计算的结构底部剪力进行比较，前者不能太小。
然而，振型分解反应谱法在计算结构底部剪力时须考虑填充墙的影响进行周期折减，而时程分析时则不考虑填充墙的影响，此时二者进行比较，其结论必然受到质疑。
本文，在考虑填充墙影响的前提下，分析了考虑填充墙与否，对选波合理性判断及结构地震作用是否需要放大进行了讨论，分析表明，填充墙对结构的影响应当在时程分析时予以体现。
[关键词] 时程分析；周期折减中图分类号：TU318+.1文献标识码：A文章编号：15S1070Suggestion about the elastic time-history analysisZhang Yuanwei(Shandong Provincial Architectural Design Institute，Jinan 250001)Abstract: In the elastic time-history analysis process, first of all, to judge the rationality of seismic wave selected, code request the base shear forces from the time-history analysis should not be to small when compared with modal analysis method. However, in the modal analysis method the block walls should be considered, but not considered by the elastic time-history analysis method. When the two comparison, the conclusion must be questioned. In this paper, considering the block walls, analyzed the block walls or not, the rationality of seismic wave selected and the base shear forces should be enlarged or not were discussed, analysis shows that, in the elastic time-history analysis process, block walls should be considered.Keywords: time-history analysis; Cycle reduction1前言振型分解反应谱法是计算地震作用的基本方法，对于特别不规则、特别重要和较高的高层建筑要求采用弹性时程分析法作为补充计算。
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框支剪力墙结构的弹性时程分析
摘要：框支剪力墙结构需要在下部商业柱网和上部小开间之间设置水平转换层
实现荷载的传递。
框支剪力墙结构属于竖向不规则体系，结构的刚度的发生突变，属于较为薄弱的部位，因而采用多遇地震下的时程分析对结构设计进行复核。
关键词：框支剪力墙结构时程分析结构抗震
1 弹性时程分析法的介绍
结构的地震动响应分析在复杂高层的设计中时常用的一个方法，它通过选取
合理的地震波，利用峰值反映出地区烈度，频谱组成反映待建工程场地的特征周
期和动力特性。
弹性时程分析是考察结构在多遇地震烈度下工作性能和地震反应
有效手段。
它是在结构基本运动方程输入地面加速度记录进行积分求解，以求得
整个时间历程的地震反应的方法。
此方法在进行时程积分时引入了一系列假设，
此外其理论基础没有任何的限制，精确考虑结构与土、基础的相互作用，处理非
线性、线性等相关问题。
结构多自由度体系的动力方程可表示为：
[M]{ü}+[C]{ù}+[K]{u}=_[M]{a}；式中：[M]，[C]和[[K]分别为结构的的质量、阻尼和
弹性刚度矩阵；{ü}、{ù}、{u}分别表示结构体系的加速度、速度、位移反应；都
是时间t的函数；{a}为地面运动加速度，都是时间t的函数。
在时程分析时经常
假定阻尼矩阵[C]与质量矩阵[M]成正比，阻尼矩阵[C]与刚度矩阵[M]成正比，则阻
尼矩阵计算如下：
[C]：α1[M]+ α2[K]
α1=[2（λiωj-λiωi）ωiωj]/（ωi+ωj）
α2=[2（（λiωj-λiωi）]/（ωi+ωj）（ωj-ωi）
式中λi、λj和ωiωj分别为第i、j振型的阻尼比和频率结构计算的力学模型可
以划分为杆模型和层模型。
杆模型以杆件作为计算的基本单元，按照静力计算方
法建立杆件单元刚度矩阵及总刚度矩阵，得到杆件内力和变形随时间变化的全过程，从而得出其最大变形和内力。
层模型视整体结构为一根悬臂杆，各个楼层质
量集中为一个质点，其自身的刚度作用于一悬臂根杆中，称为层刚度。
杆模型和
层模型作为两种不同的计算方式，各有优缺点。
杆模型计算准确，可以输出最大
变形和内力，因而在弹性分析时选用，层模型的结果以层剪力、层位移、层间位
移角和薄弱层输出，在弹塑性变形时采用。
2地震波的选择
地震的产生可以看做是震源释放的地震波的作用下而引起的地表附近土层的
振动性。
结构在地震作用下的反应、是否破坏与否，既与其自身的三要素（动力
特性、变形能力、弹塑性变形性质）相关，也与地震动的三个特性（幅值、频谱
特性和持时）有密切关联。
地震动输入是进行结构地震响应分析的依据，不同的地震对结构的地震反应
影响很大。
地震动的幅值可以是地震动加速度、速度、位移、三者之一的峰值、
最大值和某种意义的有效值。
当以地震烈度为设防标准时，往往对不同的烈度给
出相应的峰值加速度和地震系数。
建筑场地的多遇烈度、罕遇烈度、设防烈度与
选取用典型地震波主振型的加速度峰值相对应，对同一结构进行不同烈度下的时
程分析，需调整加速度峰值，使选出的地震记录的最大加速度与地震烈度的统计
最大加速度相等引。
A（t）=（Amax/αmax）α（t）
A（t）——调整后的地震波；α（t）——选出的地震波；αmax——选出地震记录的最大加速度；Amax——相应烈度下统计的最大加速度。
选取地震波的主要原
则是要使输人地震波的特性和建设场地相的具体条件相符合。
由于地震的不确定
性和不重复性，在进行时程分析计算时，采用不同的地震波，得到的结果有时会
差别很大。
因此《抗震规范》提出了选择地震波的原则：选择的地震波应与设计
反应谱在统计意义上相符，选用不少于两条实际地震波和一条人工模拟地震波的
加速度时程曲线M J。
弹性时程分析和振型分解反应谱所得出的结果．以基底剪
力和最大层间位移、顶点位移为对象进行对比，两者的结果需满足规范的要求，
则判定为结构布置合理。
本工程位于六度区的孝感市，结构形式为框支剪力墙结构，属于复杂高层。
多遇地震作用下的弹性时程分析采用了七度区的0.35g为加
速度值为计算依据，提高了设防烈度观察其的变形情况是否满足设计要求。
3 结果分析
本工程选波根据建筑场地和特征周期Tg选择了二类场地的两条实际波
（TH3TG035和t4TG035）和一条人工波（RH3TG035）为研究对象，进行了多遇
地震下的弹性时程分析。
结果包括：规范与地震反应谱的对比图（图3．1）；各
条地震波作用下最大层位移曲线，剪力曲线见（图3．2）．这些图表可以直观的
看出多遇地震下结构位移或者剪力的变化趋势，反映出在转换层附近的突变。
从SⅣl'WE的振型分解反应谱法及所做的时程分析结果进行比较，二者的内
力及变形基本一致，都在规范允许的范围内，选波的过程是合理的，计算分析的
结果是可靠的。
按地震反应谱得到的最大结构底部剪力为2902．5kN，则65％和80％底部剪力分别为2902．5KNx65％=1886．6KN和2902．5KNx80％=2322kN。
计算所得结构底部剪力可满足《高层规范》-5J第3．3．5．1条要求，即每条时
程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65％，多条
时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80％。
作为重要的复杂高层，进行多遇地震下的时程分析是对反应谱法振型分解和
组合求解结构内力的补充，是有利于抗震计算的方法。
按照提高峰值加速度的方
式选取0.35g的三组地震波进行了分析，得到的结果是符合《规范》要求的。
结论如下：
（1）规范谱与平均谱二者在计算选取的周期区域内，走向变化较为一致，多
遇地震下结构的最大层间位移角相吻合；
（2）转换层的设置是为了满足结构竖向不规则的传力需求，结果显示出转换层上部最大层间位移角与楼层高度的增加呈正比关系，且远远小于1／1000；（3）转换层处的剪力曲线会有较大的增长，由于考虑转换层与上部墙体协同工作的原理，所以上部四至五层的剪力增长幅度不大。