高层建筑结构动力特性测试实例分析

建筑结构试验课件第七章结构动力特性试验详解演示文稿

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❖ 7.2.1 结构自振频率测量 ❖ 2、强迫振动法
强迫振动法也称共振法。一般都采用惯性式机械离心激振器对结构施加周期性的简谐振动，在模型试验时可采用电磁激振器激振，使结构和模型产生强迫振动。由结构动力学可知，当干扰力的频率与结构自振频率相等时，结构产生共振。
利用激振器可以连续改变激振频率的特点，当结构产生共振时振幅出现极大值，这时激振器的频率是结构的自振频率。
❖ 7.2.3 振型测量 ❖ 测振传感器布置：沿结构高度或跨度方向连
续布置水平和垂直测振传感器，整体结构布置在各层楼面、屋面。 ❖ 试验按振动记录曲线取某一固有频率结构振动时各个测点同时间位移值，并将位移值连线，得到结构振型曲线。 ❖ 量测注意振动曲线的相位。
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7.2 人工激振法测量结构动力特性
❖ 2．测量结构动力特性，了解结构的自振频率，可以避免和防止动荷
载作用所产生的干扰与结构产生共振或拍振现象。在设计中可以使结构避开干扰源的影响，同样也可以设法防止结构自身动力特性对于仪器设备的工作产生干扰的影响，可以帮助寻找采取相应的措施进行防震，隔震或消震。
❖ 3．结构动力特性试验可以为检测、诊断结构的损伤积累提供可靠的资
❖ 随着对结构动力反应研究的需要，目前较多的结构动力试验，特别是研究地震，风震反应的抗震动力试验，也可以通过试验室内的模型试验来测量它的动力特性。
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7.1 概述
❖ 人工激振法是一种早期使用的方法，试验得到的资料数据直观简单，容易处理；环境随机振动法是一种建立在计算机技术发展基础上采用数理统计处理数据的新方法，由于它是利用环境脉动的随机激振，不需要激振设备，对于现场测试特别有利。以上任何一种方法都能测得结构的各种自振特性参数。

某超限高层住宅楼动力弹塑性分析

பைடு நூலகம்作用。
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５ｓ时核心筒连梁出现损伤，１Ｏｓ时部分连梁出现损伤并发

某复杂高层建筑结构的动力特性分析

第４Ｏ卷第６期
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４６・
２０１４年２月
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
山西建筑
Ｖｏ１．４０Ｎｏ．６Ｆｅｂ．２０１４
文章编号：１００９ — ６８２５（２０１４）０６－００４６・０２
实验、科研、会议及办公等多项功能于一体的现试验采用同济大学土木工程学院结构工程与防灾研究所自层建筑是集教学、代高校建筑，总建筑面积约４３３１６ｍ，建筑高度９７．５ｍ，该建筑上主研发的ＳＶＳＡ振动信号采集分析系统，具体的测试设备包括：采
建筑结构动力特性试验量测结构动力特性参数是结构动力
试验的基本内容，在研究建筑结构的抗震、抗风或抵御其他动力荷载的性能时，都必须要进行结构动力特性试验，了解结构的自振特性。由于它可在小振幅试验下求得，不会使结构出现过大的振动和损坏，因此经常在现场进行结构的实物试验，主要分为人
某复杂高层建筑结构的动力特性分析
刘昱彤
（山西省建筑设计研究院，山西太原０３００１３）
摘
要：对某复杂高层建筑结构的动力特性进行了现场测试，通过对测试结果进行分析，得出了该结构的自振特性，为建筑结构的
安全性评估及损伤识别提供了参考资料。
可以采用半功率法求取，由半功率点幅值Ｈ（ ∞ ）／确定半功率带宽，，然后根据下式计算：

某高层建筑结构的动态模拟分析

某高层建筑结构的动态模拟分析一、引言随着城市化的进程不断加快，高层建筑成为城市里不可或缺的一部分，其安全运行对于城市整体治理及人民生命财产安全保障具有重要意义。

因此，对于高层建筑结构动态行为的分析与模拟研究具有极其重要的意义。

本文以某高层建筑结构的动态模拟分析为例，详细阐述了建筑结构动态模拟分析的各种方法。

二、建筑结构动态模拟分析方法1. 天然振动频率试验法天然振动频率试验法是应用最为广泛的动态模拟试验方法之一。

其基本原理是在试验结构中施加规定程度或规定类型的外力激励，然后观测结构的振动响应，通过测量和计算结构的振动特征参数，如振动周期、振动频率等，以分析和评估结构的动态性能。

该方法简单易行，适用范围广泛，但是受影响因素较多，误差较大。

2. 拓扑优化设计方法拓扑优化设计方法是近年来发展的一种全新的优化设计方法。

其基本思想是在给定边界条件下，通过探索结构的潜在拓扑及其各种变形情况，寻求最佳的结构拓扑，以达到最优设计的目的。

该优化方法可以得到更为合理的结构配置方案，增强了结构的稳定性和抗震性能，但对于工程实施存在一定的困难。

3. 波浪传播模拟法波浪传播模拟法是建筑结构动态模拟分析中使用比较广泛的一种方法，其基本原理是将建筑结构看作是一种大的机械振子，将外部载荷视为激励源。

在此基础上，通过波浪动力学和数值计算方法对结构进行分析和评估，以确定其动态特性。

该方法成本较低，处理速度较快，但由于模型的简化，容易存在误差。

4. 有限元法有限元法是建筑结构动态模拟分析中使用最为广泛的一种方法，其基本原理是将结构划分成有限个单元，通过数学模型和计算方法进行分析和评估。

该方法能够对结构进行比较精确的动态分析，但是需要比较复杂的数值计算，同时也需要对模型的验证及其精度评估。

此外，模型的建立和参数的获取都需要一定的专业知识和技能。

三、应用案例分析以北海市一高层建筑结构的动态模拟分析为例，通过对该建筑物在地震、台风等自然灾害下的动态模拟分析，得到了如下结论：1. 该建筑物的主要受力构件布置合理，在地震等自然灾害下仍能够保持相对稳定的结构状态。

某双塔连体高层建筑结构弹塑性动力分析

ＭＩＤＡＳ／Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｕｎｄｅｒｔｈｅｒａｒｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｌｏａｄ．Ｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓａｎｄｐｌａｓｔｉｃｚｏｎｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｅｒｅ
现剪切型损伤。整个结构构件塑性铰出现顺序和分布较为合理，满足 “ 大震不倒 ” 的设防要求。关键词：双塔连体结构；弹塑性动力分析；高层建筑；超限；抗震性能
ＤｏＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９９６３．２０１３．０７．００８
王伟：某双塔连体高层建筑结构弹塑性动力分析
某双塔连体高层建筑结构弹塑性动力分析
王伟（１．中国建筑科学研究院上海分院，上海２０００２３；２．上海建科结构新２３）
ＥＬＡＳＴＩＣ— ＰＬＡＳＴＩＣＤＹＮＡＭＩＣＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＴＨＥＤＯＵＢＬＥ— ＴｏＷＥＲＣｏＮＮＥＣＴＥＤＳＴＲＵＣＴＵＲＥＦｏＲＴＡＬＬＢＵＩＬＤＩＮＧ
ＷａｎｇＷｅｉ ’
（１．ＳｈａｎｇｈａｉＢｒａｎｃｈｏｆＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００２３，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｇｈａｉＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００２３，Ｃｈｉｎａ）

某高层建筑结构的时程动力响应分析

定的范围之内。表面修补法，缝、缝封堵法，构加固灌嵌结自愈合法。
２３结构加固法．
当裂缝影响到混凝土结构的性能时，理。构加固中常用的主要有以下几种方结法：大混凝土结构的截面面积，构件的加在
缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学２１表面修补法．表面修补法是一种简单、见的修补常
角部外包型钢、采用预应力法加固、贴钢粘
些碱性离子，些离子与某些活性骨料方法，主要适用于稳定和对结构承载能板加固、设支点加固以及喷射混凝土补这它增
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三至三层为商，层为架空层，至三十两层地下室四周节点均采用固结，似模以Ｙ向平动为主，阶振型以绕竖轴的转Ｊ四五近拟地下土层对地下室四周的约束。过对动为主。通表１前六阶结构模态基本信息
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超限高层结构动力特性及抗震性能分析

某工程建筑面积约１４７１５５，主楼平面尺寸为ｍ６ｍｘ２高宽比倍为５７长宽比为２，架一心４３ｍ，．，４．框０核筒结构，总高度１５０地下室埋深为９５７．５ｍ，．ｍ。地上４２
ＩｏＮＥＵＰＥＲ— ＩＮＳＨＧＨＳＴＲＵＣＴＵＲＥ
Ｆｅ－ｉ．ＺＨＡＮＷｉｘａＡＯｎｃａｇＱｕ — ｈｎ
（ｈｎｈｎＭｕｉｉａｓｇ＆ＲｅｅｒｈＩｓｉｔ．ｔ．ＳｅｚｅｎｃｐｌＤｅｉｎｓａｃｎｔｕｅＣｏ，Ｌｄ，５１０９ｈｎｈｎ，Ｇｕｇｏｇｔ８２，Ｓｅｚｅ￣ｄｎ，Ｃｈｎ）ｉａ
Ａｂｔａｔ ’ Ｙｓａ℃ ｏｊｃｎｔｉｅｔｓｔｅｃｕｌｒｅｔｏｅｅｎｏｃｄｃｎｒｔｒｍｅｃｒｗｌｓｒｃ：ｈｅｒｈｂｅｔｈｓｘｈａｔａＩｅｅｉｔｉｐｏｃ— ｎｒｉｆｒｅｏｃｅｅｆｊａ — ｏｅａｌ
收稿日期：００１ — ０２１—２２
层，下２，中底部４地层其层裙房主要用作商业及娱乐，５９为酒店，０以上为办公用途。１－层１层层层高６２４ｍ，－
层层高４５５层高４６２层层高为３ｍ，６以．ｍ，层ｍ，～５．２层２上层高为５１ｍ（１。．５图）
关键词：超限高层；ｔｂ；力特性；震反应；ｅａｓ动地时程分析
中图分类号：Ｕ９３１Ｔ７．６文献标识码：Ａ文章编号：００４２２１）１０７ — ４１０ — ７６（００ — ０８０１

带有双塔楼高层建筑结构动力特性分析

带有双塔楼高层建筑结构动力特性分析摘要：随着社会经济的不断发展，人类科技水平发展的进步，以及人们生活水平的提高和文化素养的提升，对建筑的外观和性能要求也越来越高。

自上世纪八十年代起，我国便出现了多种多样的塔楼高层建筑，随着时代的不断进步，双塔楼高层建筑在生活中得到了普遍的应用。

但是由于双塔楼之间的连接体的设置或多或少的会使得双塔楼高层建筑整体会出现建筑竖向刚度和质量分布不均的现象，加上双塔楼结构的复杂，经常会出现各种问题，本文就带有双塔楼的高层建筑结构的动力特性进行深入的分析和研究，并通过对带有双塔楼高层建筑有影响动力性能的因素进行定量分析，明确相关的概念并加深理解，从而提供一些可供参考的意见和措施。

关键词：双塔楼高层建筑；建筑物整体；结构；动力；特性一、双塔楼高层建筑结构动力特性分析的重要性众所周知，双塔楼高层建筑结构主要是指两个高层塔楼式建筑相连的结构形式。

由于两个高层塔楼之间有密不可分的联系，使得双塔楼高层建筑结构存在着动力相关性，每个塔楼之间都存在着单独的形变，这种形变主要是因为塔楼建筑底盘的连接关系和底盘所受力特性控制的原因，两个相互连接和构成的塔楼并没有直接的影响关系。

双塔楼高层建筑科学合理的设计在地震及大的外力作用发生时，其振幅应该是同步和同向的，如果二者不相对称，在外力的作用下就会出现振幅不同步的情况，不对称程度越大，双塔楼高层建筑整体的震动也就相应增大，因此，对双塔楼高层建筑结构动力特性进行分析主要是因为两个塔楼之间的高度和刚度及外在负荷力的影响下对建筑物底盘造成形变，防止不合理的规划设计造成双塔楼高层建筑的侧移和变形。

不仅如此，双塔楼高层建筑和单体的高层建筑相比，需要特别注意其结构的性能会随着外力和负荷力的变化而发生不同的变化，同理，在对双塔楼高层建筑结构动力的特性分析计算时要注意建筑结构所受负荷力的作用力大小和方向。

比如在分析对称轴双塔结构的动力特性时，结构受大的外力作用或地震力的影响只会沿无偏心的方向发生微小的侧移，不会发生建筑结构整体扭转的情况，而双塔楼高层建筑受到大的外力影响和负荷力作用时，除了发生侧移的现象，还会出现不同的结构形变现象。