超高层钢结构建筑动力特性与抗震性能的有限元分析
基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析共3篇
基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析共3篇基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析1基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析随着城市化进程的不断加快，建筑高度和层数不断增加，高层建筑的结构安全问题越来越受到人们的关注。
而地震是高层建筑结构安全的关键因素之一，抗震设计成为高层建筑结构设计的重点之一。
而对于钢结构而言，钢材的高强度、可塑性好、适应性强等特点，使得钢结构成为高层建筑结构的重要选择。
本文将以基于ANSYS的高层钢结构为对象，探讨其抗震及稳定性分析。
1. 建立高层钢结构有限元模型在进行高层钢结构的抗震及稳定性分析前，需要先通过ANSYS 等有限元软件建立高层钢结构的有限元模型。
建立模型需要考虑高层钢结构的结构特点和工程实际情况，确定结构参数、节点分布及约束情况。
2. 高层钢结构抗震分析地震对高层建筑结构的影响主要体现在地震作用下建筑结构内部产生的地震应力和滞回曲线等。
因此，在进行高层钢结构的抗震分析时，需要考虑其受到的地震作用，分析结构内力和变形等参数。
首先，需要进行地震作用下钢结构模型的动力特性分析。
在这一步中，可以使用ANSYS中的模态分析功能，以得到结构在不同模态下的自然频率和振型。
其次，根据钢结构在地震作用下的动力特性，进行地震反应谱法抗力设计。
地震反应谱是描述结构在不同频率下受到地震作用时的反应的一种方法，可以分析结构受到的地震作用下的最大位移、加速度和力等参数。
对于高层钢结构，可以通过ANSYS中的响应谱分析功能进行计算。
最后，通过引入钢结构弹塑性性能纳入分析中，能够更加精准地分析高层钢结构在地震作用下的受力性能。
3. 高层钢结构稳定性分析高层钢结构的稳定性是结构设计或构件设计中必须考虑的重要问题。
高层钢结构结构体系复杂，其极限状态的稳定性较低。
在进行高层钢结构的稳定性分析时，需对结构进行屈曲分析，以了解梁和柱在地震作用下的稳定性。
在进行屈曲分析时，需要先得到高层钢结构构件的稳定系数。
基于有限元计算的钢结构抗震研究
基于有限元计算的钢结构抗震研究近年来，钢结构建筑已成为一种越来越受欢迎的建筑形式。
与传统的混凝土结构相比，钢结构的优点不言而喻：质量轻、施工快、安全性高、可回收利用等等。
然而，在钢结构抗震性能方面还存在一些挑战和问题，尤其是钢结构对地震力的响应和变形机理。
因此，基于有限元计算的钢结构抗震研究已成为当前的热点话题。
钢结构抗震性能研究的重要性不言而喻，特别是在地震频繁的区域，需要有更好的设计和分析方法来确保建筑的安全性和耐久性。
根据世界范围的统计数据，钢结构的抗震性能较好，因为钢材可以承受更高的压强和拉力，无论是强度还是耐久性都比混凝土更好。
钢结构在地震条件下的表现主要取决于结构的几何形状、材料的强度和刚度，以及地震的强度和频率等因素。
有限元计算是一种高精度计算模型，已广泛应用于钢结构抗震性能的研究中。
通过建立三维有限元模型，可以计算出钢结构在地震条件下的应变和变形，从而预测结构的响应。
这种方法可以模拟不同的加载方式和加载方向，以便分析结构的应变和变形情况，从而评估其抗震性能。
有限元计算的核心是建立精细的数学模型。
对于复杂的钢结构建筑，需要通过CAD软件等工具进行建模，将结构划分成多个元件。
在 modeling 的过程中，需要考虑更多的细节，例如节点的连接方式、梁柱的尺寸、材料的性能、缺陷和不均匀性等，以更准确地模拟结构的材料特性和几何形状。
然而，在有限元模型建立的过程中存在许多挑战和问题，如确定材料参数、模拟加载条件、边界条件和优化设计等，这都需要特别注意。
为此，研究者们需要深入了解不同的材料特性和失效机理，通过仿真分析以及实验验证来准确地确定有限元计算模型的可靠性和精度。
此外，钢结构在地震条件下的应变和变形表现取决于其几何形状和材料特性，这需要更深入的研究。
例如，结构的非线性行为、局部破坏、裂缝的形成和扩展等，都会影响钢结构的抗震性能。
因此，研究人员需要通过有限元分析来模拟这些复杂的物理过程，并根据模拟结果来改进结构设计和材料选择等方面。
有限元方法在高层建筑抗震设计中的应用研究
有限元方法在高层建筑抗震设计中的应用研究高层建筑是一项重大的工程项目，其设计必须充分考虑到各种自然灾害风险，特别是地震灾害的风险。
为了保证高层建筑的稳定性和安全性，建筑结构的设计必须经过严格的考虑和计算。
在此过程中，有限元方法是一种广泛使用的技术，在高层建筑抗震设计中具有重要的作用。
有限元方法是一种广泛使用的工程分析方法，可以用来确定结构在受到外部力作用下的响应。
在高层建筑抗震设计中，有限元方法常用于分析建筑结构在地震或其他自然灾害的情况下的响应，以确定其强度和稳定性。
该方法将建筑结构划分为一系列小元素，并将其在受到外部载荷（如地震）时的行为模拟为小元素的变形和应力分布。
通过计算这些变形和应力分布，可以预测建筑结构的强度和稳定性。
另外，有限元分析对工程师来说也很便捷。
与传统的手工计算相比，有限元分析需要的时间更短，准确度更高，可以快速确定一个建筑结构是否符合规范要求，并为设计师提供更多的灵活性和控制。
因此，在高层建筑抗震设计过程中，有限元方法是一种不可或缺的工具。
在高层建筑抗震设计中，有限元分析可以用于各个方面的计算。
例如，对于钢结构建筑，有限元分析可以用来确定建筑结构在地震或其他自然灾害下发生塑性变形的程度，并确定结构的强度和稳定性。
对于混凝土建筑，有限元分析可以用来计算混凝土牌号、配筋数量和结构布局等参数，以确保建筑结构的强度和稳定性。
此外，有限元分析还可以用于评估建筑材料的强度和可靠性，并确定建筑材料的保护措施和使用寿命。
总之，有限元方法在高层建筑抗震设计中的应用是十分重要的。
该方法可以帮助设计师确定建筑结构的强度和稳定性，以确保建筑在地震或其他自然灾害的情况下保持稳定和安全。
在未来，随着建筑技术的不断发展和完善，有限元分析将在高层建筑抗震设计中发挥更加重要的作用。
基于有限元方法的建筑结构抗震性能分析与设计优化
基于有限元方法的建筑结构抗震性能分析与设计优化建筑结构的抗震性能是保障建筑物在地震中不会发生倒塌和严重损坏的重要指标。
有限元方法是一种广泛应用于结构力学中的数值分析方法，能够模拟建筑结构在地震中的力学行为，帮助设计师对建筑结构的抗震性能进行分析和优化设计。
一、有限元方法的原理和应用有限元方法是一种以离散化为基础的数值分析方法，将建筑结构离散为有限数量的区域，称为有限元。
每个有限元都有一个数学模型，可以用来描述区域内的物理行为。
通过将整个建筑结构离散为多个有限元，并相互连接起来，可以描述建筑结构的整体力学行为。
有限元方法在建筑结构分析和设计中的应用非常广泛。
它可以帮助设计师分析建筑结构的强度、刚度、稳定性、动态响应等方面的特性，并且可以进行优化设计，以满足预定的设计要求和建筑安全标准。
二、建筑结构抗震性能分析建筑结构抗震性能分析是建筑结构设计的关键步骤之一。
抗震性能分析的目的是评估建筑结构在地震中的稳定性和可靠性，以便确定最佳的设计方案。
在使用有限元方法进行建筑结构抗震性能分析时，需要考虑许多因素，包括地震载荷、结构几何形状、材料性质、结构连接条件等。
对于一个特定的建筑结构，需要对其进行建模，并应用地震荷载进行分析。
通过这种方式，可以评估结构的抗震性能、震动响应以及结构的破坏形式。
三、建筑结构抗震性能设计优化在建筑结构设计中，优化设计是为了满足特定的需求和优化特定的目标。
在地震设计中，优化设计的目标是提高建筑结构的抗震性能，减少结构在地震中的破坏和损失。
建筑结构的抗震性能设计优化是基于先前的建筑结构抗震性能分析的结果进行的。
通过使用有限元方法模拟不同的结构方案，可以评估其在地震中的抗震性能。
优化设计通常包括三个方面：结构几何形状的调整、材料性质的改变以及结构连接条件的优化。
通过这些优化，可以确保建筑结构满足预定的设计要求和地震安全标准。
四、总结地震是一种具有破坏性的自然灾害，对于建筑结构的抗震性能要求非常高。
基于有限元分析的建筑结构抗震性能评估
基于有限元分析的建筑结构抗震性能评估建筑结构的抗震性能评估是设计和改善建筑物的地震安全性的重要手段。
其中，有限元分析作为一种常用的数值模拟方法，可以提供建筑结构在地震作用下的动力响应，并对结构的性能进行评估。
本文将重点介绍基于有限元分析的建筑结构抗震性能评估的原理和方法。
一、有限元分析简介有限元分析是一种基于数值计算的工程分析方法，通过将结构分割为有限数量的单元，对每个单元进行力学分析，并考虑单元之间的接触和相互作用，以获得结构的整体性能。
有限元分析可以模拟各种复杂的结构形态和加载条件，对结构的应力、应变、位移等参数进行准确计算。
二、建筑结构抗震性能评估的原理基于有限元分析的建筑结构抗震性能评估主要包括以下几个步骤：建立有限元模型、确定地震动输入、施加边界条件、进行动力时程分析、计算结构的响应参数、评估结构的抗震性能。
1. 建立有限元模型：建立精确的有限元模型是基于有限元分析的建筑结构抗震性能评估的前提。
模型应包括建筑物的几何尺寸、材料性质和连接方式等信息，并考虑地基效应和各个构件之间的相互作用。
2. 确定地震动输入：地震动是进行抗震性能评估的重要输入参数，应考虑地震活动区的地震参数和建筑结构所面临的设计地震动参数，如加速度、速度和位移等参数。
3. 施加边界条件：施加边界条件是指限制模型的自由度，模拟结构在动力荷载下的固有约束条件。
边界条件的选择应根据实际建筑结构进行合理确定。
4. 进行动力时程分析：动力时程分析是指将地震动作为外力施加到有限元模型上，通过求解结构的运动方程，得到结构的响应。
5. 计算结构的响应参数：在动力时程分析过程中，可以计算结构的位移、加速度、应力、应变等响应参数。
这些参数可以用来反映结构在地震作用下的性能。
6. 评估结构的抗震性能：根据结构的响应参数，可以通过对比设计要求或抗震规范中对于结构性能的要求，评估结构的抗震性能，并进行相应的结构改善和优化。
评估结果可用于指导结构设计和抗震改造。
钢结构有限元分析及其振动稳定性研究
钢结构有限元分析及其振动稳定性研究一、引言随着经济的不断发展，越来越多的建筑采用钢结构，因其具有轻量化、强度高、施工快等优点。
然而，钢结构在运行过程中会受到各种载荷的作用，如地震、风荷载等，这些作用会导致结构发生变形、振动、破坏等问题。
因此，了解钢结构的有限元分析方法及其振动稳定性是建筑设计、结构分析等领域的重要研究方向。
本文将介绍钢结构的有限元分析方法及其振动稳定性研究进展。
二、钢结构有限元分析有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种广泛应用于各种工程领域的分析方法。
它将复杂的结构分为有限数量的小元素，然后利用微积分的方法求解每个小元素的行为，最后通过计算机模拟得出整个结构的力学行为。
具体来说，钢结构的有限元分析可以分为以下几个步骤：1、建模：将结构分为小元素，指定边界条件（如支座、荷载等），生成网格模型。
2、材料属性：指定结构材料的性质，如弹性模量、泊松比、密度等。
3、加载：通过加载外力，如重力、风荷载、地震等载荷，对结构进行求解。
4、求解：利用有限元方法求解每个小元素的位移、应变、应力等力学参数。
5、结果分析：对求解的结果进行分析，如结构的刚度、变形、应力等。
三、钢结构振动稳定性研究当钢结构受到一定载荷时，其会发生振动，并产生共振现象。
共振现象会使结构受到更严重的损伤，进而导致其破坏。
因此，钢结构振动稳定性的研究是十分重要的。
1、振动特性分析钢结构振动特性主要包括固有频率、固有振型、振动模态等。
其中，固有频率是指在没有其他力作用时，结构自然发生振动的频率；固有振型是指在固有频率下，结构的振动形态；振动模态是指结构以不同固有频率发生振动的状态。
通过有限元建模，可以可靠地预测结构的振动特性。
利用仿真技术，可以对结构在不同载荷下的振动特性进行分析，从而为结构设计和改进提供依据。
2、振动稳定性分析当结构发生振动时，就要考虑其振动稳定性。
在某些条件下，结构振动会变得不稳定，导致结构失稳。
《2024年M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析》范文
《M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断发展，M型钢-混凝土组合剪力墙因其良好的力学性能和优越的抗震能力，在高层建筑中得到广泛应用。
为了更好地理解其抗震性能，本文采用有限元分析方法，对M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能进行深入研究。
二、M型钢-混凝土组合剪力墙概述M型钢-混凝土组合剪力墙是一种新型的建筑结构形式，其由M型钢和混凝土组成，具有较高的承载能力和良好的抗震性能。
M型钢的优良力学性能和混凝土的高强度使得这种结构形式在高层建筑中得到广泛应用。
三、有限元分析方法有限元分析方法是一种有效的工程分析手段，可以模拟复杂的物理现象。
在本文中，我们采用有限元分析软件对M型钢-混凝土组合剪力墙进行建模和分析，以研究其抗震性能。
四、模型建立与参数设置我们建立了M型钢-混凝土组合剪力墙的有限元模型，并设置了合理的参数。
模型中考虑了M型钢和混凝土的力学性能、连接方式、边界条件等因素。
同时，我们还设置了不同的地震波和地震烈度，以模拟不同的地震环境。
五、结果与分析1. 应力分布：在地震作用下，M型钢和混凝土均承受了较大的应力。
M型钢主要承受拉应力，而混凝土则主要承受压应力。
在剪力墙的拐角处和连接处，应力集中现象较为明显。
2. 变形情况：在地震作用下，M型钢-混凝土组合剪力墙发生了较大的变形。
变形主要集中在剪力墙的拐角处和连接处，但整体上剪力墙仍保持了较好的稳定性和承载能力。
3. 抗震性能：在不同地震波和地震烈度的作用下，M型钢-混凝土组合剪力墙均表现出了良好的抗震性能。
即使在强烈的地震作用下，剪力墙仍能保持较好的稳定性和承载能力。
六、结论通过有限元分析，我们得出以下结论：1. M型钢-混凝土组合剪力墙在地震作用下具有较好的应力分布和变形情况，整体上保持了较好的稳定性和承载能力。
2. M型钢和混凝土的优良力学性能使得这种剪力墙具有较好的抗震性能，尤其是在强烈的地震作用下仍能保持较好的稳定性。
建筑结构抗震特性有限元分析评估
建筑结构抗震特性有限元分析评估李勋峰【摘要】随着计算机性能的不断提高,采用有限元软件对结构抗震性能进行评估成为一种趋势.介绍了建筑结构抗震性能评估方法,指出采用静力弹塑性分析方法可对建筑结构破坏形式、塑性铰位置进行计算,并对结构的性能点进行分析.介绍了常用建筑结构抗震性能有限元软件及其主要原理,对采用有限元软件进行建筑结构抗震性能评估的相关研究进行了总结与分析.设计了第1～第3层层高5m、第4～第20层层高3m、共20层的典型型钢-混凝土结构,采用核心筒模式,应用ANSYS有限元分析软件得到了建筑位移,结果表明,该结构能够满足我国高层建筑规范"小震不坏、中震可修、大震不倒"的要求,为高层建筑结构设计提供了参考及有限元实践实例.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】4页(P31-34)【关键词】抗震性能;有限元分析;型钢混凝土;框架-核心筒结构;高层建筑【作者】李勋峰【作者单位】衢州学院,浙江衢州 324000【正文语种】中文【中图分类】TU973+.2中国是世界人口大国，近些年伴随着城镇化水平的提高，城市中需要越来越多的高层建筑来容纳相应人口。
高层建筑是提高城市人口容纳率的必然选择。
根据我国高层建筑建筑规范规定，超过10层的建筑均被定义为高层建筑。
相应的，高层建筑对于建筑抗震性能具有更高要求，对于建筑结构的抗震特性分析难度较大。
尤其随着人们审美力及个性化的提升，不完全规则的建筑层出不穷，其抗震性能分析愈加棘手。
地震作为一种突发性自然灾害，对人民生命财产和地区发展具有深远影响，随着人们对地震特性和建筑结构研究的深入，建筑结构设计理论得到了迅速发展。
传统的结构抗震构件是基于承载力进行设计的，目标在于保证建筑在大震作用下不发生倒塌，然而以往地震灾害破坏情况表明，这种不考虑建筑物附属结构、内部设备等的设计方法是不全面的，因此提出了基于性能的抗震设计与评估方法。
《2024年M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析》范文
《M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析》篇一一、引言随着建筑结构的不断发展和进步，M型钢-混凝土组合剪力墙作为一种新型的建筑结构形式，在高层建筑、桥梁等大型建筑中得到了广泛的应用。
这种组合结构形式在抗震方面表现出了优异的性能，但其在不同地震作用下的响应和破坏机理仍需进一步研究和探讨。
因此，本文采用有限元分析方法，对M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能进行了深入的研究和分析。
二、模型建立与参数设置1. 模型建立本文采用有限元软件进行建模。
根据实际工程中的M型钢-混凝土组合剪力墙结构形式，建立了相应的有限元模型。
模型中考虑了M型钢与混凝土的相互作用，以及剪力墙的几何尺寸、配筋情况等因素。
2. 参数设置在有限元分析中，为了全面了解M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能，设置了不同的地震作用、不同配筋率、不同混凝土强度等参数进行模拟分析。
同时，还考虑了材料非线性和几何非线性等因素的影响。
三、有限元分析结果1. 地震作用下的响应在地震作用下，M型钢-混凝土组合剪力墙表现出了一定的延性和耗能能力。
随着地震作用的增大，剪力墙的位移逐渐增大，但整体上仍保持了较好的稳定性和承载能力。
同时，M型钢与混凝土的相互作用使得剪力墙的抗震性能得到了进一步提高。
2. 配筋率和混凝土强度的影响配筋率和混凝土强度是影响M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能的重要因素。
随着配筋率的增加，剪力墙的承载能力和延性得到了提高，但过高的配筋率可能会导致材料浪费和成本增加。
而混凝土强度的提高则能够增强剪力墙的抗侧移能力和耗能能力，但也会增加结构的脆性。
因此，在实际工程中需要根据具体情况进行合理的配筋和混凝土强度设计。
3. 破坏机理分析在地震作用下，M型钢-混凝土组合剪力墙的破坏机理主要包括钢筋屈服、混凝土开裂和剥落等。
在有限元分析中，可以观察到这些破坏现象的发生和发展过程。
同时，通过分析剪力墙的应力分布和变形情况，可以进一步了解其破坏机理和抗震性能。
高层建筑钢结构的动力特性研究
高层建筑钢结构的动力特性研究摘要：钢结构在高层建筑中的应用越来越广泛。
本文对高层建筑钢结构的动力特性进行了研究。
首先介绍了高层建筑钢结构的定义和特点，然后讨论了动力特性对高层建筑钢结构的影响，包括自振频率、模态振型、动力响应等。
接着介绍了影响高层建筑钢结构动力特性的因素，包括结构形式、材料特性、荷载情况等。
最后，总结了目前对高层建筑钢结构动力特性研究的不足之处，并提出了进一步研究的方向。
1. 引言高层建筑钢结构是指高层建筑中采用钢材作为主要承重结构的建筑形式。
近年来，随着城市化进程的加快和人们对建筑质量和效率的要求，高层建筑逐渐成为城市建设的重要组成部分。
与传统的混凝土结构相比，钢结构具有重量轻、开工速度快、施工周期短等优势，越来越受到人们的青睐。
然而，高层建筑钢结构在设计和施工过程中面临着一些挑战，其中之一就是动力特性的研究。
2. 高层建筑钢结构的动力特性2.1 自振频率和模态振型高层建筑钢结构的自振频率通常较高，这与结构的轻量化和刚度较大有关。
自振频率是指结构在无外界激励下产生共振的频率。
钢结构的模态振型是指结构在共振状态下的振动形态。
研究自振频率和模态振型可以帮助设计师对结构的振动特性进行评估，并采取相应的措施进行调整和优化。
2.2 动力响应高层建筑钢结构在地震、风荷载等外界激励下会发生振动，这对结构的安全性和稳定性有重要影响。
动力响应是指结构在受到外界激励后的振动反应。
对于高层建筑钢结构来说，动力响应的研究对结构的抗震性能和风荷载承载能力评估十分关键。
3. 影响高层建筑钢结构动力特性的因素3.1 结构形式高层建筑钢结构的形式多种多样，如框架结构、剪力墙结构、桥架结构等。
不同的结构形式会对动力特性产生影响，如刚度大小、模态分布等。
3.2 材料特性钢材的材料特性对结构的动力特性也有影响。
例如，钢材的弹性模量和密度等参数会直接影响结构的自振频率和模态振型。
3.3 荷载情况高层建筑钢结构承受着来自地震、风荷载等外界激励，荷载情况对结构的动力响应产生重要影响。
具有水平加强层高层钢结构的动力特性及抗震性能分析
[文章编号] 100228412(2006)0320007205具有水平加强层高层钢结构的动力特性及抗震性能分析沈国庆1,陈 宏2,王元清3,石永久3(1.中国矿业大学建筑工程学院,江苏徐州221008;2.清华大学建筑设计研究院,北京100084;3.清华大学土木工程系,北京100084)[摘 要] 高层钢结构自身刚度较小,水平荷载起控制作用,设置水平加强层可以控制其变形。
本文运用大型通用有限元软件ANSY S ,建立三维计算模型,对北京某一高层钢结构进行动力特性分析。
通过模态分析,得到了该结构的振型和周期,然后进行了振型分解反应谱分析,最后采用3条地震波,对该结构进行弹性时程分析。
通过分析表明,水平加强层可以减小结构的最大位移和层间位移角,但加强层附近存在薄弱层,需要设计人员注意。
用ANSY S 作校核计算,能为结构抗震设计提供可靠的依据。
[关键词] 水平加强层;模态分析;反应谱分析;时程分析[中图分类号] T U31113 [文献标识码] ADynamic Characteristic and Aseismatic Analysis of H igh 2rise Steel Structure Building with H orizontal Strengthened FloorsShen Guo 2qing 1,Chen Hong 2,Wang Yuan 2qing 3,Shi Yong 2jiu3(11School o f Architecture and Civil Engineering ,China Univer sity o f Mining and Technology ,Xuzhou 221008,China ;21Tsinghua Univer sity Architecture Design &Research Institute ,Beijing 100084,China ;3.Department o f Civil Engineering ,Tsinghua Univer sity ,Beijing100084,China )Abstract :Level load plays controlling actions in high 2rise steel structure buildings for its low stiffness ,and horizontal strengthened floors control its drifts.Based on finite element analysis (FE A )s oftware ANSY S ,the dynamic characteristics of a high 2rise steel structure building is analyzed by building 32D m odel.First ,the structure own free 2vibrations and periods are obtained from m ode analysis.Then ,analysis of response spectrum on the Seismic Properties is discussed.E lastic time history method is used to get whole analysis of the structure adopting three seismic waves finally.As a result ,the maximal drift and inter 2storey drifts are reduced by horizontal strengthened floors ,but there are unsubstantial floors around these floors ,and it is necessary to pay attention for civil engineers.The credible aseismic gist is provided by ANSY S for checking the results.K eyw ords :horizontal strengthened floor ;m ode analysis ;response spectrum analysis ;time history analysis[收稿日期] 20052112181 概述随着建筑高度的增加,水平荷载成为确定结构体系安全的决定因素,当抗侧力刚度不能满足设计要求时,可考虑利用建筑设备和避难层的空间,布置水平加强层。
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 １４ ７ １ ５ ５ ，主 楼 平 面 尺 寸 为 ｍ ６ ｍｘ ２ 高 宽比 倍为 ５ ７ 长 宽 比为 ２ ， 架一 心 ４ ３ ｍ， ． ， ４ ．框 ０ 核 筒结构 ， 总高度 １５０ 地 下室 埋深 为９５ ７ ．５ ｍ， ． ｍ。地 上４ ２
Ｉ ｏ ＮＥ ＵＰＥＲ— Ｉ Ｎ Ｓ Ｈ ＧＨ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ
Ｆ ｅ－ ｉ．ＺＨ ＡＮ Ｗ ｉｘａ ＡＯ ｎ ｃ ａ ｇ Ｑｕ — ｈ ｎ
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收 稿 日期 ： ０ ０ １ — ０ ２１—２２
层 ， 下２ ， 中底部 ４ 地 层 其 层裙房 主 要 用作 商业 及 娱乐 ， ５ ９ 为酒店 ，０ 以上 为办公 用途 。１ －层 １层 层层 高６ ２ ４ ｍ，－
层 层高４５ ５ 层 高４ ６ ２ 层层 高为 ３ ｍ，６ 以 ．ｍ，层 ｍ，～ ５ ． ２层 ２ 上层 高为５１ ｍ（ １ 。 ． ５ 图 ）
关键 词：超 限 高层 ；ｔｂ ； 力特 性 ； 震 反应 ； ｅａ ｓ 动 地 时程 分析
中 图 分 类 号 ：Ｕ ９ ３１ Ｔ ７ ．６ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ ４ ２ ２ １ ） １ ０ ７ — ４ １ ０ — ７ ６（０ ０ — ０ ８ ０ １
超高层建筑结构稳定性与抗震性能分析
超高层建筑结构稳定性与抗震性能分析随着城市化的快速发展和人口的不断增长，越来越多的超高层建筑成为城市天际线的标志。
然而，这些高耸的建筑面临着严峻的挑战，其中之一就是结构稳定性和抗震性能。
本文将对超高层建筑的结构稳定性和抗震性能进行分析，并介绍一些常见的建筑设计和技术措施来提高其在地震情况下的安全性。
超高层建筑由于其高度巨大和复杂的结构，其结构稳定性是建筑工程设计的关键问题之一。
为了确保建筑在自身重量和外部荷载的作用下能够保持稳定，工程师们采用了一系列措施。
首先，超高层建筑通常采用大直径、高强度的混凝土或者钢筋混凝土柱来承受垂直荷载。
其次，通过增加结构的侧向刚度和提高承载能力来抵抗侧向力，采用框架结构、剪力墙、筒状结构等。
另外，为了增加结构的稳定性，工程师们还使用了附加的建筑元素，如设备层、挡风层和加强筋。
然而，尽管超高层建筑的结构设计已经非常精细，但其抗震性能仍然是一个令人担忧的问题。
地震是造成建筑结构损坏并带来人员伤亡的主要原因之一。
因此，在设计超高层建筑时，必须考虑抗震性能。
工程师们通常采用以下几种措施来提高超高层建筑的抗震性能。
首先，工程师们会对建筑进行地震影响评估。
通过使用地震工程领域的专业软件，如SAP2000和ETABS等，可以对建筑结构在地震荷载下的反应进行模拟和分析。
从而预测建筑在地震情况下的结构破坏和变形情况。
其次，工程师们会在建筑的关键部位使用抗震加固材料，如钢筋混凝土剪力墙和钢结构框架等。
这些加固措施可以增加建筑的刚度和承载能力，从而减小地震震动对建筑的影响。
此外，工程师们还会考虑动力特性的影响。
通过对建筑结构的自振频率、阻尼比等动力参数的计算和分析，可以进一步改善建筑的抗震性能。
特别是在超高层建筑中，涉及到颤振的问题，工程师们需要通过合理的设计来避免这种情况的发生。
同时，对于软土地区，工程师们还会进行地基处理，以提高土壤的抗震性能。
总之，超高层建筑的结构稳定性和抗震性能是设计过程中必须重点关注的问题。
《2024年M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析》范文
《M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析》篇一一、引言近年来，随着地震灾害的频繁发生，建筑结构的抗震性能受到了广泛关注。
M型钢-混凝土组合剪力墙作为一种新型的建筑结构体系，具有优异的抗震性能和良好的经济性，因此被广泛应用于高层建筑和超高层建筑中。
本文采用有限元分析方法，对M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能进行了深入研究，以期为实际工程应用提供理论依据。
二、有限元模型建立本文采用有限元软件ABAQUS建立了M型钢-混凝土组合剪力墙的有限元模型。
在模型中，M型钢和混凝土分别采用合适的本构关系进行模拟，同时考虑了钢筋与混凝土的粘结滑移效应。
此外，还设置了合理的边界条件和加载方式，以模拟实际地震作用下的剪力墙受力情况。
三、抗震性能分析1. 弹性阶段分析在弹性阶段，M型钢-混凝土组合剪力墙的变形主要表现为弯曲和剪切变形。
通过有限元分析，可以发现该剪力墙具有较好的抗侧移能力和承载能力。
此外，M型钢的加入有效地提高了剪力墙的刚度和承载能力。
2. 弹塑性阶段分析随着地震作用的加剧，M型钢-混凝土组合剪力墙将进入弹塑性阶段。
此时，剪力墙的变形将进一步增大，同时出现裂缝和损伤。
通过有限元分析，可以发现该剪力墙在弹塑性阶段仍具有较好的抗震性能和耗能能力。
此外，M型钢与混凝土之间的相互作用使得剪力墙的损伤分布更加均匀。
3. 参数分析为了进一步了解M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能，本文还进行了参数分析。
通过改变M型钢的尺寸、配筋率和混凝土强度等参数，分析了这些因素对剪力墙抗震性能的影响。
结果表明，适当的增大M型钢的尺寸和配筋率、提高混凝土强度等措施均能提高剪力墙的抗震性能。
四、结论通过有限元分析，本文对M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能进行了深入研究。
结果表明，该剪力墙具有优异的抗侧移能力和承载能力，同时在弹塑性阶段仍具有较好的耗能能力和抗震性能。
此外，通过参数分析发现，适当的增大M型钢的尺寸、配筋率和提高混凝土强度等措施均能提高剪力墙的抗震性能。
《2024年M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析》范文
《M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断发展，M型钢-混凝土组合剪力墙因其良好的力学性能和经济效益，在高层建筑中得到了广泛应用。
然而，地震作为一种常见的自然灾害，对建筑结构的抗震性能提出了严峻的挑战。
因此，对M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能进行深入研究具有重要的理论价值和实际应用意义。
本文将通过有限元分析的方法，对该类组合剪力墙的抗震性能进行探讨。
二、M型钢-混凝土组合剪力墙的构造及工作原理M型钢-混凝土组合剪力墙是一种由M型钢骨和混凝土组成的复合结构。
其工作原理是利用M型钢骨的抗拉、抗压性能和混凝土的抗压性能，共同抵抗水平地震作用。
M型钢骨的加入，不仅提高了墙体的承载能力，还改善了混凝土的延性。
三、有限元分析方法及模型建立有限元分析是一种基于数学物理模型的数值分析方法，可以通过模拟结构在外力作用下的变形和破坏过程，揭示其力学性能。
本文将采用有限元软件，建立M型钢-混凝土组合剪力墙的三维模型，并对其进行地震作用下的动力响应分析。
模型建立过程中，需考虑材料的非线性、接触非线性以及几何非线性等因素。
同时，为准确反映M型钢骨与混凝土的相互作用，需对两者之间的连接进行合理设置。
此外，还需根据实际工程中的材料参数、几何尺寸等，对模型进行精细化建模。
四、有限元分析结果及讨论通过对M型钢-混凝土组合剪力墙进行有限元分析，我们得到了其在地震作用下的变形、应力分布以及破坏过程等数据。
首先，从变形数据来看，M型钢-混凝土组合剪力墙在地震作用下表现出良好的延性和耗能能力。
在地震力的作用下，墙体发生了明显的弯曲变形，但并未出现明显的局部破坏。
这表明该类剪力墙具有良好的抗震性能。
其次，从应力分布来看，M型钢骨和混凝土之间的应力分布较为均匀，说明两者之间的相互作用得到了充分发挥。
此外，M 型钢骨的加入有效地提高了混凝土的抗压能力和延性。
最后，从破坏过程来看，M型钢-混凝土组合剪力墙在地震作用下表现出较好的耗能能力和抗倒塌能力。
基于有限元分析的建筑结构抗震性能研究
基于有限元分析的建筑结构抗震性能研究近年来，地震频繁发生，给建筑结构的抗震性能提出了更高的要求。
为了确保建筑物在地震中的安全性，有限元分析成为了一种常用的研究手段。
本文将基于有限元分析，探讨建筑结构的抗震性能以及相应的研究方法。
一、有限元分析简介有限元分析是通过将实际结构离散成有限个单元，通过数值计算方法，求解每个单元的变形和应力，进而得到整个结构的力学性能。
在建筑结构的抗震性能研究中，有限元分析可以模拟结构在地震作用下的反应，以评估结构的稳定性和安全性。
二、建筑结构的抗震性能指标1. 刚度：结构的刚度是抗震性能的重要指标之一。
刚性越大，结构在地震中的变形越小，抗震性能越好。
有限元分析可以通过计算结构的刚度来评估其抗震性能。
2. 塑性变形：塑性变形是结构在地震荷载作用下出现的一种特殊变形形态。
结构的塑性变形能够吸收地震能量，减小动力响应。
有限元分析可以模拟结构的塑性变形过程，进一步了解结构的抗震性能。
3. 破坏模式：结构在地震中可能出现不同的破坏模式，如弯曲破坏、剪切破坏等。
有限元分析可以模拟不同的破坏模式，并评估结构在破坏前后的抗震性能。
三、有限元分析在建筑结构抗震性能研究中的应用1. 土木工程领域：有限元分析在土木工程领域中的应用广泛。
通过有限元模型，可以模拟不同类型的建筑结构，如钢筋混凝土框架、钢结构、混凝土结构等。
通过分析这些结构在地震中的响应，研究其抗震性能，从而指导工程实践。
2. 结构优化设计：有限元分析可以帮助工程师进行结构优化设计，提高结构的抗震性能。
通过调整结构的几何形状、材料特性或者支撑条件，可以使抗震性能得到改善。
有限元分析可以预测结构在不同条件下的响应，提供科学依据。
3. 风险评估和加固设计：借助于有限元分析，可以对已建成的建筑结构进行风险评估，识别潜在的安全隐患。
在确定结构的抗震性能不足时，可以通过有限元分析提供的定量数据，进行合理的加固设计。
四、有限元分析的局限性及发展方向1. 网格剖分：有限元分析的精度与网格剖分密切相关。
基于有限元分析的建筑结构抗震性能研究
基于有限元分析的建筑结构抗震性能研究建筑物的抗震性能是一个非常重要的问题，特别是在地震频发地区。
为了保证建筑物在地震中的安全性，我们需要对建筑结构抗震性能进行深入研究和分析。
在此基础上，我们可以采取一系列措施来提高建筑结构的抗震性能。
有限元方法是一种广泛应用于建筑结构力学分析领域的数值计算方法。
该方法可以有效地模拟建筑物在地震中的受力情况，并进一步分析其抗震性能。
在这篇文章中，我们将探讨基于有限元分析的建筑结构抗震性能研究，并介绍该方法在实际工程中的应用。
1. 有限元方法的原理和优势有限元方法是一种将连续介质离散成若干个小元素，再通过电脑进行有限计算的数值方法。
其基本原理是将物体离散成有限数量的元素，并在每个元素上求解物体的弹性问题。
在建筑结构的力学分析中，有限元方法很好地解决了结构非线性和材料非均质性等问题。
有限元方法具有以下优势：①准确：有限元法可以得出精确的结果，或者接近于精确的结果。
②规范化：有限元方法是一种通用的标准化方法，使得人们可以用同样的方法来求解不同的问题。
③适用性强：有限元法可以处理各种复杂的边界条件（如结构受到地震、风、雨等作用）。
④计算效率高：有限元法的计算效率比较高，可以快速求解大量的问题。
2. 有限元法在建筑结构分析中的应用在建筑结构抗震性能研究中，有限元法是一种非常常用的数值计算方法。
有限元法可以帮助我们预测建筑物在地震中的受力情况，并对结构设计和材料选择提供参考。
有限元法在建筑结构分析中主要有以下应用：①地震荷载分析：有限元方法可以预测建筑物在地震中的动力响应。
②结构分析：有限元方法可以帮助我们研究建筑物的结构强度和刚度，以及弯曲、屈曲、蠕变等变形情况。
③模拟验证：有限元方法可以帮助我们对建筑物的设计进行模拟验证，从而得出更加精确的结论。
3. 基于有限元方法的建筑抗震研究案例为了更好地了解基于有限元分析的建筑结构抗震性能研究方法，我们可以以一个具体的案例进行介绍。
复杂高层钢结构抗震性能分析
0 引言随着现代科技的飞速发展，高层钢结构建筑在全球范围内日益普及。
复杂高层钢结构，由于其独特的结构特点，对抗震性能提出了更高的要求。
现有研究中，王利[1]根据多层工业钢结构，提出了多道抗震防线；卜向东等[2]提出了钢结构建筑用高强度厚规格耐候抗震热轧H 型钢研制方法；张谨等[3]结合性能对钢结构抗震设计方法进行了探讨及其改进。
复杂高层钢结构是指由多种类型构件通过焊接或螺栓连接而成的结构，通常情况下具备轻质量、高强度特性。
在地震作用下，复杂高层钢结构的动力学特性及地震响应成为研究关注的焦点。
本文在此基础上，总结了复杂高层钢结构的抗震性能，分析了影响抗震性能的具体因素，提出保障结构抗震性的策略。
1 工程概况以正在建设当中的某城市国际会议中心为例，针对该复杂高层建筑，对其钢结构抗震性能进行分析。
该项目地上总建筑面积为75 208m 2，地下总建筑面积为51 265m 2，建筑主体结构包括椭圆形裙房、地下室、球形主体等。
地下包含2层结构，为停车场、设备用房、宾馆、会议室等附属用房，二楼高12m。
球状主体建筑是一座拥有300多个房间的铂金级五星级饭店，以及配套的餐饮、娱乐等配套设施，高达19层，高85m。
图1图1 复杂高层钢结构建筑的剖面图从图1可以看出，该建筑为典型不规则复杂高层建筑，整体采用钢框架－支撑体系。
楼板为钢筋混凝土框架结构。
在平面布局上，地面高程24.00～6 050m 为开放式 C 型。
13.50m 层和18.75m 层为下层加劲层，整层楼板相互连接，并通过刚性楼板来协同各个板框的工作，使弧形框架的底面不受偏心弯矩的影响。
2 建立模态有限元模型通过确定结构的自振频率和相应的振型，来描述结构在振动过程中的变形形态。
这种分析方法对于理解复杂高层钢结构在地震、风载等动力荷载作用下的响应具有重要意义。
利用ANSYS 等有限元分析软件，输入结构的质量矩阵和刚度矩阵，然后通过Block Lanczos 法求解线性方程组，得到每个模态的固有频率和相应的模态形状[4]。
高层钢结构抗震性能分析
高层钢结构抗震性能分析摘要：高层钢结构建筑具有施工速度快、工业化程度高、综合技术经济指标好、抗震性能优越等特点，钢结构用于高层建筑，具有得天独厚的技术优势，也是我国当前的产业政策。
本文介绍了目前高层钢结构建筑采用的几种典型的结构体系，总结了各结构体系的受力特点及应用；以典型的钢结构建筑为例，对其分别采用钢框架结构体系、钢框架-支撑结构体系、钢框架-剪力墙结构体系、钢框架结构体系，利用大型有限元软件ANSYS分析了各种结构体系所具有的抗震性能，得到了一些有益的结论。
关键词：高层建筑；钢结构；抗震性能0 引言近几年，我国的建筑产业化发展速度十分迅猛，发展方向突破传统的户型、材料和结构体系呈多元化趋势，关于建筑行业发展的讨论也是百家争鸣、各具特色。
作为建筑领域的新兴力量，钢结构住宅的发展和讨论也越来越被业界和学界所重视。
而我国属于一个地震多发的国家，建筑灾害成为地震灾害中最具破坏和杀伤力的灾害，这更加强了全国从事钢结构设计和研究的同仁们对于普通住宅建筑抗震的思考。
1高层建筑钢结构的体系在钢结构建筑中用的较多的结构体系有框架结构、框架- 中心支撑结构和框架- 偏心支撑结构等。
纯框架结构延性好，抗震性能好，但由于抗侧刚度较差，不宜用于层数太高的建筑。
框架- 中心支撑结构抗侧刚度大，适用层数较多的建筑，但由于支撑构件的滞回性能较差，耗散的地震能量有限，抗震性能不如纯框架。
框架- 偏心支撑结构可通过偏心连梁的剪切屈服，耗散地震能量，同时又能保证支撑不丧失整体稳定，抗震性能优于框架- 中心支撑结构。
采用能与钢框架抗侧刚度相匹配的内藏钢板剪力墙和带竖缝剪力墙代替支撑，可构成框架- 抗震墙板结构，其抗震性能优于框架- 中心支撑结构。
当房屋刚度更高时，可采用沿建筑周边设置密柱深梁框架构成的框筒结构。
框筒结构抗侧刚度大，并具有较好的抗震性能。
2 钢结构建筑的抗震结构不同的结构形式，抗震性能明显不同。
混凝土结构的房屋受压较好，但不抗拉力，两种力的差距达10倍。
基于有限元分析的超高层建筑抗震设计研究
基于有限元分析的超高层建筑抗震设计研究
朱济雷;程浩
【期刊名称】《建材发展导向》
【年(卷),期】2024(22)9
【摘要】该文探讨基于有限元分析的超高层建筑抗震设计,以满足现代城市的安全和可持续发展需求。
首先,介绍了超高层建筑的背景和发展趋势,强调了抗震设计在建筑工程中的重要性。
随后,通过有限元分析方法,详细讨论了超高层建筑结构的力学行为和地震响应特性。
进一步提出了一种基于有限元模型的抗震设计方法,并探讨了不同设计参数对结构性能的影响。
最后,通过案例研究和实验验证,验证了该方法的有效性和可行性。
通过这项研究,可以更好地理解超高层建筑的抗震设计原理,提高建筑工程的抗震性能,从而为城市的安全和可持续发展做出贡献。
【总页数】3页(P42-44)
【作者】朱济雷;程浩
【作者单位】青岛赛信瑞祥置业有限公司;隔而固(青岛)振动控制有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU974
【相关文献】
1.超高层建筑结构基于性能的抗震设计
2.某超限超高层建筑结构抗震设计若干问题研究
3.超高层建筑结构抗震性能化设计研究
4.带加强层超高层建筑结构基于能力谱法的抗震设计
5.探讨超高层建筑设计中基于性能的抗震设计
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土木工程学报 ＣＨＩＮＡ ＣＩＶＩＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＪＯＵＲＮＡＬ
Ｖｏｌ ． ３９ Ｎｏ． ５ Ｍａｙ． ２００６
超高层钢结构建筑动力特性与抗震性能的有限元分析
王元清 １ 黄 怡 １ 石永久 １ 陈 宏 ２ 温四清 ３
（ １．清华大学， 北京 １０００８４； ２．清华大学建筑设计研究院， 北京 １０００８４； ３．中信集团武汉建筑设计院， 湖北武汉 ４３００１４）
第 ３９ 卷 第 ５ 期
王 元 清 等·超 高 层 钢 结 构 建 筑 动 力 特 性 与 抗 震 性 能 的 有 限 元 分 析
·６７·
２ 结构动力特性分析
用 ＳＡＴＷＥ 计算得到， 结构的计算周期为 ７．０２ ｓ， 两者相差 １４％ ， 基本在误差允许的范围内。
２．１ 模态分析 ＡＮＳＹＳ 有 限 元 建 模 采 用 ｂｅａｍ４ 单 元 （ 梁 柱） 、
抗震设防烈度： ７ 度。建筑抗震设防类别： 丙类。 结构安全等级一级。Ⅱ类场地； 场地土类型： 中软场 地土。计算假定如下：
（ １） 材料模型取理想弹塑性模型； （ ２） 考虑到地下室为箱型结构， 刚度大， 地基的 嵌固作用也较强， 所以视基础底面和三层地下室的周 边为完全嵌固； （ ３） 钢管混凝土和钢骨混凝土按照刚度等效原则 进行折算； （ ４） 加强层上下楼面按弹性楼板、薄壳单元来考 虑， 其他简化为平面内无限刚性［４］。 １．３ 计算软件 目前国内结构计算软件主要分为专业软件和通用 软件两大类， 用 ＴＡＴ 等专业软件对竖向刚度分布均匀 的结构计算结果良好 ［５］， 但是本结构复杂， 专业软件 的计算假设多， 有一定误差。通用软件 ＡＮＳＹＳ 是世 界上颇有影响的大型通用有限元分析软件， 可完成大 型复杂结构的静力分析、模态分析、瞬态动力分析和 谱分析等。
３５０×７００ － ３８～２２
３８－ ４７ ９００×９００ ６００×８００～６００ ３５０×６００
层 － ２８～２２
－ ３８～２２
－ ２２～２０
４８－ ５２ ８００×８００
层
－ ２２
６００×６００ － ２０
３５０×５００ － １８
５３－ ５７ ７００×７００
层
－ ２２
５００×５００ － １８
３５０×５００ － １８
主梁
支撑
１－ ９ １５００×１５００ 剪力墙
剪力墙
混凝
－
层
混凝土
厚 ９００
厚 ８００
土梁
１０－ ２９ １２００×１２００ ６００×１２００
层 － ４６～３０
－ ４２～３８
３５０×７００ ６００×２８０ － ４４～３２ ×１２×２０
３０－ ３７ １１００×１１００ ６００×１０００
层
－ ３０
－ ３６～３２
３００×３００× １４×２２
６００×３５０ ×１２×２２
３００×３００× １２×２０
５８ 层 ６００×６００ ５００×５００ ３５０×４００ ６００×３５０
以上
－ ２０
－ １６
－ １６
×１４×２２
注： １． 钢材采用 Ｑ３４５Ｂ； ２． 墙体混凝土强度等级为 Ｃ６０； ３． 柱子根据位置不同， 混凝土强度等级为 Ｃ４０－ Ｃ７０。
Ｗａｎｇ Ｙｕａｎｑｉｎｇ１ Ｈｕａｎｇ Ｙｉ１ Ｓｈｉ Ｙｏｎｇｊｉｕ１ Ｃｈｅｎ Ｈｏｎｇ２ Ｗｅｎ Ｓｉｑｉｎｇ３ （ １．Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４， Ｃｈｉｎａ； ２． Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｓｉｎｇｈｕａ
ｓｈｅｌｌ４３ （ 楼 板） 和 ｍａｓｓ２１ （ 质 量 块） ， 模 型 规 模 ： ７１２９４ 个单元， ４８７４１ 个节点。
按照抗震规范［６］ ， 考虑重力荷载代表值， 即考虑 结构所有的恒 载和 ５０％ 的楼面活荷载 作 用 。 考 虑 非 结构构件的影响， 结构的自振周期需要乘以调整系 数， 参考文献 ［ ７－ ８］ ， 取调整系数 ０．７， 计算得到结 构的前 ３０ 阶的自振周期如表 ２。
建筑的 １～４０ 层为办公楼 （ 首层层 高为 １０．８ ｍ， 标准层高 ３．６ ｍ） ， ４１～６７ 层为酒店 （ 标准层高 ３．２ ｍ） ， ６８ 层为观光层。在 ２５、４３、６５ 层设有水平加强层。
结构存在两个过渡区域， 分别是底部钢筋混凝土 层与上部钢框架层之间的过渡区域， 下部办公楼与上
部酒店之间的过渡区域。这两个过渡区域与结构的三 道加强层所在的位置， 结构侧向刚度存在突变， 对结 构的抗震性能影响较大， 需要重视［１］。 １．２ 设计参数
·６６·
土木工程学报
２００６ 年
图 １ 建筑平面图 Ｆｉｇ． １ Ｐｌａｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ
图 ２ 建筑剖面图 Ｆｉｇ． ２ Ｐｒ ｏｆｉｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ 果作了比较。
１．１ 工程特点 本工程原设计为 ４８ 层的钢筋混凝土筒中筒结构，
混凝土结构施工至第 ７ 层时， 按业主要求， 调整为 ６８ 层的框架－ 支撑钢结 构， 为满足高层钢结构设 计 原则， 对已经施工的混凝土结构进行过渡处理， ８ 层 到 １２ 层为过渡区域。１２ 层以上为钢结构部分， 采用 外框钢管混凝土柱， 内筒钢柱－ 中心支撑和偏心支撑 体系， 楼板为压型钢板组合楼盖。
２．２ 振型参与系数分析 计算得到模型在各个方向上的振型参与系数如图
４ 所示， 可以看到 Ｘ、Ｙ 方向上均是低阶振型起到控 制作用， Ｚ 方向上第 ９、１２、１６ 阶 振型起控制作 用 ， 计算时应注意。 ２．３ 振型数目的确定
振 型 个 数 一 般 取 振 型 参 与 质 量 （ 有 效 质 量） 达 到总质量的 ９０％ 所需要的振型数目， 这种 方 法 称 为 有效质量法。图 ５ 的横坐标为振型， 纵坐标为振型 参与质量 ／ 总质量， 可以得到当参与质量达到 ９０％ 的
１ 工程概况
武汉国际证券大厦是武汉香利房地产开发公司 投资开发的超高层钢结构综合建筑， 为武汉第一高 楼， 是华中地区首家钢结构大楼， 也是武汉的标志 性建筑。
结构主体高度为 ２８１．３ ｍ， 建筑顶部设置 ５０ ｍ 高 的通讯 天 线 ， 建 筑 最 大 高 度 为 ３３１．３ ｍ。 结 构 地 下 ３
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４， Ｃｈｉｎａ； ３． Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗｕｈａｎ， Ｗｕｈａｎ４３００１４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａ ｃｔ： Ｗｕｈａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｃｕｒｉｔｉｅｓ Ｍａｎｓｉｏｎ ｉｓ ａ ｓｕｐｅｒ ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ ｓｔｅｅｌ ｂｒａｃｅｄ ｆｒａｍｅ ｗｉｔｈ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ－ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ ｓｔｏｒｉｅｓ． Ｔｈｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｖａｒｉｅｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｙ ａｌｏｎｇ ｉｔｓ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ， ｉｎｄｕｃｉｎｇ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｓｅｉｓｍｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｓｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ， ＡＮＳＹＳ． Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｓｍａｌｌ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ． Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｍｅｍｂｅｒ ｆｏｒｃｅｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｏｓｅ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｆｒｏｍ ａ ｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ， ＳＡＴＷＥ． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔｏｒｉｅｓ ｗｉｔｈ ｓｕｄｄｅｎ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｓｈｏｗ ｌｅｓｓ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｇａｉｎｔ ｔｈｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ａｎｄ ｔｈｅｙ ｒｅｑｕｉｒｅ ｓｐｅｃｉａｌ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ｄｅｓｉｇｎ． Ｕｎｄｅｒ ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ， ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ． Ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｈａｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｃｏｎｆｏｒｍｓ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｃｏｄｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： ｓｕｐｅｒ ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｔｉｍｅ－ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ； ＦＥＡ； ｓｅｉｓｍｉｃ Ｅ－ｍａｉｌ： ｈｕａｎｇｙｉ９８ ＠ｍａｉｌｓ． ｔｓｉｎｇｈｕａ． ｅｄｕ． ｃｎ
表 ２ 结构前 ３０ 阶自振周期
时 候 ， 需 要 的 振 型 分 别 为 １７ 阶（ Ｘ） ， ８ 阶（ Ｙ） ， １６ 阶
Ｔａｂｌｅ ２ Ｎａｔｕｒ ａｌ ｐｅｒ ｉｏｄｓ ｏｆ） 。 同 时 ， 考 虑 到 取 过 多 振 型 对 计 算 结 果 影 响 小 ，
ＡＮＳＹＳ， 对其进行了抗震性能分析。包括结构动力特性分析， 振型分解反应谱方法和时程分析方法分析常遇地震
作用下的结构的变 形和内力， 并将计算结果和专业软件 ＳＡＴＷＥ 的计算结果进行对比。计算可见建筑物刚度突变