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高层混合结构筒体厚度优化设计

西安科技大学学报 2010年第2期30卷 175-181页

作者：张淑云白国良赵来顺西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为获得高层混合结构中外框架与混凝土筒体之间合理的刚度分配,利用结构优化的方法对筒体厚度进行主动选择,以筒体体积为目标函数,引入结构变形、剪重比、刚重比、框架楼层剪力、柱轴压比、底层墙肢轴压比、构件承载力、构造要求等约束... 详细信息

为获得高层混合结构中外框架与混凝土筒体之间合理的刚度分配,利用结构优化的方法对筒体厚度进行主动选择,以筒体体积为目标函数,引入结构变形、剪重比、刚重比、框架楼层剪力、柱轴压比、底层墙肢轴压比、构件承载力、构造要求等约束限制条件。通过建立混合结构整体空间有限元模型。采用振型分解反应谱CQC法进行地震响应分析,提出了整体反映混合结构动力性能的优化数学模型。利用ANSYS作为优化工具,使用APDL语言编写优化文件。结合具体的高层混合结构实例,通过不同初始值求解来检验优化模型的可行性及优化算法的收敛性。优化后结构的内力减小,框架承担的内力比例增加,结构性能得以改善。

关键词：高层混合结构筒体厚度优化设计振型分解反应谱法

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高层混合结构加强层设置方案对比分析

建筑钢结构进展 2013年第3期15卷 54-59页

作者：王文涛谭伟悉地国际设计顾问(深圳)有限公司广东深圳518057

结合一栋49层、高224.8m的超高层混合结构,对比分析了加强层设置方式对混合结构性能的影响。分析结果表明,对于风荷载起控制作用的超高层混合结构宜结合设备层设置多个加强层;加强层刚度越大,内力突变程度越严重;在设置伸臂桁架的同时... 详细信息

结合一栋49层、高224.8m的超高层混合结构,对比分析了加强层设置方式对混合结构性能的影响。分析结果表明,对于风荷载起控制作用的超高层混合结构宜结合设备层设置多个加强层;加强层刚度越大,内力突变程度越严重;在设置伸臂桁架的同时设置腰桁架对提高框架核心筒结构刚度效果不明显,但能够提高楼层抗剪承载力。

关键词：高层混合结构加强层伸臂桁架腰桁架

考虑我国场地土类型的弹塑性反应谱法在高层混合结构中的应用

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地震工程与工程振动 2009年第2期29卷 57-65页

作者：周颖卜一吕西林黄志华同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

弹塑性反应谱法中,强度折减系数、延性系数、周期之间的关系模型(R-μ-T关系)是影响计算结果的一个重要参数。各国学者考虑不同地震动记录、滞回模型、场地土条件、阻尼比等参数,提出了不同的模型,但在场地特征对关系影响上存在不同认... 详细信息

弹塑性反应谱法中,强度折减系数、延性系数、周期之间的关系模型(R-μ-T关系)是影响计算结果的一个重要参数。各国学者考虑不同地震动记录、滞回模型、场地土条件、阻尼比等参数,提出了不同的模型,但在场地特征对关系影响上存在不同认识。本文按考虑我国场地土类型的模型,分别进行了某高层混合结构在设防7度、7.5度、8度、8.5度、9度下的弹塑性反应谱计算,得到了一系列结构最大层间位移角,并与增量动力分析(IDA)的结果进行了对比。分析表明,考虑我国场地土类型的高层混合结构弹塑性反应谱计算结果与IDA分析50%均值曲线吻合较好。本文计算结果可为弹塑性反应谱法在复杂高层结构中的应用提供基础。

关键词：弹塑性反应谱法 R-μ-T关系增量动力分析高层混合结构

高层混合结构的抗震性能及小波调整地震动输入研究

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高层混合结构的抗震性能及小波调整地震动输入研究

作者：徐颖西安建筑科技大学

学位级别：硕士

钢管混凝土结构运用于高层建筑中具有优越的抗震性能,其地震作用下整体受力、变形性能比较复杂,设计时难于预测结构的薄弱部位和破坏状态。本文以一个刚度不规则钢管混凝土柱—偏心剪力墙筒体结构为背景,进行抗震性能分析,以探讨结构的... 详细信息

钢管混凝土结构运用于高层建筑中具有优越的抗震性能,其地震作用下整体受力、变形性能比较复杂,设计时难于预测结构的薄弱部位和破坏状态。本文以一个刚度不规则钢管混凝土柱—偏心剪力墙筒体结构为背景,进行抗震性能分析,以探讨结构的受力、变形性能,基于常规分析方法和实际地震动调整的小波分析方法对结构以下几个方面进行了研究。主要内容包括: (1)首先:根据钢管混凝土统一理论和结构抗震理论,建立高层钢管混凝土结构有限元模型,研究高阶振型对结构地震反应的影响及对结构的整体自振特性进行分析。 (2)其次:对带有刚度偏心的高层混合结构进行单、双向反应谱法和单、双向地震动输入下对结构的进行弹性地震反应分析,研究结构在多遇地震作用下结构受力、变形和扭转性能,结构能够保证“小震”不坏的要求。以及为地震动调整的小波分析方法分析结果的对比做准备。 (3)再次:对高层建筑时程分析中地震波对结构选波控制指标难于指导工程设计的问题提出新方案,通过小波分析方法进行调整,更合理考虑了场地类别、持时和振幅对地震动的影响。基于调整过的地震波的小波分析方法来输入地震动,了解结构在多遇地震作用下的地震反应,与实际地震波进行比较,以弹性时程分析中基底剪力作为控制指标,从顶层位移、基底弯矩、层间位移角、项层位移时程曲线、基底剪力时程曲线几个方面出发进行对比分析,认为经过调整的地震波更接近反应谱法所计算的数值。根据现有结构抗震理论,其计算方法更加全面地体现了设计地震动的特性,计算结果能很好反映调整过地震动的优越性能。 (4)最后:对高层建筑进行罕遇地震作用下时程分析,追踪结构在地震作用下结构反应的全过程,了解结构的薄弱楼层和破坏状态,结构能够保证“大震”不倒的要求。在罕遇地震下常规分析对其与调整过的地震波从基底剪力进行对比,发现调整过的地震波离散型较小。结合弹性时程分析,结果具有一致性,其计算结果能很好地满足结构对时程分析中输入地震波的特征,对我们的工程中时程分析的地震动选波提供新途径,结构设计提供新思路。

关键词：高层混合结构小波调整抗震性能时程分析地震动输入

不规则高层混合结构整体模型模拟地震振动台试验研究

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北京科技大学学报 2010年第5期32卷 682-690页

作者：蔡斌牟在根沈银澜田春雨肖从真北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 中国建筑科学研究院北京100013

以厦门福隆大厦为背景,对不规则高层结构的1/20整体模型进行模拟地震振动台试验研究,测试了模型结构的动力特性、阻尼比及其在7度多遇、7度基本、7度罕遇烈度地震作用下的加速度和位移反应等,研究了模型结构的破坏机理和破坏模式.结果表... 详细信息

以厦门福隆大厦为背景,对不规则高层结构的1/20整体模型进行模拟地震振动台试验研究,测试了模型结构的动力特性、阻尼比及其在7度多遇、7度基本、7度罕遇烈度地震作用下的加速度和位移反应等,研究了模型结构的破坏机理和破坏模式.结果表明:模型结构前三阶振型频率依次为:1.74Hz(Y向平动)、2.28Hz(X向平动)和3.12Hz(整体扭转),其中X向和Y向平动对应阻尼比分别为6.5%和6.3%.在7度多遇和罕遇地震作用下,X向结构最大层间位移角分别为1/956和1/147,Y向结构最大层间位移角分别为1/570和1/83.因此原型结构的布置基本合理,整体抗震性能较好.最后对原型结构的抗震设计方案提出了一些改进建议.

关键词：高层混合结构整体模型钢管混凝土模拟地震振动台试验

增量动力分析方法的改进及其在高层混合结构地震危害性评估中的应用

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工程抗震与加固改造 2010年第1期32卷 104-109,121页

作者：汪梦甫曹秀娟孙文林湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

在基于性能的地震工程中,增量动力分析(IDA)常被用于计算结构的动力反应、损伤性能及可能的经济损失。这种定量的危险性分析方法主要包括:选择一组地震波并完成结构非线性模型的IDA,总结得到各种分位值对应的IDA曲线及相关状态性能限值,... 详细信息

在基于性能的地震工程中,增量动力分析(IDA)常被用于计算结构的动力反应、损伤性能及可能的经济损失。这种定量的危险性分析方法主要包括:选择一组地震波并完成结构非线性模型的IDA,总结得到各种分位值对应的IDA曲线及相关状态性能限值,将IDA结果与地震危险性分析结果结合起来形成结构地震危害性评估的计算格式。本文介绍了IDA的基本原理与过程,提出了改进IDA曲线统计的方法。通过对一栋25层高层混合结构进行IDA分析,得到该结构概率分位值为16%,50%和84%的IDA曲线及其对应的极限状态值,结合上海市概率地震危险性分析曲线,对该高层混合结构的地震危害性进行评估,同时对这种评估方法在高层混合结构中应用的可靠性与可行性进行论证。

关键词：基于性能的抗震设计增量动力分析高层混合结构地震危害性评估

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基于监测数据的高层混合结构层损伤评估

工程抗震与加固改造 2011年第4期33卷 1-6页

作者：何春凯陈建华滕军哈尔滨工业大学深圳研究生院广东深圳518055

判断震后结构的损伤程度是恢复灾区生产生活秩序最迫切的工作之一。本文基于监测数据和数值模拟提出一种高层混合结构层损伤评估方法。并以一高层混合结构为例,讨论了本文方法评估高层混合结构震后损伤程度的实用性。并将分析结果与模... 详细信息

判断震后结构的损伤程度是恢复灾区生产生活秩序最迫切的工作之一。本文基于监测数据和数值模拟提出一种高层混合结构层损伤评估方法。并以一高层混合结构为例,讨论了本文方法评估高层混合结构震后损伤程度的实用性。并将分析结果与模拟地震振动台试验的试验现象及基于监测数据的模糊评价结果进行比了较。比较结果表明,该方法能够比较准确地评价结构每层的综合损伤程度。

关键词：高层混合结构监测数据数值模拟修正系数层损伤评估

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既有高层混合结构损伤评估

既有高层混合结构损伤评估

作者：甘智茹华南理工大学

学位级别：硕士

抗震设计方法在不断改变。基于性能的设计方法，成为结构设计方法的发展趋势。抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡，体现出新设计方法的先进性。选取合理的性能参数和设定预期的性能目标，是基于性能抗震设计的关键。 ... 详细信息

抗震设计方法在不断改变。基于性能的设计方法，成为结构设计方法的发展趋势。抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡，体现出新设计方法的先进性。选取合理的性能参数和设定预期的性能目标，是基于性能抗震设计的关键。基于位移的结构性能评估的指标，包括整体指标和构件局部指标两种。结构整体评估指标主要为结构的弹塑性层间位移角;通过引入需求比的概念，可进行构件局部的损伤分析。结合整体指标与局部指标，可对结构进行全面的损伤分析，并选择加固性能的目标，对结构进行加固。本文从工程应用角度出发，通过对某超高层混合框筒结构进行弹塑性时程分析，并采用整体指标与局部指标相结合的方法，评估结构抗震性能及损伤状况。为了对结构的冗余程度有更多的了解，对结构输入本区烈度的地震波，得到结构在7度地震下的性能表现。根据现行规范对性能设计的要求，以及原结构在地震下的性能表现，制定合理的性能目标，选择合适的加固方案。加固方案应以满足性能要求为前提，考虑加固成本、使用要求等因素。因此，本文对加固后的结构进行弹塑性时程分析，得到各加固结构的地震性能表现。选出满足加固性能目标要求的方案，对这些加固方案进行力学指标及技术经济指标的对比分析，分别给出各指标下的最优方案。

关键词：高层混合结构性能目标整体指标与局部指标结合损伤分析加固设计加固方案对比

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轻钢—混凝土高层混合结构弹塑性分析

轻钢—混凝土高层混合结构弹塑性分析

作者：韩立志重庆大学

学位级别：硕士

目前,国内外对于轻钢结构体系已有大量的研究,但是轻钢结构在国内的应用却较为有限,其中重要原因在于轻钢结构通常只应用于低层结构。针对轻钢结构在国内发展的现状,本课题组提出了轻钢-混凝土高层混合结构,该结构体系是将轻钢结构与高... 详细信息

目前,国内外对于轻钢结构体系已有大量的研究,但是轻钢结构在国内的应用却较为有限,其中重要原因在于轻钢结构通常只应用于低层结构。针对轻钢结构在国内发展的现状,本课题组提出了轻钢-混凝土高层混合结构,该结构体系是将轻钢结构与高层混凝土结构相结合而形成的一种新型结构形式。本文针对轻钢-混凝土高层混合结构的周期折减系数、混合结构在多遇、罕遇地震作用下的性能状态以及混合结构的经济性等问题展开研究,主要研究内容和结论如下:(1)对轻钢-混凝土高层混合结构周期折减系数进行理论推导,得到了轻钢结构对混凝土主结构的周期折减系数计算公式。针对不同房屋高度,不同轻钢墙体与混凝土主结构的侧向刚度比的模型,对比了公式计算值和有限元计算结果的区别,结果表明公式计算值与软件模拟值相一致,证明采用公式法计算周期折减系数是可行的。(2)对混合结构模型和混凝土主结构模型在6度区、7度区进行了多遇地震及罕遇地震时程分析和对比,结果表明:轻钢结构对混凝土主结构的层间位移角具有减小的作用,特别是结构的上部楼层,层间位移角减小的大小与轻钢结构次结构和混凝土主结构的楼层刚度比相关;在水平地震作用时,轻钢墙体承担了部分剪力,石膏板组成的轻钢墙体承担的楼层剪力比例大约在6%-10%,OSB板组成的轻钢墙体承担的楼层剪力比例大约为15%-20%。轻钢墙体在罕遇地震时承担的楼层剪力比例略大于多遇地震时承担的楼层剪力比例。(3)6度区罕遇地震作用时混凝土主结构与混合结构模型进入非线性程度不高,结构只是发生轻微破坏。7度区(0.15g)罕遇地震作用时,混凝土主结构与混合结构均进入了很高的弹塑性状态,但是轻钢次结构对混凝土主结构起到了“保护”作用,以OSB板组成的轻钢墙体可以实现混凝土主结构由“大震不倒”变为“可修”的性能状态。罕遇地震时程分析结果表明,轻钢墙体只有当混凝土主结构发生较大变形时才会进入非线性状态。(4)轻钢-混凝土混合结构相比于传统混凝土结构,混凝土和钢材的用量更少,特别是在高烈度地区,这种优势更加明显。

关键词：高层混合结构轻钢墙体混凝土结构周期时程分析