eAAA-高層結(jié)構(gòu)抗風(fēng)與抗震設(shè)計(jì)ppt課件

1、高層構(gòu)造抗風(fēng)與抗震設(shè)計(jì)李正良李正良重慶大學(xué)土木工程重慶大學(xué)土木工程學(xué)院學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師教授、博士生導(dǎo)師前言第一章 第二章 風(fēng)荷載及風(fēng)致影響第三章 高層建筑構(gòu)造抗震分析與設(shè)計(jì)前言構(gòu)造體系的概念剪切：(a)不被剪斷 (b)剪切變形不能過(guò)大 彎曲：(a)必需不被傾覆 (b)不發(fā)生因拉或緊縮的破壞 c彎曲變形不能過(guò)大 兩個(gè)系數(shù):BRI Bending Rigidity Index SRI ( Shear Rigidity Index ) BRI: 100 世貿(mào)中心：33 帝國(guó)大廈：33 aBRI: 33 bcdBRI: 33 外框筒內(nèi)框架成束筒BRI: 33 BRI: 33 ( 花旗銀行大廈 )

2、BRI:56 BRI: 63 efg抗剪：理想的抗剪體系是一片無(wú)洞口的板塊或墻體 SRI=100 SRI=62.5 與桿件的長(zhǎng)度、截面、高度有關(guān) SRI=31.3 SRI,BRI的概念設(shè)計(jì)及運(yùn)用wind design, seismic design.第一章 第二章 風(fēng)荷載及風(fēng)致影響21 風(fēng)力、構(gòu)造風(fēng)力及風(fēng)效應(yīng)22 根本風(fēng)速和根本風(fēng)壓23 順風(fēng)向的等效風(fēng)荷載24 橫風(fēng)向渦流零落共振等效風(fēng)荷載 第二章 風(fēng)荷載及風(fēng)致影響 高層建筑在風(fēng)力遭到損壞的例子 ： 1926年9月美國(guó)邁阿密市芽咯薩大樓17層鋼框架臺(tái)風(fēng)襲擊后發(fā)生塑性變形，頂部程度剩余位移竟達(dá)0.61m。里特洛爾大樓 在整個(gè)風(fēng)暴中嚴(yán)重?fù)u擺。 在較

3、近時(shí)期，美國(guó)德克薩斯州洛波克市的哥比雷夫大樓也在風(fēng)暴中嚴(yán)重?fù)u擺，波士頓一座大樓在一次風(fēng)暴中幾乎一切玻璃全都粉碎。 風(fēng)荷載是高層建筑主要側(cè)向荷載之一。 構(gòu)造抗風(fēng)分析包括荷載、內(nèi)力、位移、加 速度是高層建筑設(shè)計(jì)計(jì)算的重要要素。 由流膂力學(xué)中的伯努利可知風(fēng)壓與風(fēng)速關(guān)系： 21 風(fēng)力、構(gòu)造風(fēng)力及風(fēng)效應(yīng) 222121vgvw21 空氣質(zhì)點(diǎn)密度 )/(3mt風(fēng) 速 )/(sm風(fēng)壓力)/(2mkN1740126001在規(guī)范大氣情況下，16301 約為沿海城市上海，上值約為高山地域的拉薩，上值約為空氣單位體積重力)/(3mkN 風(fēng)的構(gòu)成：空氣從氣壓高的地方流動(dòng)到氣壓 低的地方。 風(fēng) 力：風(fēng)的強(qiáng)度。通常由風(fēng)速或

4、換算為風(fēng)壓來(lái)表示)back知某以高度z處的風(fēng)速為v，那么作用在構(gòu)造上的風(fēng)力普通可表示為順風(fēng)向風(fēng)力ilong-wind、橫風(fēng)向風(fēng)力(across-wind)和扭風(fēng)力矩。 BvpBvpBvpMMLLDD22221212122 圖21構(gòu)造上的風(fēng)力 DLM阻力系數(shù) 橫向力系數(shù)程度向構(gòu)造也稱升力系數(shù)扭矩系數(shù)B 構(gòu)造的參數(shù)尺度，常取截面垂直于流動(dòng)方向的最大尺度m 三種類型的振動(dòng) 順風(fēng)向彎剪振動(dòng)或彎扭耦合振動(dòng)橫風(fēng)向風(fēng)力下渦流零落振動(dòng)空氣動(dòng)力失穩(wěn)馳振、顫振 當(dāng)無(wú)偏心風(fēng)力矩時(shí)，在順力向風(fēng)力作用下，構(gòu)造將產(chǎn)生順風(fēng)向的振動(dòng)，對(duì)高層構(gòu)造來(lái)說(shuō)，普通可為彎曲型剪力墻，也有剪切型框架，當(dāng)為框剪構(gòu)造時(shí)，可為彎剪型。 當(dāng)風(fēng)吹向

5、構(gòu)造，可在構(gòu)造周圍產(chǎn)生旋渦，當(dāng)旋渦零落不對(duì)成時(shí)，可在橫風(fēng)向產(chǎn)生橫風(fēng)向風(fēng)力，所以橫風(fēng)向振動(dòng)在恣意風(fēng)力情況下都能發(fā)生渦激振動(dòng)景象。在抗風(fēng)計(jì)算時(shí)，除了必需留意第一類振動(dòng)以外，還必需同時(shí)思索第二類振動(dòng)景象。特別是，當(dāng)旋渦零落頻率接近構(gòu)造某一自振頻率時(shí)，可產(chǎn)生共振景象，即使在思索阻尼存在的情況下，仍將產(chǎn)生比橫向風(fēng)力大十倍甚至幾十倍的效應(yīng)，必需予以格外的注重。 構(gòu)造在順風(fēng)向和橫風(fēng)向風(fēng)力甚至扭力矩作用下，當(dāng)有微小風(fēng)力攻角時(shí)，在某種截面方式下，這些風(fēng)力可以產(chǎn)生負(fù)號(hào)阻尼效應(yīng)的力。假設(shè)構(gòu)造阻尼力小于這些力，那么構(gòu)造將處在總體負(fù)阻尼效應(yīng)中，振動(dòng)將不能隨著時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸衰減，卻反而不斷增長(zhǎng)從而導(dǎo)致構(gòu)造破壞。這時(shí)的起點(diǎn)

6、風(fēng)速稱為臨界風(fēng)速，這種振動(dòng)猶如壓桿失穩(wěn)一樣，但遭到的不是軸心壓力而是風(fēng)力，所以常稱為空氣動(dòng)力失穩(wěn)，在風(fēng)工程中，通常稱為弛振彎或扭受力或顫振彎扭耦合受力。 空氣動(dòng)力失穩(wěn)在工程上視為必需防止發(fā)生的一類振動(dòng)景象。 風(fēng)的流動(dòng)程度方向是主要的，但也能夠在一定的仰角下流動(dòng)，從而除程度風(fēng)力外，還存在豎向風(fēng)力，由于高層建筑主要荷載是程度側(cè)向荷載，豎向荷載的適當(dāng)添加并不起著很大的影響，因此對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，主要思索程度側(cè)向風(fēng)力的影響。規(guī)范高度最大風(fēng)速的概率分布或概率密度 曲線線型最大風(fēng)速的重現(xiàn)期最大風(fēng)速的樣本平均風(fēng)速的時(shí)距規(guī)范地貌根本風(fēng)速或根本風(fēng)壓22 根本風(fēng)速和根本風(fēng)壓一、規(guī)范高度的規(guī)定 房屋建筑類一致取10

7、m為規(guī)范高度 二、規(guī)范地貌的規(guī)定 規(guī)范地貌指空闊平坦地域，在詳細(xì)執(zhí)行時(shí)，對(duì)于城市郊區(qū)，房屋較為低矮的小城市，也作規(guī)范地貌處置。 三、平均風(fēng)速的時(shí)距 取平均風(fēng)速時(shí)距為10分鐘 風(fēng)的杰出周期約在1分鐘四、最大風(fēng)速的樣本 取年最大風(fēng)速為統(tǒng)計(jì)樣本，即每年以一最大風(fēng)速記錄值為一個(gè)樣本 設(shè)重現(xiàn)期為 年，那么 為超越設(shè)計(jì)最大風(fēng)速的概率，由于不超越該設(shè)計(jì)最大風(fēng)速的概率或保證率應(yīng) 為： 五、最大風(fēng)速的重現(xiàn)期 0T01T0P0011TP 我國(guó)荷載規(guī)范規(guī)定：對(duì)普通構(gòu)造，重現(xiàn)期為30 年，對(duì)于高層建筑和挺拔構(gòu)造，重現(xiàn)期取50年，對(duì)于特別重要和有特殊要求的高層建筑和挺拔構(gòu)造，重現(xiàn)期可取100年。重現(xiàn)期為年通常俗稱為 年

8、一遇。0T平均值 根方差設(shè)計(jì)最大風(fēng)速 保證系數(shù)六最大風(fēng)速的概率或概率密度曲線線型 采用極值型 分布曲線，它的概率分布函數(shù)為： I)(expexpxPI設(shè)計(jì)值與平均值及根方差的關(guān)系 xxx45005. 028255. 1xdexx)lnln(57722. 060Pdexxx59. 214. 3年，年，1005000TT 基于上述六個(gè)條件，我國(guó)建筑構(gòu)造荷載規(guī)范規(guī)定，根本風(fēng)壓系以當(dāng)?shù)乇容^空闊平坦地面、離地10m高，統(tǒng)計(jì)所得30年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速 為規(guī)范。普通按 確定的風(fēng)壓值，但不得小于 對(duì)于高層建筑和挺拔構(gòu)造，上述的風(fēng)壓應(yīng)乘以1.1對(duì)于特別重要和有特殊要求的高層建筑和高層構(gòu)造，應(yīng)乘以1.2對(duì)

9、于其他重要構(gòu)造，其根本風(fēng)壓值也可酌情提高。 160020vw 2/25. 0mkN)/(smv平均風(fēng)速 和脈動(dòng)風(fēng)速 23 順風(fēng)向的等效風(fēng)荷載vfv 在風(fēng)的時(shí)程曲線中，會(huì)有兩種成分： 長(zhǎng)周期部分，繼續(xù)10分鐘以上平均風(fēng)穩(wěn)定風(fēng) 靜力作用 短周期部分，只需幾秒鐘左右 脈動(dòng)風(fēng) 動(dòng)力作用構(gòu)造風(fēng)壓體形系數(shù) 風(fēng)壓高度變化系數(shù) 順風(fēng)向等效風(fēng)荷載平均風(fēng)壓等效脈動(dòng)風(fēng)壓 即：zdzszwww0sz0wwzszz01wwzszdz風(fēng)振系數(shù)：上式可變?yōu)椋憾L(fēng)壓高度變化系數(shù) 梯度風(fēng)高度：在一定高度不受地面粗糙的影響。 設(shè)規(guī)范地面下的梯度風(fēng)高度為 ，粗糙度系數(shù)為 ，恣意地貌下相應(yīng)值為 ，那么： z0THTH2020200

10、)10()(1010zwzwHwHwTT002200)10()10()10()(0wwzHHwzwzTT解得上兩式得到： 我國(guó)規(guī)范修訂稿將地貌分成A，B，C，D四類A類指近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地域。取 ， ；B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)為規(guī)范地貌。取 ， ；C類指有密集建筑群的城市市區(qū)。取 ， D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。取 ， 。將以上數(shù)據(jù)代入上述公式，即得A,B,C,D四類風(fēng)壓高度變化系數(shù)為60. 044. 032. 024. 0)10(318. 0)10(616. 0)10()10(379. 1zzzzzDzCzBzA12. 0

11、AmHTA30016. 0AmHHTTB35002 . 0C30. 0DmHTD450三、風(fēng)壓體型系數(shù)1、單體風(fēng)壓體型系數(shù)2、群體風(fēng)壓體型系數(shù)sss根據(jù)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)確定風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)動(dòng)力實(shí)驗(yàn)m、c、k 靜力實(shí)驗(yàn)1w2w3w自振頻率對(duì)第i層：201121iiisivwwNnisis1總的 實(shí)測(cè)迎風(fēng)面實(shí)際四、風(fēng)振及陣風(fēng)系數(shù)sT25. 0的構(gòu)造1、無(wú)改動(dòng)時(shí)1根本方法 脈動(dòng)風(fēng)為隨機(jī)動(dòng)力風(fēng)載，用隨機(jī)振動(dòng)實(shí)際求解。當(dāng)思索風(fēng)和空間相關(guān)系性時(shí)，普通用一維延續(xù)桿件來(lái)模擬高層構(gòu)造。 無(wú)限自在度體系的振動(dòng)方程：222222)()()(zyzEIztyzctyzmxldxtfzxwtfzptzp0)(),()()(),(式中m

12、(z)、c(z)、I(z)、p(z)均沿高度上的質(zhì)量、阻尼系數(shù)、慣性和程度風(fēng)力f(t)為時(shí)間函數(shù)，最大值為1，而wx，z為坐標(biāo)x，z處的單位面積上的風(fēng)力1 振型的廣義坐標(biāo) 振型函數(shù)，與 和 有關(guān) 設(shè)用振型分解法求解，位移按振型展開為： 無(wú)限自在度體系： 1)()(),(jjjtqztzy)(zj)(tqjjzj上式的簡(jiǎn)化利用質(zhì)量、剛度、阻尼比例阻尼的正交性2將2代入1，得： HQjHzljjjjjjjjjdzzzmtfdxdzzzxwtFtFtqtqtqx)()()()(),()()()()(2)(20)(02 只思索第一振型，求出風(fēng)振位移根方差 ，再乘以保證系數(shù)，即得風(fēng)振位移值)(zy)(z

13、yd2101111)()()(wzuzyzydd 式中 為思索風(fēng)壓空間相關(guān)性后單位根本風(fēng)壓下第一振型廣義脈動(dòng)風(fēng)力與廣義質(zhì)量的比值， 那么為相應(yīng)的動(dòng)力系數(shù)。當(dāng)取空間相關(guān)性系數(shù)與風(fēng)的頻率無(wú)關(guān)僅與位置有關(guān)的1u1時(shí)， 值分別為：),(zzxxxz11,u HxzzsHHzlzlfzsffdzzzmzdzdxdxdzzzzxxzzzzzzudSiHxx021211100)(0)(0121211)()()()(),()()()()()()()()(3第1振型頻率影響函數(shù)傳送函數(shù)風(fēng)譜，代表風(fēng)能在各個(gè)頻率上的分布函數(shù)此時(shí)平均值0，根方差1脈動(dòng)系數(shù)風(fēng)壓空間相關(guān)性系數(shù)有關(guān)值可采用：)(1iwH)(fS)(zf)

14、,(zzxxxz的試驗(yàn)確定出由ShiotamzzzzxxxxzzxxzzxxzzTwvxxxSiHzxzxxzff60exp),(50exp),(),(),(),()10(5 . 35 . 0)(30600)1 (32)(2)(11)()16. 0(8 . 12010034202021122141213式亦可改寫成式亦可改寫成)0()0(11mluxs那么： 相應(yīng)的風(fēng)振力)()(121zyzmd)(1zpdBzxzssdzzzluzzmuzpzp)(1)()()(1)()(111111111其中：第一振型脈動(dòng)增大系數(shù)等截面構(gòu)造第一振型影響系數(shù)振型函數(shù)截面變化時(shí)的修正系數(shù)假設(shè)為等截面，其值均為1

15、1)(1zB,14xlH地貌房屋總高度H（m）304050607080901001502002500.5A0.440.420.420.390.380.360.350.330.270.240.21B0.420.420.410.380.370.360.350.330.280.250.22C0.400.400.400.380.370.360.350.340.290.270.23D0.360.370.370.360.360.360.350.340.300.270.251A0.480.490.470.450.450.430.420.410.350.310.27B0.460.480.460.450.450

16、.430.420.420.360.330.29C0.430.450.440.440.440.430.420.420.370.340.31D0.390.420.420.420.430.420.420.420.380.360.332A0.500.510.510.490.490.490.470.460.420.380.35B0.480.490.500.490.490.490.470.470.420.400.36C0.450.480.490.480.480.480.480.480440.420.38D0.410.440.460.460.470.480.480.480.460.440.423A0.530

17、.530.510.510.510.510.490.490.450.420.38B0.510.520.500.510.510.510.490.490.460.430.40C0.480.490.490.490.500.510.490.490.480.460.43D0.430.460.460.480.490.500.490.490.490.480.46等截面高層構(gòu)造 值1 HHHzzfzfdzzdzdzzzzzzzz021210011)()(),()()()()(xlllxdxdxxxx2100),( 1001002004006008010020040060080100200400600800100

18、020003000鋼結(jié)構(gòu)147157169177183188204224236246253280309328342354391414鋼砼及磚石結(jié)構(gòu)111114117119121123128134138142144154165172177177196206脈動(dòng)增大系數(shù)210THz)(1z相對(duì)高度1.00.160.260.350.440.530.610.700.800.891.007 . 014)(Hztgz 高層建筑彎剪型振型系數(shù))(1z )0()(xxlHl寬度變化1寬深變化11.10

19、1.201.321.501.752.082.533.305.60尺度、質(zhì)量沿高度作同一規(guī)律變化時(shí)的 )0()(xxlzlB2求風(fēng)振系數(shù)的簡(jiǎn)化方法：2121011)/(),()/(),(),(1)(HzHHzlHHTzzxHzHTw/,2101xlH/風(fēng)振系數(shù)涉及及六個(gè)要素 4亦可寫成：亦可寫成：可知：在工程上，根據(jù)長(zhǎng)期積累的閱歷，周期 常用閱歷公式來(lái)求出。即：HTHTsc)033. 002. 0()0267. 00133. 0(1T鋼筋混凝土高層構(gòu)造高層鋼構(gòu)造H為總高度H1T210Tw的近似值的近似值 常在 左右0w2/5 . 0mkN 因此： 變成了只與 及 五個(gè)要素有關(guān) HzTw/,210

20、1xlH /)(z 根據(jù)鋼筋混凝土構(gòu)造 、鋼構(gòu)造 的規(guī)范數(shù)據(jù)，可以直接制出沿高度變化的系數(shù)計(jì)算用表： 等截面高層鋼筋混凝土構(gòu)造風(fēng)振系數(shù) 注：1.此 處為根本風(fēng)壓B類，對(duì)于非B類即A、C、D類，已將其影響反映在表內(nèi)； 2.對(duì)于C、D兩類地貌，下部風(fēng)壓高度變化系數(shù)的變化見表21，由于對(duì)高層構(gòu)造影響 較小，未反映在表內(nèi)； 3.表中數(shù)據(jù)可用內(nèi)插值法。 等截面高層鋼構(gòu)造風(fēng)振系數(shù) 注：1.此處 為根本風(fēng)壓B類，對(duì)于非B類即A、C、D類，已將其影響反映在表內(nèi)； 2.對(duì)于C、D兩類地貌，下部風(fēng)壓高度變化系數(shù)的變化見表21，由于對(duì)高層構(gòu)造影響較小，未反映在表內(nèi)； 3.高層鋼構(gòu)造， 常在 2 以上，本表按 制出。

21、05. 0101. 01xlH2xlH0w0w0.10.515 ABCDABCDABCDABCD10.51.321.361.381.431.501.561.721.821.261.241.291.381.371.471.491.621.231.311.261.351.311.421.411.571.271.201.311.231.3871.331.351.401.421.531.681.781.241.301.271.351.341.431.461.591.211.281.241.321.291.391.391.561.251

22、.191.291.221.3671.301.331.371.441.501.661.751.221.271.251.321.331.411.451.571.191.261.221.301.281.371.381.5081.211.3471.271.301.341.411.461.621.711.201.301.381.421.501.271.261.341.361.461.201.3321.25

23、1.271.311.381.431.601.611.271.281.361.401.521.341.441.191.3091.361.411.581.691.251.271.341.391.5001.331.421.191.3061.331.371.551.631.141.

24、41.311.371.481.321.421.081.2921.301.341.521.581.351.451.301.401.071.111.091.171.2791.271.301.491.551.331.431.09

25、81.381.061.091.061.161.2661.521.071.061.211.311.401.061.091.091.261.351.041.071.061.091.042210TwHzxlH地貌 210TwHz0.51.05.010.0 地貌ABCDABCDABCDABC11.651.741.922.221.641.741.912.141.601.671.761.921.56

26、1.591.671.780.91.601.681.862.151.581.691.852.081.551.611.711.871.511.541.621.740.81.551.631.812.111.541.641.802.051.511.571.681.841.471.511.591.710.71.501.581.752.061.491.581.741.991.461.521.631.801.431.461.551.670.61.461.531.702.001.441.541.691.951.421.481.581.761.391.421.511.640.51.411.4911.6611.9

27、81.401.491.651.921.381.441.551.741.351.391.481.620.41.361.441.601.931.351.441.601.871.331.391.501.701.311.351.441.590.31.311.381.551.881.301.381.541.821.281.341.451.671.261.301.401.521.491.831.241.321.481.781.231.291.401.631.211.261.351.551.411.701.741.5

28、91.502、有改動(dòng)常用等效脈動(dòng)風(fēng)荷載直接計(jì)算，即用公式 高層建筑每一層均團(tuán)集質(zhì)量，因此每一層普通情況下除了兩個(gè)方向得位移以外，還有一個(gè)改動(dòng)角，共有三個(gè)自在度。假設(shè)層數(shù)為n，那么構(gòu)造有3n個(gè)自在度。 由各運(yùn)動(dòng)方向的平衡條件，可列出3n個(gè)聯(lián)立微分方程組，其矩陣方式為： zdzszwww0 )(tPyKyCyMddd 式中： Tdndddndddnddddddyyyxxxyxy 212121,5 nnIIIIMMMMIMMM0000002121 CCCCCCCCCCyxyyyyxxxyxx KKKKKKKKKKyxyyyyxxxyxx TnynyyxnxxyxTTTPPPP

29、PPTPPtP 212121)(iiiyx,iyixiTPP,M I C K質(zhì)量矩陣 質(zhì)量極慣性矩矩陣 阻尼矩陣 剛度矩陣 第 個(gè)質(zhì)量的 向、 向程度位移和改動(dòng)角在第 個(gè)片質(zhì)量上 向、 向的風(fēng)力和風(fēng)扭矩 ixyixy設(shè)位移 按振型 分解，即 qyy Tjnynyyxnxxjjyjxj212121)3 , 2 , 1(),()(2*2njtFMtPqqqjjjjjjjjj 20jijjjdijwuy0wMuPiijjjdij jTjji iTjjMPu 0000)(0000)(i ii iPPdy 代入5，由于振型正交性和思索阻尼項(xiàng)亦符合正交性的假設(shè)，得到 設(shè)計(jì)位移值等效脈動(dòng)風(fēng)荷載脈動(dòng)影響系數(shù)脈

30、動(dòng)增大系數(shù) 與無(wú)改動(dòng)時(shí)的一樣當(dāng)脈動(dòng)風(fēng)力方向與y方向時(shí)，脈動(dòng)力j6， 當(dāng)風(fēng)向與y軸一致時(shí)，由于脈動(dòng)風(fēng)力系慣性力，經(jīng)過(guò)質(zhì)心，因此僅在y向的振型起作用，亦即式6中 實(shí)即 。 計(jì)算研討闡明，對(duì)普通工程構(gòu)造，改動(dòng)對(duì)第1振型y向坐標(biāo)即y向的第1振型不產(chǎn)生大的影響，在式6分母中，改動(dòng)影響不大，而第1振型對(duì)位移呼應(yīng)起著決議作用。由此可以得到 可用 替代進(jìn)展計(jì)算，偏心的影響主要反映在振型上。 Tj jy1u1u24 橫風(fēng)向渦流零落共振等效風(fēng)荷載 對(duì)于圓柱體構(gòu)造實(shí)驗(yàn)闡明，渦流零落振動(dòng)特征描畫： Re雷諾數(shù) vD69000Re vDvDDDvDv222Re粘性力慣性力sm /10145. 024 根據(jù)雷諾數(shù)的大小，

31、可分為三個(gè)臨界范圍為：1、亞臨界范圍：周期零落振動(dòng)2、超臨界范圍：隨機(jī)不規(guī)那么振動(dòng)3、跨臨界范圍：根本上恢復(fù)到周期零落振動(dòng)5103Re5 . 02 . 0L65105 . 3Re1032 . 0L6105 . 3Re25. 02 . 0L 對(duì)于建筑，1，3范圍能夠產(chǎn)生共振。1范圍內(nèi)，速度小，影響不大，可以忽略。3范圍內(nèi)，速度大，影響很大，不可忽略。工程上關(guān)注的是跨臨界范圍的共振共振臨界風(fēng)速：根據(jù)斯脫羅哈數(shù)Strouhal Number StTDvjcvDnStsStjT第j個(gè)自振周期斯脫羅哈數(shù)sn渦流零落頻率產(chǎn)生共振的條件：0061600105 . 369000RewwvStTDvDvzzHj

32、cc 共振起點(diǎn)高度 ，可由以下求出：1HcvHv101010110vvHc100HvvH11HcvvHH頂點(diǎn)風(fēng)速 ：橫風(fēng)向共振時(shí)運(yùn)動(dòng)方程為：tDvxzEIxzcxzmjLcsin21)()()(2 按構(gòu)造動(dòng)力學(xué)即可求解為： HjHHjjjjjjLcdzzdzzmzDvzx0222max)()(3200)()(1橫向共振風(fēng)力 如取 ，那么相應(yīng)的橫風(fēng)向共振等效風(fēng)荷載為：)(16000)()(2max2zDvzxmzPjjjcjLdj2 . 0L其中 由反彈所產(chǎn)生25 風(fēng)力下空氣動(dòng)力失穩(wěn) 弛振彎曲失穩(wěn)顫振彎扭耦合失穩(wěn)負(fù)阻尼xtbtaxEIxcxm )()()()()()(taxEIxtbcxm xt

33、b)()(tbc 能夠?yàn)樨?fù)，即為負(fù)阻尼導(dǎo)致風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)wind tunnel test1、靜力實(shí)驗(yàn)：確定風(fēng)載體型系數(shù)2、動(dòng)力實(shí)驗(yàn)： 由類似實(shí)際作模型 氣動(dòng)彈性景象第三章 高層建筑構(gòu)造抗震分析與設(shè)計(jì)第一節(jié) 地震的破壞作用第二節(jié) 歷次地震的破壞特點(diǎn)：略第三節(jié) 高層建筑地震閱歷第四節(jié) 構(gòu)造概念設(shè)計(jì)第一節(jié) 地震的破壞作用一、地震是地球內(nèi)部構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，是一種自然景象1556年 關(guān)中大地震 80萬(wàn)人1920年 海原大地震 1976年 唐山大地震 24萬(wàn)人二、強(qiáng)地震三要素 地面運(yùn)動(dòng)的多維性峰值加速度頻譜組成繼續(xù)時(shí)間 三、房屋破壞的直接緣由地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂痕或錯(cuò)位 等地面變形，對(duì)上部建筑物的

34、直接危害。地震引起的砂土液化，軟土震陷等地基失效，對(duì)上部建筑物的破壞。建筑物在地面激發(fā)下產(chǎn)生猛烈震動(dòng)過(guò)程中因構(gòu)造強(qiáng)度缺乏、過(guò)大變形、銜接破壞，構(gòu)造失穩(wěn)或整體傾覆而破壞。第三節(jié) 高層建筑地震閱歷一、震害規(guī)律一地基方面砂土液化引起地基不均勻沉陷，導(dǎo)致上部構(gòu)造破壞或整體傾斜。在具有深沉脆弱沖擊土層的場(chǎng)地土，高層建筑的破壞率顯著曾高。當(dāng)高層建筑的根底周期與場(chǎng)地自振周期相近時(shí)，破壞程度因共振效應(yīng)而加重。二房屋體形方面 1、L形等復(fù)雜平面房屋破壞率顯著增高。 2、有大地盤的高層建筑群房頂面與主樓相接處樓 板面積忽然減小的樓層破壞程度加重。 3、房屋高寬比值較大且上面各層剛度很大的高層建筑底層框架柱因地震傾

35、覆力矩引起的宏大壓力而發(fā)生剪壓破壞。 4、防震縫處多因縫的寬度太小而發(fā)生碰撞。三構(gòu)造體系方面1、 相對(duì)框架體系而言，采用“框墻體系框剪體系的房屋破壞程度輕，特別有利于維護(hù)填充墻和裝飾免遭破壞。2、 采用“填充墻框架體系的房屋，在鋼筋混凝土框架平面內(nèi)嵌砌磚填充墻時(shí)，柱上部易發(fā)生剪切破壞，外墻框架柱在窗洞處因受窗下墻的約束而發(fā)生短柱型剪切破壞。3、 采用“鋼筋混凝土板柱體系的房屋，或因樓板沖切破壞，或因樓層側(cè)移過(guò)大 柱頂、柱腳破壞，各層樓板墜落，重疊在地面上。4、 采用“框托墻體系框支剪力墻的房屋，相對(duì)懦弱的底層，破壞程度非常嚴(yán)重。四剛度分布方面1、 采用L形、三角形等不對(duì)稱平面的建筑，地震時(shí)發(fā)生

36、改動(dòng)破壞而使震害加重。2、 矩形平面建筑，電梯間豎筒等抗側(cè)力構(gòu)件布置存在偏心時(shí)，同樣因改動(dòng)而使震害加重。 五構(gòu)件方式方面1、 鋼筋混凝土多肢剪力墻的窗下墻連梁常發(fā)生斜向裂痕或交叉裂痕。2、 在框架構(gòu)造中，絕大多數(shù)情況下，柱的破壞程度重于梁的板。3、 鋼筋混凝土框架，如在同一樓層中出現(xiàn)長(zhǎng)、短柱并用的情況，短柱破壞嚴(yán)重。4、 配筋螺旋箍的鋼筋混凝土柱，當(dāng)層間位移角到達(dá)很大數(shù)值時(shí)，中心混凝土依然堅(jiān)持完好，依然具有較大的豎向承載力；對(duì)于配制方形箍的鋼筋混凝土柱，箍筋繃開，中心混凝土破碎零落。第四節(jié) 構(gòu)造概念設(shè)計(jì) 地震是一種隨機(jī)振動(dòng)，有著難于把握的復(fù)雜性和不確定性。要準(zhǔn)確把握預(yù)測(cè)建筑物能蒙受地震的特性及

37、參數(shù)一時(shí)髦難做到。建筑抗震實(shí)際計(jì)算設(shè)計(jì)彈性計(jì)算時(shí)程分析彈性時(shí)程分析彈塑性時(shí)程分析概念設(shè)計(jì)：空間作用、非線性性質(zhì)、資料時(shí)效、阻尼變化等不確定的要素)能量輸入房屋體形構(gòu)造體系剛度分布構(gòu)造延伸 一、抗震設(shè)計(jì)目的 抗震設(shè)防的基準(zhǔn)1、根本烈度概念 是指該地域在未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)如一百年在普通場(chǎng)地條件下能夠遭遇的最大地震烈度。2、根本烈度 普通采用建筑物所在地域的根本烈度。對(duì)于重要和特別重要的建筑加以調(diào)整。甲類建筑艱苦建筑工程和地震時(shí)能夠發(fā)生嚴(yán)重次 生災(zāi)禍的建筑乙類建筑地震時(shí)運(yùn)用功能不能中斷或需求盡快恢復(fù)的建筑丙類建筑除甲、乙、丁類以外的普通建筑。丁類建筑抗震次要的建筑 3、設(shè)防烈度的取值 (1)除甲類外，其

38、他建筑取本地域根本烈度作為計(jì)算設(shè)防烈度。 (2)確定建筑的抗震構(gòu)造措施時(shí)，除甲類有特殊的規(guī)定外，對(duì)于乙類建筑按根本烈度提高一度作為設(shè)防烈度9度 適當(dāng)加強(qiáng)措施，對(duì)于丙類建筑，按原根本烈度，對(duì)于丁類建筑，那么降低一度設(shè)防。 (3)國(guó)家抗震文件規(guī)定，6度區(qū)內(nèi)100萬(wàn)以上人口大城市的高層建筑，抗震計(jì)算和構(gòu)造按7度設(shè)防。二、三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求 地震是多發(fā)性的，而且不同地震烈度有其不同的發(fā)生概率。 一三個(gè)水準(zhǔn) “小震不壞，中震可修，大震不倒 1、遭遇第一水準(zhǔn)烈度小震時(shí)，普通情況下，建筑物不出現(xiàn)任何損壞。從運(yùn)用角度看，建筑物處于正常形狀；從構(gòu)造受力角度看，構(gòu)造處于彈性變形階段。構(gòu)件應(yīng)力完全按彈性反映譜實(shí)際分

39、析計(jì)算結(jié)果相一致。 2、遭遇第二水準(zhǔn)烈度中震時(shí)，建筑物雖然能夠出現(xiàn)一定程度的損壞，但修復(fù)后即可恢復(fù)正常運(yùn)用。從構(gòu)造受力角度看，構(gòu)造雖越過(guò)屈服極限，進(jìn)入非彈性變形階段，但構(gòu)造的彈塑性變形被控制在某一限制內(nèi)，震后殘留的永久變形不大。 3、遭遇第三水準(zhǔn)烈度大震時(shí)，建筑物破壞雖然比較嚴(yán)重，但整個(gè)構(gòu)造的非彈性變形依然遭到控制，與構(gòu)造倒塌的臨界變形尚有一段間隔，從而保證了建筑內(nèi)部人員的平安。 三個(gè)設(shè)防水準(zhǔn)的建筑的破壞程度與層間位移角的大致對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖：二三個(gè)水準(zhǔn)烈度的關(guān)系 地震危險(xiǎn)性分析： 50年超越概率為63。7的地震烈度為眾值烈度，它比根本烈度低1.55度，被規(guī)范取為第一水準(zhǔn)烈度； 50年超越概率為

40、10的烈度，大體相當(dāng)于現(xiàn)行地震烈度區(qū)劃 圖中規(guī)定的根本烈度，規(guī)范取為第二水準(zhǔn)烈度。 50年超越概率為23%的烈度，約比根本烈度高一度左右，規(guī)范取為第三水準(zhǔn)。 (三) 兩階段設(shè)計(jì) 對(duì)建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求，是經(jīng)過(guò)“兩階段設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其方法和步驟是： 1、第一階段設(shè)計(jì) 第一步采用第一水準(zhǔn)烈度的地震動(dòng)參數(shù)，先計(jì)算出構(gòu)造在彈性形狀下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)、重力等荷載效應(yīng)組合，并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)，進(jìn)展構(gòu)件截面設(shè)計(jì)，從而滿足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求； 第二步是采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算出構(gòu)造的彈性層間位移角，使其不超越規(guī)定的限值 ， ；其中 裝飾檔次； 同時(shí)采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，保證構(gòu)造具有足夠的延續(xù)、變

41、形才干和塑性耗能，從而自動(dòng)滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。90018001H90018001h90012、第二階段設(shè)計(jì) 采用第三水準(zhǔn)烈度的地震動(dòng)參數(shù)，計(jì)算可采用的計(jì)算方法：簡(jiǎn)化計(jì)算方法彈塑性時(shí)程分析法出構(gòu)造特別是懦弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié)的彈塑性層間位移角，使之小于限值 并結(jié)合采取必要的抗震構(gòu)造措施，從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。1001H1001h501H501h1201H1201h框 架框剪 剪力墻、筒體 四防止地面變形的直接危害 斷層：發(fā)震斷層 非活動(dòng)斷層 三崩 滑坡 地陷五選擇抗震有利地段 避開不利地形孤立上頂?shù)捻敳?遠(yuǎn)離河岸 不跨兩類土層 不采用震陷土作為天然地基六減少地震輸入薄的場(chǎng)地覆蓋層堅(jiān)實(shí)

42、的場(chǎng)地土 地震剪切波橫波的傳播p ,s 土的綜合橫量Gs或剪切波速Vs 評(píng)價(jià) 錯(cuò)開地震動(dòng)杰出周期 杰出周期：地震動(dòng)主導(dǎo)周期，它相當(dāng)于根據(jù)地震時(shí)某一地域地面運(yùn)動(dòng)記錄計(jì)算出的反響譜的主峰位置的對(duì)應(yīng)的周期。 震源機(jī)制、傳播介質(zhì)、場(chǎng)地土條件 地震動(dòng)杰出周期的估計(jì)： a.脈動(dòng)量測(cè) 微幅振動(dòng)環(huán)境振動(dòng) b.計(jì)算公式： 單一土層時(shí)， ； 多層土?xí)r， 式中， 單一土層或多層土中的土厚度， 剪切波速計(jì)算深度普通為15m以下 sVHT40iisVhT40ihH,issVV,七削減地震反響提高構(gòu)造阻尼 增設(shè)阻尼安裝采用高延性構(gòu)件構(gòu)造 提高承載力只能推遲構(gòu)造進(jìn)入塑性階段；提高延性，不僅能削減地震反響，而且提高了構(gòu)造抵御

43、地震的才干。 延性： 最大允許變形， 屈服變形決定了結(jié)構(gòu)的抗震能力變形能力承載力. 2. 1yppy對(duì)于實(shí)測(cè)荷載變形曲線，如何確定其屈服變形和最大允許變形，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)一致規(guī)范。 普通傾向于：對(duì)應(yīng)取理想彈塑性構(gòu)造開場(chǎng)屈服時(shí)的變形 ，作為屈服變形，取實(shí)踐構(gòu)造極限荷載下降10時(shí)的變形 或 作為最大允許變形。ypp 延性是經(jīng)過(guò)抗震構(gòu)造措施來(lái)保證的。 延性的作用： 消耗地震能量減少地震作用. 2. 1八有利的房屋體形平面方形、圓形、矩形、正六邊形、正八邊形、橢圓形L形、T形、十字形、U形、H形、Y形立面變化要均勻適宜的房屋高度 與構(gòu)造體系有關(guān)房屋高寬比限制 與設(shè)防烈度、構(gòu)造體系有關(guān)足夠的根底埋深 a.

44、， 樁 地下室 b. 抗傾覆穩(wěn)定性 抗震傾覆力矩 底部剪力法確定的第i層處程度地震作用 由根底底面至第i層樓蓋處的高度 建筑總層數(shù)12BH15BHniiifHFM175. 0fMiFiHn 防震縫的合理設(shè)置 防震縫的寬度 九合理的構(gòu)造設(shè)置構(gòu)造力求對(duì)稱改動(dòng)效應(yīng) 抗推構(gòu)件的合理布置中心筒體居中 抗震墻剪力墻沿房屋周邊布置構(gòu)造豎向要等強(qiáng)十樓層屈服強(qiáng)度系數(shù) 定義：樓層屈服強(qiáng)度是指按樓層各構(gòu)件的截面實(shí)踐配筋和資料規(guī)范強(qiáng)度計(jì)算得出的抗力規(guī)范值；樓層屈服強(qiáng)度系數(shù) 那么是樓層受剪承載力規(guī)范值屈服剪力與構(gòu)造彈性地震反響樓層剪力的比值。 假設(shè) i1，2，N大致相等，那么地震作用下各樓層的側(cè)移將是均勻變化的。yyi

45、十一抗側(cè)力體系的優(yōu)化地震影響系數(shù)曲線 地震影響系數(shù)； 地震影響系數(shù)最大值； 直線下降段 下降斜率調(diào)整系數(shù) 衰減指數(shù)； 特征周期； 阻尼調(diào)整系數(shù)，阻尼比普通取0.05 此時(shí) 1.0max1gT22 場(chǎng)地確定后，構(gòu)造越柔，自振周期愈長(zhǎng)， 越小，構(gòu)造的地震力越小。剛、柔之爭(zhēng) 剛性、柔性學(xué)說(shuō)美國(guó)主張柔舊金山 柔，洛杉機(jī) 剛， 日本主張剛一些結(jié)論： 雙向地震作用對(duì)柔性框架不利 高層建筑剛一些好 超靜定次數(shù)的作用 進(jìn)入倒塌的過(guò)程長(zhǎng)十二構(gòu)造的屈服機(jī)制構(gòu)造最正確破壞機(jī)制的特征： 構(gòu)造在其桿件出現(xiàn)塑性鉸之后，在承載力根本堅(jiān)持穩(wěn)定的條件下，可以繼續(xù)地變形而不倒塌，最大限制地吸收和耗散地震能量。 構(gòu)造最大破壞機(jī)制的

46、判別條件： 構(gòu)造的塑性開展從次要構(gòu)造開場(chǎng)，或從主要構(gòu)件的次要桿件上出現(xiàn)塑性鉸，從而構(gòu)成多道抗震防線； 構(gòu)造中能構(gòu)成的塑性鉸的數(shù)目多，塑性變形開展的過(guò)程長(zhǎng)； 構(gòu)件中塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)量大，構(gòu)造的塑性變形量大。 屈服機(jī)制的類型： 樓層屈服機(jī)制剪切型屈服機(jī)制、柱鉸機(jī)制 總體屈服機(jī)制彎曲型屈服機(jī)制、梁鉸機(jī)制四、構(gòu)件的耐震設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么四強(qiáng)四弱 強(qiáng)節(jié)弱桿 強(qiáng)柱弱梁 強(qiáng)剪弱彎 強(qiáng)壓弱拉五、耗能構(gòu)件的優(yōu)化 原那么：它不是接受豎向荷載的主要構(gòu)件，在整個(gè)地震過(guò)程中，它的軸壓比一直處于較低值； 它在構(gòu)造總剛度中能占的份額較?。?它屈服后的變形和穩(wěn)定，遭到依然處于彈性階段的其他構(gòu)件的約束； 它能提供豐滿穩(wěn)定的滯回環(huán)。 選

47、取程度桿為主要耗能桿件連梁等軸力心 耗能方式 a彎曲耗能優(yōu)于剪切耗能 b彎曲耗能優(yōu)于軸變耗能第十節(jié) 控制構(gòu)造變形 高層建筑地震側(cè)移曲線 塑性變形集中：111iiiiiihhAGAG21cEG43. 0cE 為受壓彈性模量 cwAAA12. 0wAcA 為墻有效面積， 為框架柱截面積對(duì)高層建筑而言，要盡量做到各樓層的屈服強(qiáng)度系數(shù)大致相等 等強(qiáng)度設(shè)計(jì)二防止出現(xiàn)懦弱底層 框托墻體系三承力豎向構(gòu)件的突變 柱、墻的面積均勻減少，與混凝土強(qiáng)度等級(jí)相互錯(cuò)開。三、屋頂小塔樓的合理設(shè)計(jì)鞭梢效應(yīng) 高階振型設(shè)計(jì)措施 設(shè)計(jì)適當(dāng)放大地震力 提高延性構(gòu)造十多道抗震防線 純框架單一抗側(cè)力體系倒塌率較高 框墻、框撐體系、筒框

48、、筒中筒第一道防線的構(gòu)件選擇 1、 雙重體系 優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或梢負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻，或選擇軸壓比較小的框架柱兼作第一道防線。 防倒塌 軸壓比 2、 單一體系 強(qiáng)柱弱梁的延性設(shè)計(jì)利用贅余桿件增多抗震防線 1、 連系梁的作用 贅余桿件的屈服及變形 2 、新的抗震概念 一方面利用贅余桿件的屈服和變形，來(lái)耗散地震能量； 另一方面利用贅余桿件的破壞和退出，使整個(gè)構(gòu)造從一種穩(wěn)定體系過(guò)渡到另一種穩(wěn)定體系，實(shí)現(xiàn)周期的變化，以防止地震動(dòng)杰出周期長(zhǎng)時(shí)間繼續(xù)作用一同的共振效應(yīng)。 實(shí)例： 1972年12月馬那瓜地震一萬(wàn)幢房屋嚴(yán)重破壞或倒塌 尼加拉瓜的美洲銀行大廈18層、61m；1963年設(shè)計(jì)； 6倍于設(shè)計(jì)

49、地震力 時(shí)程分析頂點(diǎn)位移加大一倍底部水平剪力減少倍周期加長(zhǎng)505 . 1606. 035. 0gg構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)的計(jì)算實(shí)際一振型分解反響譜法 計(jì)算原那么：利用單自在度體系反響譜和振型分解原那么處理多自在度體系地震反響的計(jì)算方法。目前的主導(dǎo)方法 計(jì)算原那么可概括為如下五點(diǎn)： 具有延續(xù)分布質(zhì)量的多層平面構(gòu)造及立體構(gòu)造，可以轉(zhuǎn)化為離散的串聯(lián)質(zhì)點(diǎn)系及串并聯(lián)質(zhì)點(diǎn)系 程度荷載下多質(zhì)點(diǎn)系的一組相對(duì)側(cè) ，可以采用多質(zhì)點(diǎn)系自在振動(dòng)n個(gè)振型的n幅值 ，j=1,2,n的線性組合來(lái)表示，即 其中 為廣義坐標(biāo)，是一組待定常數(shù)，角表j為多質(zhì)點(diǎn)系的振型序號(hào)。)(txi jix niniiixtqxtqxtqtx)()()()

50、(2211)(,),(),(21tqtqtqn 多質(zhì)點(diǎn)體系按某一振型振動(dòng)時(shí)，它的功能和位能不會(huì)轉(zhuǎn)移到另一振型上去，就是說(shuō)，體系按某一振型時(shí)，不會(huì)激起該體系其他振型的振動(dòng)，即各個(gè)振型是相互獨(dú)立無(wú)關(guān)的。 iiXtqtx11)()(iXtq22)(jijXtq)(ninXtq)( 體系按某一振型振動(dòng)時(shí)，任何時(shí)辰各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)側(cè)移形狀不變，隨時(shí)間僅作比例放大或減少，任何時(shí)辰體系的側(cè)移值 等于該振型幅值 乘以常數(shù)C。因此體系按某移振型振動(dòng)時(shí)可以視作一個(gè)廣義單自在度體系的振動(dòng)。 分別采用相當(dāng)于各個(gè)廣義單自在度體系的各個(gè)振型的周期，查反響譜即可求出體系的各振型最大地震反響。然后按照適當(dāng)?shù)慕M合法那么，即得多質(zhì)點(diǎn)體

51、系的最大地震反響。)(txji jix jijixCtx)(二設(shè)計(jì)步驟 根據(jù)構(gòu)造特征選擇平面構(gòu)造或空間構(gòu)造的力學(xué)模型及相應(yīng)的多質(zhì)點(diǎn)或多層剛片？體系振動(dòng)模型。 建立質(zhì)點(diǎn)的無(wú)阻尼自在振動(dòng)方程并解之，得質(zhì)點(diǎn)系的各階振型 和周期 ； 取前假設(shè)干較長(zhǎng)的周期 ,按建筑的設(shè)防烈度，近震或遠(yuǎn)震，場(chǎng)地類別，分別查反響譜，得出相應(yīng)于前假設(shè)干振型的地震影響系數(shù) 。ijXjTmTTT,21m,21 計(jì)算出前假設(shè)干個(gè)振型的振型參與系數(shù) 分別計(jì)算出多質(zhì)點(diǎn)系的前假設(shè)干振型地震作用 分別計(jì)算出前假設(shè)干個(gè)振型地震作用下的構(gòu)造內(nèi)力和變形 按照一定法那么進(jìn)展構(gòu)造振型地震內(nèi)力和變形的組合，得構(gòu)造各構(gòu)件的地震內(nèi)力和變形 將構(gòu)件地震內(nèi)力

52、與其它荷載內(nèi)力組合，進(jìn)展截面設(shè)計(jì)m,21jiF), 2 , 1(mjGXFijijjji三構(gòu)造動(dòng)力特征計(jì)算可采用雅可比法、迭代法或QR法等 0)()(txktxmii nitxtxtXtxiiii, 2 , 1)sin()()sin()(2 設(shè) XmXk2 02Xmk四振型參與系數(shù)nijiinijiijXGXG121SRSS法 第i,k振 915個(gè)振型 j振型與k振的耦聯(lián)絡(luò)數(shù) k振型與j振型的自振周期比 kj 2jSSSjS 構(gòu)造程度地震作用效應(yīng)彎矩，j振型程度CQC法 思索改動(dòng)mjmkkjjkSSS11之比較長(zhǎng)周期較短周期kiSS ,jklT地震作用效應(yīng)的組合耦合構(gòu)造分析軟件1、通用軟件大型

53、有限元分析程序 ANSYS , SAP2000, SAP84, APINA, CASTOM, MARC 后處置不方便2、公用軟件 TBSA , TAT, SATWE, 廣夏 公用軟件 桿件薄壁桿系空間分析程序分析方法優(yōu)點(diǎn)： 1、能根本反映高層建筑構(gòu)造的主要受力特點(diǎn)較好地處理了大量復(fù)雜高層建筑構(gòu)造地計(jì)算問(wèn)題。 2、用薄壁桿件表示剪力墻，未知量少，輸入、輸出數(shù)據(jù)少，計(jì)算時(shí)間。存在的問(wèn)題：1、變截面剪力墻 縱向位移不協(xié)調(diào) 2、長(zhǎng)墻、矮墻的情況 層數(shù)不多，人為開洞3、多肢剪力墻 肢數(shù) 19 剛周邊假設(shè)4、洞口對(duì)齊要求，要求加計(jì)算洞5、框支剪力墻計(jì)算洞6、框架梁與剪力墻銜接線性體系隨機(jī)振動(dòng)反響分析 研討

54、線性體系在平穩(wěn)或非平穩(wěn)隨機(jī)干擾下的反響，初始條件可以確定的，也可以是隨機(jī)的。1、單自在度線性體系的隨機(jī)反響分析根本方程： (1)式中 是描畫質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移； )(2200tfxwxwxmkc2mkw 0mtftf/ )()(1ckm,分別為構(gòu)造體系的阻尼比和固有圓頻率； )(tx和；為體系的質(zhì)量，彈簧剛度和粘滯阻尼系數(shù)。 初始條件 0)0()0(xx 21時(shí)域分析 Duhamel積分法：將整個(gè)荷載時(shí)程看作是由一體系延續(xù)的短繼續(xù)時(shí)間脈沖組成。先求短脈沖作用下的反響，然后用疊加原理求得總反響 微沖量 dssf)(s設(shè) 時(shí)辰的單位脈沖 的反響 那么 在微沖量作用下的反響為 )(st )(sthdss

55、fsthtdx)()()( 3 總反響為tdssfsthtx0)()()(4 也稱為脈響函數(shù)。 時(shí) 脈沖發(fā)生前無(wú)呼應(yīng)思索 的情況，故當(dāng) 時(shí)，)(2200thwhwh1)2(20000dthwhwh)(sthst 0)( sth0s)()(ttf5 6兩端作跨零積分，有1)2(20000dthwhwh7 利用6，得00200000000000000000)(022)(2)0(dtthwhwdhwthwhhhddth故 8作用一個(gè)單位脈沖，產(chǎn)生初速度1)0(h相當(dāng)于 ）（）齊次化（及1091)0(, 0)0(02200hhhwhwh的解 從而 )11(000sin)exp(1)(0tttwtwwt

56、hdd201 wwd式中 2頻域分析法iwtefxwxx020212 初始條件： 0)0()0(xx設(shè) iwtAetx)(那么 iwtiwtefAewiwwiw020022)(14 故 iwtefwHtx0)()(15 式中 wwiwwwH022021)(16 稱為體系的頻響函數(shù)或傳送函數(shù)，它表示在干擾 下反響 的振幅放大率，是線性體系的固有頻率特性。 對(duì)恣意函數(shù) ，可用Fourier變換表示成)(wH)(tf)(tx)(tfdtetfwfiwt)(21)(17 dtewftfiwt)()(18 逆變換 即 在恣意荷載作用下，dtewfwHtxiwt)()()(193脈動(dòng)函數(shù)和頻響函數(shù)的關(guān)系

57、設(shè) 是單位脈沖時(shí)，它的Fourier變換由式17，可求得為)()(ttf21)(21)(dtetwfiwt20 代入式19，那么得單位脈沖作用下得反響函數(shù)為 dwewHthiwt)(21)(21 即： 除 處，脈響函數(shù) 和頻響函數(shù) 是Fourier變換時(shí) 21)(th)(wHdtethwHiwt)()(22 2平穩(wěn)隨機(jī)干擾下的反響 )(2200tFXwXwXs23 FX,0)0()0(XX大寫字母 為隨機(jī)變量 24 初始條件： 假設(shè)干專題研討：1、鞭梢效應(yīng)2、溫馨度設(shè)計(jì)3、基于性能位移的設(shè)計(jì)方法4、上部構(gòu)造與地基根底的共同作用5、構(gòu)造振動(dòng)控制6、構(gòu)造非線性分析時(shí)程分析Thanks！mjY&3h

58、FVjQPownsdwP8#qgtehJYpy%Aw*Ry!K&8T35oc5pabrkhG-v2JoVEZqMgoop1h6Ruv#vRYHuS6hDqDy8g-jXfxckOCpbN9SvWGf1x64MJ&NkSzcir5$IsADcC+GZ46LYK4ifr*vDRVc6FgcAt6$)a0LBlW4IND6*d7RIoo-GqOkyesHOF#urL0lDIWVXHgZFqb09HRw*4LBIpR%59nz#zgHt&FG6qDg3$SKETnY*LK05A#E+-&s&h%ge1Rovt$HkOl+zkyaSqRjitO%BoipCIVuVT11GJ+JvihyOp-9VXfZG

59、cv+q8kv1d*xKgzTk&QaUIWa2Yy-DacsCmkP9rCv6aNdW!b$xh28EKOp8-Rf%#d7tI!VpVet+tsLfzEPgG*p+o)O7QPqAC3QA7YW#W19qMDA-ZXeTc-yGqsX6kJ(ZXGW#E(kEqn32*qD6nD#btG#-4diA*dFq&*UKzWTJNW(WRWpz3jKDAOcw*lkeUCIyTXa&AFH6F5wFklHK#&EqZ4Ris7v+Ak-UOzzwUTQlfn#fdMfHq*NgE(-7+KSo3D#$4)gRubJhu9wd19+jehkUgToniQ9uoi3z7k7E1!+TATI!(Jxr

60、GaYWnhmlstXTHqoO1R5$W$EaFV0OPFu0d)7$jfqqqY97k8%h6UlmC14bb1lDPnTi2lN1sfaGX3fMkTiS1EeHSv7oeSqrnWFQ9a9YeS$oLqK)WsDEL!EjdURivAtmg56b+mC3iAEUmf3O7NPpj-Tt5*drj&lQI69s3hFnvpmm2Wa#zN1SpSP&4N8t%rRWoLvVZ+sjcu9O!kKn)-($u)VGY%j96%GEOQ%FI250QHAIbYZa$Y6lYeCYYcw(2RCh-)J44nP5aHBUH+68Tt6fi6U3igXd3E$BWYW3y5L93i8u*J2R