復(fù)雜結(jié)構(gòu)的計算

1、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的計算第1頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二1、抗震性能設(shè)計5個表：結(jié)構(gòu)抗震性能水準宏觀損壞程度損壞部位繼續(xù)使用的可能性普通豎向構(gòu)件關(guān)鍵構(gòu)件耗能構(gòu)件1完好、無損壞無損壞無損壞無損壞一般不需修理即可繼續(xù)使用2基本完好、輕微損壞無損壞無損壞輕微損壞稍加修理即可繼續(xù)使用3輕度損壞輕微損壞輕微損壞輕度損壞、部分中度損壞一般修理后才可繼續(xù)使用4中度損壞部分構(gòu)件中度損壞輕度損壞中度損壞、部分比較嚴重損壞修復(fù)或加固后才可繼續(xù)使用5比較嚴重損壞部分構(gòu)件比較嚴重損壞中度損壞比較嚴重損壞需排險大修抗震性能目標結(jié)構(gòu)抗震性能水準多遇地震設(shè)防烈度地震罕遇地震A112B123C134D14

2、5第2頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二不同抗震性能水準的結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計要求結(jié)構(gòu)抗震性能水準結(jié)構(gòu)構(gòu)件部位關(guān)鍵構(gòu)件普通豎向構(gòu)件耗能構(gòu)件1設(shè)計值復(fù)核設(shè)計值復(fù)核設(shè)計值復(fù)核2設(shè)計值復(fù)核設(shè)計值復(fù)核正截面按標準值復(fù)核；受剪承載力按設(shè)計值復(fù)核3正截面按標準值復(fù)核，受剪承載力按設(shè)計值復(fù)核正截面按標準值復(fù)核；受剪承載力按設(shè)計值復(fù)核；正截面按標準值復(fù)核，部分耗能構(gòu)件進入屈服階段；受剪承載力按標準值復(fù)核； 4標準值復(fù)核標準值復(fù)核，部分豎向構(gòu)件進入屈服階段；受剪截面滿足截面限制條件；標準值復(fù)核，大部分耗能構(gòu)件進入屈服階段；受剪截面滿足截面限制條件；5標準值復(fù)核（宜）；部分構(gòu)件進入屈服階段；

3、受剪截面滿足截面限制條件；標準值復(fù)核，較多的豎向構(gòu)件進入屈服階段；受剪截面滿足截面限制條件；標準值復(fù)核，允許部分耗能構(gòu)件發(fā)生比較嚴重的破壞；受剪截面滿足截面限制條件；第3頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二變形控制按抗規(guī)第4頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二結(jié)構(gòu)單元塔樓建筑面積16687層數(shù)11平面尺寸AB()57.5545.20主要層高（m）3.50結(jié)構(gòu)長寬比A/B1.27結(jié)構(gòu)高寬比H/B0.95整體模型（包括兩層地下室） 2、廣東省人大代表之家結(jié)構(gòu)超限分析第5頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二夾層（建筑首層與二層之間）

4、（首層嵌固端側(cè)剛不滿足）建筑二層轉(zhuǎn)換梁（豎向構(gòu)件不連續(xù)）0.5條第6頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二左大開洞（建筑四層） 大開洞（樓板不連續(xù)）大開洞（樓板不連續(xù)）大開洞（樓板不連續(xù)）跨層柱（樓板不連續(xù)）右大開洞（建筑五層） 豎向收進（尺寸突變）第7頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二錯層（建筑六層） 錯層第8頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二屋頂開大洞（建筑八層） 豎向收進（尺寸突變）上部標準層圖（建筑九十一層）頂部標準層長寬比3.1第9頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二序號不規(guī)則類型簡要涵義本工程

5、情況超限判別1扭轉(zhuǎn)不規(guī)則考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2X向1.29 1/1481Y向1.33 1/1889是(0.5)2a凹凸不規(guī)則平面凹凸尺寸大于相應(yīng)邊長30等是是2b組合平面細腰形或角部重疊形是 3樓板不連續(xù)有效寬度小于50%，開洞面積大于30%，錯層大于梁高是是4a側(cè)向剛度不規(guī)則該層側(cè)向剛度小于上層側(cè)向剛度的80%無是4b尺寸突變豎向構(gòu)件位置縮進大于25或外挑大于10和4米是 5豎向構(gòu)件不連續(xù)上下墻、柱、支撐不連續(xù)是是(0.5) 6承載力突變相鄰層受剪承載力變化大于75%無否不規(guī)則情況總結(jié)不規(guī)則項4 項超限情況第10頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二序號 不規(guī)

6、則類型簡要涵義本工程情況超限判別1扭轉(zhuǎn)偏大裙房以上30%或以上樓層數(shù)考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比大于1.5X向1.29 1/1481Y向1.33 1/1889否2 層剛度偏小本層側(cè)向剛度小于相鄰層的50%無否3高位轉(zhuǎn)換框支墻體的轉(zhuǎn)換構(gòu)件位置：7度超過5層，8度超過3層無否4厚板轉(zhuǎn)換78度設(shè)防的厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)無否 5復(fù)雜連接各部分層數(shù)、剛度、布置不同的錯層、連體兩端塔樓高度、體型或者沿大底盤某個主軸方向的振動周期顯著不同的結(jié)構(gòu)無否 6多重復(fù)雜結(jié)構(gòu)同時具有轉(zhuǎn)換層、加強層、錯層、連體和多塔等復(fù)雜類型的3種無否不規(guī)則情況總結(jié)無不規(guī)則項 本工程高度未超過規(guī)定限值，結(jié)構(gòu)類型符合現(xiàn)行規(guī)范的適用范圍，不屬于結(jié)構(gòu)布置

7、復(fù)雜的鋼筋混凝土高層建筑，但存在凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)、尺寸突變、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則及豎向構(gòu)件不連續(xù)等4項不規(guī)則，屬于超限高層建筑。第11頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二小震中震大震轉(zhuǎn)換柱、轉(zhuǎn)換梁跨層柱、細腰處樓板彈性抗彎不屈服，抗剪彈性抗彎、抗剪不屈服框架柱彈性抗彎不屈服，抗剪彈性部分屈服，滿足最小抗剪截面驗算框架梁彈性部分屈服，滿足抗剪截面驗算大部分屈服，滿足最小抗剪截面驗算底部加強區(qū)剪力墻彈性抗彎不屈服，抗剪彈性允許部分抗彎屈服、抗剪不屈服普通剪力墻彈性抗彎不屈服，抗剪彈性部分屈服，滿足最小抗剪截面驗算剪力墻連梁彈性部分屈服，滿足抗剪截面驗算大部分屈服，滿足最小抗剪截面

8、驗算抗震性能目標C： 在多遇地震（小震）下滿足抗震性能水準1的要求， 在設(shè)防地震（中震）下滿足抗震性能水準3的要求， 在罕遇地震（大震）下滿足抗震性能水準4的要求；結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計要求：結(jié)構(gòu)抗震性能目標第12頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二小震反應(yīng)譜和風(fēng)計算軟件SATWEGSSAP計算振型數(shù)1515第1、2平動周期（X向）1.2661（X向）1.1585（Y向）1.1371（Y向）0.9654第一扭轉(zhuǎn)周期1.04451.0331第一扭轉(zhuǎn)周期 / 第一平動周期0.82490.8918地震下基底剪力（KN）X5840.524969.78Y5870.965249.80結(jié)構(gòu)

9、總質(zhì)量（KN）（不含地下室）190182.33185945.82單位面積重度（KN/m2）16.3015.94剪重比（不足時已按規(guī)范要求放大）X3.07%2.80%Y3.09%2.95%地震下傾覆彎矩（KNm2）X188015.17172285.45Y198254.75185106.08有效質(zhì)量系數(shù)X99.50%96.69%Y99.50%95.70%50年一遇風(fēng)荷載下最大層間位移角（層號）X1/4009（10）1/7812（10）Y1/9994（7）1/9999（7）地震荷載下最大層間位移角（層號）X1/1481（12）1/1711（12）Y1/1889（8）1/1940（9）第13頁，共90

10、頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二地震荷載下，層間位移角與上層的1.3倍或上三層平均值的1.2倍的比值中最大值（層號）X 0.85（12）Y0.95(14) 考慮偶然偏心最大扭轉(zhuǎn)位移比（層號）X1.29（5）1.29（5）Y1.26（5）1.33（5）本層與上一層側(cè)移剛度的比值的最小值，不宜小于90%；本層層高大于相鄰上層層高1.5倍時,不宜小于110%；嵌固層時，不宜小于150% 。(層號)X1.08(10) 90%1.46(4) 150%1.11(8) 90%1.27(4) 150%Y1.05(10) 90%1.45(4) 150%0.99(9) 90%1.33(4) 150

11、%樓層受剪承載力與上層的比值 (80)（層號）X1.03（7）1.05（12）Y1.03（10）1.04（7）剛重比EJd/GH2X5.186.10Y6.678.10最大軸壓比柱0.720.70剪力墻0.330.32第14頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二1、針對大震下底部剪力墻局部屈服及小震下框架地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩50%但不大于80%的情況，首先，通過提高約束邊緣構(gòu)件的配箍率、豎向分布筋配筋率等措施提高第一道防線的承載能力，其次，框架部分的抗震等級和軸壓比限值按框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定要求，以提高第二道防線的承載能力。2、 模型結(jié)構(gòu)層4層（夾層）底部作為結(jié)構(gòu)底部嵌固

12、端，由于夾層部分樓板鏤空，本層側(cè)向剛度與相鄰上層側(cè)向剛度的比值為小于1.5。按照高規(guī)第條要求，對模型結(jié)構(gòu)層4層（夾層）對應(yīng)的地震作用標準值的剪力乘以1.25的增大系數(shù)。 第15頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二(完) 針對于結(jié)構(gòu)存在夾層的情況，對其進行了全樓彈性板模型的計算，并對夾層的墻柱進行驗算，結(jié)果表明兩種模型整體結(jié)果相近，墻柱配筋均能滿足要求。計算模型彈性板剛性板第1、2平動周期（X向）1.2736（X向）1.2661（Y向）1.1420（Y向）1.1371第一扭轉(zhuǎn)周期1.05781.0445第一扭轉(zhuǎn)周期 / 第一平動周期0.83060.8249樓層受剪承載力與上

13、層的比值 (80)最小值（層號）X1.03（10）1.03（7）Y1.01（10）1.03（10）50年一遇風(fēng)荷載下最大層間位移角（層號）X1/3855（10）1/4009（10）Y1/9434 （8）1/9994（7）反應(yīng)譜地震作用下最大層間位移角（層號）X1/1398 （12）1/1481（12）Y1/1738 （8）1/1889（8）剛性樓板與彈性樓板驗算夾層第16頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二(完) 局部轉(zhuǎn)換梁柱，轉(zhuǎn)換梁跨度大于12m，根據(jù)高規(guī)第條規(guī)定，采用振型分解反應(yīng)譜方法計算豎向地震作用效應(yīng)。結(jié)果表明在豎向地震作用下，轉(zhuǎn)換柱軸壓比及梁柱配筋均滿足要求。計

14、算軟件不考慮豎向地震考慮豎向地震轉(zhuǎn)換柱最大軸壓比0.570.58不考慮豎向地震 考慮豎向地震 考慮豎向地震驗算轉(zhuǎn)換梁柱第17頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二彈性時程分析 樓層剪力曲線反應(yīng)譜分析結(jié)果在彈性階段對結(jié)構(gòu)起控制作用。在Y向有兩條地震波作用下存在有頂部4層的樓層剪力比振型分解法稍大的情況。第18頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二 （夾層 ）4層樓板90度地震Y向正應(yīng)力剪力墻筒與板交接、樓板拐角處出現(xiàn)應(yīng)力較大（去除節(jié)點應(yīng)力集中，其余基本小于1.4MPa）凹凸不規(guī)則，細腰平面及樓板不連續(xù)等不規(guī)則情況，為確保樓板能可靠地傳遞水平力，采用GSSA

15、P進行了小震作用下的彈性樓板應(yīng)力分析。樓板應(yīng)力分析（細腰、右大開洞）11層樓板0度地震X向正應(yīng)力第19頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二1、關(guān)鍵構(gòu)件沒有出現(xiàn)超筋的情況，正載面承載力驗算滿足中震不屈服的要求；2、關(guān)鍵構(gòu)件的斜截面承載力驗算滿足中震彈性的要求；方向0度90度中震作用下最大層間位移角1/683（10）1/800（10）基底剪力Q0 ( kN )1442914998Q0 / Wt7.9%7.4%基底彎矩M0(kN-m)348510391665中震驗算中震驗算時層間位移角控制：1/400 第20頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二推覆方向0度

16、90度頂點位移（mm）102.883.6最大層間位移角1/3961/470基底剪力（kN）2469327136靜力彈塑性分析（Pushover）大震驗算時層間位移角控制：1/200 0度方向整體模型性能點處的塑性鉸圖紅色墻體屬拉彎損壞第21頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二3、粵電信息交流管理中心結(jié)構(gòu)超限分析 本工程為超高層辦公建筑，地面以上32層，其中1至4層為裙房部分，5至32層為塔樓部分，地面以下5層。 標準層平面圖GSSAP結(jié)構(gòu)模型（1）框架核心筒結(jié)構(gòu)高度為153.5m，屬超A級高層建筑； （2）在4層及32層有局部豎向構(gòu)件轉(zhuǎn)換，屬于豎向抗側(cè)力構(gòu)件I類（墻）不連

17、續(xù)； （3）2層及3層開洞后，有效樓板寬度小于開洞處樓面寬度的50，樓板局部不連續(xù)； （4）塔樓與裙房形心位置偏置較大，引起較大的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)； （5）核心筒剪力墻平面形狀近似菱形，抗傾覆不利。第22頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二二層平面圖三層平面圖跨層柱與樓板不連續(xù)第23頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二 超限情況結(jié)構(gòu)型式框架核心筒結(jié)構(gòu)高度是否超限是（B級高度）150.5 m 130m是否復(fù)雜高層是（豎向構(gòu)件5、32層局部轉(zhuǎn)換）樓板局部不連續(xù)是（2層及3層）平面扭轉(zhuǎn)位移比（所在層數(shù)）（對應(yīng)層間位移角）平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則90度方向Y向1.32（5）1

18、/223845度方向X向1.35（5）1/2018最大扭轉(zhuǎn)位移比大于1.20，小于1.40，屬于類扭轉(zhuǎn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則否側(cè)向剛度不規(guī)則無各層側(cè)向剛度均大于相鄰上一層側(cè)向剛度的70，并大于其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80，滿足側(cè)向剛度規(guī)則性要求豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)類不連續(xù)（5層、32層局部柱轉(zhuǎn)換）樓層承載力突變樓層受剪承載力與上層的比值（75）（層號）0度方向0.94（31）135度方向0.90（31）超限情況總結(jié)4項（B級高度鋼筋混凝土高層建筑，類扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，樓板局部不連續(xù)；類豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)）第24頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二1. 二、三層由于建筑的使用

19、要求樓面大開洞，形成局部15米跨層柱及11米跨層墻，計算中增加二層按夾層荷載輸入、層高按11米的整高模型進行分析驗算，設(shè)計中加大了跨層柱截面，并且柱及墻加內(nèi)置型鋼。2. 核心筒剪力墻中的端部轉(zhuǎn)角墻，按異形柱控制軸壓比小于0.5，全高加密箍并且內(nèi)置型鋼。另外在轉(zhuǎn)角處作了水平加腋的加大截面的處理。超限處理主要措施第25頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二中震彈性計算簡要結(jié)果方向0度90度45度135度中震作用下最大層間位移1/421（23、24層）1/414（23、24層）1/378（25、26層）1/422（22層）地面以上基底剪力Q0 ( kN )331023300235

20、36534347Q0 / Wt（不含地下室）4.40%4.39%4.71%4.57%基底彎矩M0(kN-m)2646385264141827092522765691關(guān)鍵構(gòu)件無超筋中震驗算第26頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二 2層樓板： 0度地震樓板面內(nèi)最大主應(yīng)力： 最大主應(yīng)力（紅色為主色）均小于1.57MPa（C35混凝土抗拉強度設(shè)計值）。 中震樓板應(yīng)力分析第27頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二罕遇地震下基底受拉情況 主樓框架角柱柱底反力時程 所取主樓框架角柱位置 1）由于結(jié)構(gòu)的高寬比不大，結(jié)構(gòu)在地震作用下產(chǎn)生的傾覆力矩不是很大，在三向地震

21、作用下框架柱柱腳均未出現(xiàn)拉力，柱腳基本不需進行抗拉設(shè)計。2）核心筒剪力墻分為10組，最大拉力為17549KN，設(shè)計時與下面5層地下室重量疊加后復(fù)核基礎(chǔ)的抗拔設(shè)計。剪力墻組號最大壓力最小壓力111320814602280914-132063113151-12412742137915263048-17549696458194679260226167810256037499917770-8951021908-2788核心筒剪力墻反力點編組核心筒剪力墻底部反力（KN，拉為負） 第28頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二1層樓板損傷情況 受拉損傷 受壓損傷 受拉損傷 受壓損傷 3層

22、樓板損傷情況 塔樓與裙房相連樓板輕微拉裂，基本無混凝土受壓損傷 與剪力墻相連樓板輕微拉裂，基本無混凝土受壓損傷 樓板損傷第29頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二12.6秒剪力墻受壓損傷30.0秒受壓損傷主要集中在13層以下的兩片主受力墻，損傷面積占整片墻體截面面積的20%以下，滿足“允許部分屈服，但不得發(fā)生剪切破壞”的性能指標。第30頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二轉(zhuǎn)換構(gòu)件與跨層柱30秒MISES應(yīng)力圖 30秒時刻塑性應(yīng)變圖30秒時5層轉(zhuǎn)換構(gòu)件及跨層柱的鋼材MISES應(yīng)力和塑性應(yīng)變圖，最大MISES應(yīng)力為173MPa，均處于彈性狀態(tài)。 第31頁

23、，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二亞運會歷史展覽館亞運會自行車館亞運會籃球館罕遇地震分析建議4、亞運會體育場館彈塑性分析第32頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二側(cè)立面圖 前立面圖 亞運會歷史博物館比賽期間的使用面積為3677，平面尺寸為56x35m，屋面高度25.8m。由觀眾平臺下的展廳，螺旋坡道展廳以及兩場館的屋頂結(jié)晶連接體三部分組成。碗體結(jié)構(gòu)懸挑33m，通過下部碗底托梁支承在核心筒，核心筒平面尺寸為8mx6.6m。歷史展覽館結(jié)構(gòu)布置 4.1 亞運會歷史展覽館分析討論：鋼板剪力墻的耗能、長懸挑結(jié)構(gòu)根部加強第33頁，共90頁，2022年，5月20日

24、，22點59分，星期二結(jié)構(gòu)整體計算結(jié)果匯總作用地震波ELCENTRO天然波A組人工波B組人工波MIDAS計算前3周期T1=0.4581,T2=0.4365,T3=0.3647ABAQUS計算前3周期T1=0.4524,T2=0.4405,T3=0.3649MIDAS計算結(jié)構(gòu)總質(zhì)量（kN)86311ABAQUS計算結(jié)構(gòu)總質(zhì)量（kN)89184MIDAS中震反應(yīng)譜基底剪力（kN)X向:16585 Y向:16321MIDAS中震反應(yīng)譜最大剪重比X向:19.21 % Y向:18.90 %最大基底剪力（kN)-34719-2712332886-27646-29579-34838最大剪重比38.92%30

25、.41%36.87%30.99%33.16%39.06%頂點最大位移（m)X，Y，Z向X，Y，Z向X，Y，Z向0.0316,-0.0422,-0.15980.0395，-0.0374，-0.23780.0258，-0.0394，-0.1750考慮剛度損失后周期T1，T2，T3T1，T2，T3T1，T2，T30.4908，0.4627，0.38230.4997，0.4649，0.38540.4951，0.4622，0.3807第34頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二20秒時刻鋼材塑性應(yīng)變云圖碗底支撐最大組合應(yīng)力云圖 小震下碗底支撐最大組合應(yīng)力173MPa（設(shè)計強度295M

26、Pa的60%） 大震下動力彈塑性分析，結(jié)構(gòu)碗底兩邊托梁進入塑性。（1）碗底托梁大震下進入屈服（2）核心筒剛度退化嚴重。5秒時刻 10秒時刻 15秒時刻 30秒時刻 剪力墻受壓損傷時刻云圖 結(jié)構(gòu)薄弱部位第35頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二樓板受壓損傷 樓板損傷主要是集中在邊緣連接處，其他部位損傷較小。20秒時刻樓板受壓損傷第36頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二優(yōu)化措施:（1）墻體植入厚度為25mm鋼板，增加剪力墻抗彎和抗剪承載力。 （2）在碗底處增加連肢墻體，起耗能作用。（3）加大碗底托梁在核心筒連接處截面，箱型截面尺寸 4008002020

27、改為 4008003030，減小截面應(yīng)力。有效地減小了剪力墻混凝土受拉損傷的范圍和程度。模型1-原方案 模型2-植入鋼板 模型3-增加墻 核心筒混凝土受拉損傷對比 優(yōu)化效果：第37頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二核心筒剪力墻在人工波作用下受拉損傷動畫第38頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二（1）總建筑面積：25360m2 。共三層，建筑高度39.86m（屋面檐口高度17.96m），首層層高6.0m，二層層高6.06m, 三層層高5.6m。（2）樓層采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，屋蓋采 用局部雙層的單層鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。4.2 亞運會自行車館整體三維模型

28、 分析討論：罕遇地震下帶阻尼器結(jié)構(gòu)分析第39頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二結(jié)構(gòu)整體計算結(jié)果匯總 計算模型屋蓋支座徑向滑動，環(huán)向鉸接屋蓋支座徑向加阻尼F=300,C=2000,A=0.4F=800,C=1000,A=0.6質(zhì)量(t)601926018760187周期(s)T10.67160.67160.6716T20.54130.54130.5413T30.53370.53370.5337最大基底剪力(kN)FXEl波111092-102620-106105TH波136878145704135034RH波-12735397520.386937.1FYEl波-12846

29、5-126123-127798TH波-123258-110124-106672RH波-144141-148201112406頂點最大水平及豎向位移(m)U1El波-0.14890.12340.1225TH波0.2684-0.1231-0.1533RH波-0.2372-0.1180-0.1081U2El波0.1181-0.0993-0.09412TH波-0.1144-0.1160-0.08404RH波-0.15450.1102-0.07843U3El波-0.1829-0.1418-0.1350TH波-0.2195-0.1943-0.1805RH波-0.1821-0.1318-0.1240第40頁

30、，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二第41頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二第42頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二有阻尼下柱1,6,14,22軸力圖 無阻尼下柱1,6,14,22軸力圖 柱1 (-3092.9KN) 柱6(-2717.9KN) 柱14(-2930.8KN) 柱22(-3099.4KN) 柱1 (-3630.9KN) 柱6(-3201.1KN) 柱14(-2825.4KN) 柱22(-3035.1KN)第43頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二 結(jié)構(gòu)下部采用混凝土，上部為鋼結(jié)構(gòu)。屋蓋結(jié)構(gòu)體

31、系由徑向空腹剛架與環(huán)向聯(lián)系桿件組成球面網(wǎng)殼, 直徑120m。徑向空腹剛架與橫向聯(lián)系構(gòu)件組成殼體,支承于環(huán)向大桁架上（環(huán)向大桁架弦桿管內(nèi)施加應(yīng)力）。 屋蓋結(jié)構(gòu)布置 結(jié)構(gòu)整體模型4.3 亞運會籃球館分析討論：減少屋蓋重量減小地震力、屋蓋剛度分布均勻可減少塑性應(yīng)變第44頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二（1）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力不均勻。屋蓋構(gòu)件普遍應(yīng)力比較小，網(wǎng)殼中發(fā)生塑性應(yīng)變的構(gòu)件主要是屋面支撐以及徑向下弦梁。（2）自重及地震力偏大。屋面支撐布置不合理。大震計算時發(fā)現(xiàn)：優(yōu)化措施： （1）修改屋面結(jié)構(gòu)布置，使結(jié)構(gòu)受力均勻。（2）通過優(yōu)化截面尺寸，減少屋蓋重量。（3）在外圍環(huán)向弦桿

32、施加預(yù)應(yīng)力，減小屋蓋豎直方向位移。15秒時刻網(wǎng)殼鋼材塑性應(yīng)變 第45頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二桿件名稱原方案截面尺寸優(yōu)化后截面尺寸BHT1T2BHT1T2大門圈梁（P）0.60.025000.50.02500外側(cè)Y柱（P）0.50.014000.40.01200剛性圈梁下弦0.40.40.0250.0250.30.30.0160.016剛性圈梁腹桿0.40.40.020.020.30.30.0160.016屋面剛性支撐（P）0.2450.01000.2450.01200注：（P）表示鋼管截面， B為直徑， H為壁厚;其他為箱形截面，B為高度， H為寬度， T1為

33、左右腹板厚度， T2為上下腹板厚度。主要截面尺寸優(yōu)化前后對比 屋面桿件布置示意圖初始預(yù)應(yīng)力加載圖（單位：KN/m2 ）第46頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二優(yōu)化前后鋼構(gòu)件彈塑性發(fā)展狀況對比時間（S）環(huán)梁徑向梁屋面支撐外鋼柱和外環(huán)連梁內(nèi)鋼柱優(yōu)化前優(yōu)化后優(yōu)化前優(yōu)化后優(yōu)化前優(yōu)化后優(yōu)化前優(yōu)化后優(yōu)化前優(yōu)化后0未屈服未屈服未屈服未屈服未屈服未屈服未屈服未屈服未屈服未屈服5 未屈服 未屈服 3根1.223e-3未屈服 未屈服 未屈服 未屈服 未屈服 4根 -1.018e-3未屈服-7.315e-510 1根 2.3e-4 2根1.3e-514根-2.3e-3較多1.7e-332根-

34、1.1e-324根4.7e-415根-7.2e-419根2.2e-34根-9.2e-32根7.3e-5158根2.9e-47根-6.8e-4較多3.5e-3較多1.9e-3較多-1.1e-3較多7.6e-4較多-1.6e-324根3.3e-34根-5.1e-32根7.3e-5208根9.8e-410根-6.8e-4較多3.2e-3較多1.9e-3較多-1.1e-3較多-7.6e-4較多-1.1e-325根3.5e-34根-5.0e-32根7.3e-5a) 優(yōu)化前b) 優(yōu)化后優(yōu)化前后屋面剛性支撐10秒時刻塑性應(yīng)變圖：第47頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二4.4 罕遇地震

35、分析建議 模型常見問題（影響迭代收斂和準確性）：模擬施工計算、節(jié)點偏心、鉸接模擬、鋼構(gòu)件穩(wěn)定性驗算、空間樓板參與計算、預(yù)應(yīng)力荷載、阻尼器參與計算、索單元模擬（1）三向地震耦合計算，且豎向地震為主單獨計算（2）鋼結(jié)構(gòu)延性好，混凝土柱、墻提高延性（3）減輕屋蓋，減少地震力（4）結(jié)構(gòu)布置盡量均勻?qū)ΨQ（5）阻尼器可有效減少屋蓋地震力向下傳遞（6）腹桿與上下弦桿剛度匹配（7）預(yù)應(yīng)力加強屋蓋豎向剛度第48頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二5、北部灣體育中心結(jié)構(gòu)優(yōu)化和多點多維地震輸入分析整體三維模型圖 結(jié)構(gòu)體系及特點：本工程“彩虹”屋蓋最大落地跨度241米、最大空間跨度252米，平均

36、跨度大于120米，屬跨度超限。結(jié)構(gòu)形式為斜交人字形管拱桁架結(jié)構(gòu)，局部增設(shè)鋼管混凝土柱以增強結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和減少局部應(yīng)力過大，不是常見的空間結(jié)構(gòu)形式。第49頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二優(yōu)化前后屈曲對比加鋼板前 加鋼板后 沒加鋼板前，結(jié)構(gòu)在工況（恒載+活載+正壓風(fēng)）下第一階屈曲因子為8.09，在屈曲位置上表面加5mm鋼板，結(jié)構(gòu)第一階屈曲因子13.93。第50頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二拉索布置示意圖在桁架底部，共布置六條預(yù)應(yīng)力拉索預(yù)應(yīng)力索第51頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二原結(jié)構(gòu)模型的位移（最大位移：574mm）優(yōu)

37、化后結(jié)構(gòu)模型的位移（索張拉力為50噸，最大位移：505mm，降低12%）第52頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二地震傳播過程的行波效應(yīng)和局部場地效應(yīng) 多點多維地震輸入分析建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 50011-2010）條：平面投影尺度很大的空間結(jié)構(gòu)（跨度大于120m、或長度大于300m、或懸臂大于40m的結(jié)構(gòu)），應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和支承條件，分別按單點一致、多點、多向單點或多向多點輸入進行抗震計算。按多點輸入計算時，應(yīng)考慮地震行波效應(yīng)和局部場地效應(yīng)。第53頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二北部灣體育中心第54頁，共90頁，2022年，5月20日，22點

38、59分，星期二北部灣體育中心多點多維地震輸入分析多點激振Y向位移一致激振Y向位移波形不同。從振幅上看，多點輸入對曲柱的影響相對較?。t色），而鋼結(jié)構(gòu)部分受多點輸入的影響較大，在多點輸入下的位移最大值是一致輸入下的2.7倍左右。第55頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二北部灣體育中心多點多維地震輸入分析0.96秒時多點激振下的整體位移0.96秒時一致激振下的整體位移3.6秒時多點激振下的整體位移3.6秒時一致激振下的整體位移第56頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二6、 超高層結(jié)構(gòu)彈塑性分析招商局廣場辦公樓名盛廣場彈塑性分析建議第57頁，共90頁，20

39、22年，5月20日，22點59分，星期二6.1 招商局廣場辦公樓1、 16根周邊柱自首層到11層外傾2.23 之后到頂層的部分內(nèi)傾1.27；2、 底部有16根20m高的穿層柱，柱直徑1-9層為1400 mm，10-11層為1200mm，12層以上為1000mm；3、 結(jié)構(gòu)34層處剪力墻出現(xiàn)內(nèi)縮，剪力墻內(nèi)筒底層厚為900mm，到剪力墻出現(xiàn)內(nèi)縮樓層剪力墻厚減小至600mm。計算模型 本工程高度191.22m的超B級高度高層建筑，塔樓45層。高層辦公塔樓結(jié)構(gòu)體系采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)。34層內(nèi)縮剪力墻樓層平面圖20m高柱頂樓層平面圖分析討論：鞭梢效應(yīng)、首層20m鋼管柱第58頁，共90頁，2022年，5

40、月20日，22點59分，星期二 (X: 0.388m Y: 0.470m) (X: 1/289 44層 Y: 1/340 15層)人工波X主方向作用下結(jié)構(gòu)層位移和層間位移角曲線 層位移和層間位移角 (X: 0.327m Y: 0.550m)(X: 1/338 45層 Y: 1/294,16層)人工波Y主方向作用下結(jié)構(gòu)層位移和層間位移角曲線Y向的層間位移明顯大于X向的層間位移，X向的層間位移角在34層突然增大。第59頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二核心筒剪力墻反力點編組 核心筒剪力墻底部反力（kN，拉為負） 核心筒剪力墻分為10組，其中第2、3、4、7、9、10組墻均出

41、現(xiàn)拉力，最大拉力為30814KN。根據(jù)拉力值，3號墻的抗拉配筋率至少為0.57%，2號墻的抗拉配筋率至少為0.84%。剪力墻組號最大壓力最小壓力最大剪力14587467418610512402437-22122323063410149-30814303144377616-20439343585540668740677361438142480184537139757-7319134958102079713011636999173-635967981091209-62216544第60頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二外框斜柱塑性應(yīng)變與剛度退化 整體斜柱鋼材塑性應(yīng)變 受壓剛

42、度2、受拉剛度有所退化，主要集中在斜柱變角度處1、斜柱塑性應(yīng)變較小，最大值為5.29e-9受拉剛度3、受壓剛度無明顯退化因為塑性應(yīng)變均較輕微，設(shè)計中通過加厚外框柱的壁厚使外框柱達到了不屈服的性能目標 第61頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二20m處樓面板的受壓損傷(30s) 斜柱變角度處的樓板（17層）的受壓損傷(30 s) 樓板的受壓損傷 除了外框筒拐角處樓板有輕微受壓損傷外，其余部位未見有明顯的混凝土受壓損傷。第62頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二 1、底部兩角有輕微受壓損傷；2、底部和剪力墻收進根部有大面積的混凝土拉裂。剪力墻損傷情況 各

43、榀剪力墻軸線編號軸1剪力墻受壓損傷圖軸1剪力墻受拉損傷圖第63頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二 較多的連梁出現(xiàn)了不同程度的受壓損傷,剪力墻底部和收進處少量損傷外，主要剪力墻均未出現(xiàn)明顯的受壓損傷。32層收筒處底部最后時刻受壓損傷圖剪力墻達到“允許部分屈服，但不發(fā)生抗剪破壞”的性能目標；第64頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二位于廣州市北京路商業(yè)街，占地16400平方米，建筑面積超12萬m2，裙樓為5層及10層，塔樓32層，地下室4層，底板面標高-20米，總建筑高度為168米。6.2 名盛廣場分析討論：無梁樓蓋第65頁，共90頁，2022年，5月

44、20日，22點59分，星期二樓板受拉損傷 受拉損傷（平面圖為第34層）USER1人工地震波 EICENTRO地震波30層至40層四周外挑部分出現(xiàn)受拉損傷第66頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二樓板受拉損傷動畫 第67頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二 塔樓標準層外圈梁型鋼拉通情況塔樓標準層平面計算結(jié)果顯示節(jié)點處不能滿足節(jié)點抗沖切和抗彎的要求，采用了一種新型內(nèi)置型鋼混凝土板柱節(jié)點加強。 名盛廣場節(jié)點分析第68頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二邊節(jié)點模型混凝土實體模型圖所埋型鋼模型圖混凝土部分：板面積為9000mmX9000m

45、m，厚250 mm；方柱為鋼筋混凝土柱，在板的正中間，截面為1100mmX1100mm，柱配筋等代成厚5mm的鋼板，封口梁底筋等代成厚5mm的鋼板。型鋼部分：剪力鍵高度均為150 mm，上下混凝土層厚均為50 mm；型鋼從柱中伸出1400mm、柱邊伸出1000 mm；上下環(huán)板寬度均為200mm；橫向板厚度均取20mm，豎向板（或加勁肋）均取20mm。第69頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二混凝土受拉損傷圖2.2倍荷載時受拉損傷圖柱混凝土核心區(qū)的套箍作用 2.2倍荷載時，板面放射性的紅色區(qū)域，其形狀如同型鋼形狀的擴散，混凝土受拉剛度已退化了近百分之七十，混凝土受拉基本退出

46、工作，由型鋼承受大部分作用力。形狀如同型鋼形狀的擴散,型鋼承受大部分作用力第70頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二（1）三向地震耦合計算（1：0.85：0.65）（2）結(jié)構(gòu)布置兩向彈性剛度接近（3）大震下兩向屈服機制接近（4）豎向變剛度處上下層應(yīng)加強，提高延性（剪壓比0.1以下）（5）樓板參與彈性和彈塑性計算（6）連梁剛度不能太小（7）外框控制軸壓比、內(nèi)筒控制剪壓比6.3 彈塑性分析建議 模型中的常見問題：構(gòu)件承載力不足、模擬施工計算、次要構(gòu)件處理、畸形單元不收斂、構(gòu)件鋼筋與施工圖不符、樓板不參與計算第71頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二7、東

47、莞海德廣場-雙塔連體結(jié)構(gòu)彈塑性分析三維結(jié)構(gòu)圖標準層平面（6層）連體部分平面（35層）地下2層,地上塔樓39層, 采用框架核心筒的結(jié)構(gòu)體系，高161m ,由平面為切角三角型的對稱雙塔構(gòu)成,在第35層至屋面層通過空中連廊連接。連廊底部高度129.8m ,跨度27.7m ,總高度16.8m。 第72頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二連體結(jié)構(gòu)4特點（1）連體下部樓層與連體樓層相比，結(jié)構(gòu)剛度和抗剪承載力突變；（2）扭轉(zhuǎn)效應(yīng)顯著。各塔樓之間的振動互相耦合，容易引起較大的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。兩個塔可以同向平動，也可相向振動。而對于連體結(jié)構(gòu)，相向振動是最不利的。（3）連接體部分受力復(fù)雜。連體結(jié)構(gòu)

48、由于要協(xié)調(diào)兩個塔的變形，因此受力復(fù)雜。豎向地震作用的影響也較明顯，有時甚至是控制工況。（4）連接方式多樣。連體結(jié)構(gòu)的連接方式大致分為兩種，一種是強連接，另一種是弱連接。 第73頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二11項計算要求（1）應(yīng)采用至少兩個不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件進行整體內(nèi)力和位移的計算。（2）抗震計算時，要考慮偶然偏心的影響，振型數(shù)要足夠多，以保證振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。 （3）由于連體結(jié)構(gòu)采用強連接形式，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)非常明顯，因此在地震作用時宜考慮雙向地震作用的影響。 （4）應(yīng)采用彈性動力時程分析進行補充計算。采用彈塑性靜力或動力分析法驗算薄弱

49、層彈塑性變形。（5）連體結(jié)構(gòu)下部樓層經(jīng)驗算如為薄弱層，按高規(guī)第條的規(guī)定，豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)其薄弱層所對應(yīng)的地震作用標準值的地震剪力應(yīng)乘以1.25的放大系數(shù)。在軟件中應(yīng)在總信息內(nèi)指定薄弱層。 第74頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二（6）控制連體部分各點的豎向位移，以滿足舒適度的要求。（7）連體應(yīng)考慮豎向地震的影響?？刹捎每紤]豎向振型的方法和重力荷載代表值乘以豎向地震作用系數(shù)的方法進行計算分析。（8）連體結(jié)構(gòu)中連接部分的樓板狹長，在外力作用下易產(chǎn)生平面內(nèi)變形，應(yīng)將該部分樓板定義為彈性樓板。（9）連體結(jié)構(gòu)中的連接部分宜進行中震驗算，其主要受力構(gòu)件宜滿足中震彈性設(shè)計要求，且保證連

50、接體支座處在中震作用下不屈服。（10）連體結(jié)構(gòu)中的連接部分按實際情況考慮模擬施工。（11）連體結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載計算比較復(fù)雜，高規(guī)第條規(guī)定：當多棟或群集的高層建筑相互間距比較近時，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)。一般可將單棟高層建筑的體型系數(shù)s乘以相互干擾的增大系數(shù)。第75頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二Y向地震下第36層（連接體樓層）拉應(yīng)力云圖（kN/m2）Y向地震下第36層（連接體樓層）壓應(yīng)力云圖（kN/m2）較大應(yīng)力的區(qū)域是與結(jié)構(gòu)的主X軸成45度的帶狀區(qū)域，說明結(jié)構(gòu)在主Y方向的地震作用下會發(fā)生明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng) 連體部分板應(yīng)力分析第76頁，共90頁，2022年，5月20日，2

51、2點59分，星期二連體部分模擬施工 巨型桁架及吊桿示意圖“剛度和荷載均采用逐層疊加”方式計算的吊桿軸力圖吊桿軸力為壓力是不符合實際情況 第77頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二連體部分模擬施工一次性加載計算的吊桿軸力圖分段加載方式計算的吊桿軸力圖右邊的兩根吊桿的軸力值比左邊的兩根小太多，不合理 兩種情況吊桿的軸力是拉力 第78頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二罕遇地震下彈性與彈塑性層間位移角包絡(luò)比較結(jié)構(gòu)左塔Y向?qū)娱g位移角 結(jié)構(gòu)右塔Y向?qū)娱g位移角第79頁，共90頁，2022年，5月20日，22點59分，星期二頂點水平位移時程罕遇地震下場地波主方向向地震作用計算結(jié)果位移控制點位置示意從頂點位移的平衡位置看，左塔剛度損失較大，振動結(jié)束后，相比原位置有（-50mm，65mm）的不可恢復(fù)的偏心，右塔相對好一些，振動結(jié)束后有（-10mm，-50mm）的不可恢復(fù)的偏心，而連體部分基本處于彈性，最終位置受兩塔影響，有（-30mm，0mm）的偏心。 連體23204左塔22554右塔22626第80頁，共90頁，2022年，5