成都中航国际广场大厦结构动力分析

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1、成都中航国际广场大厦结构动力分析摘要：本文应用ANSYS对成都中航国际广场大厦进行了动力分析，所建模型节点四万多个、单元五万多个，在建模中解决了不同材料之间节点连接问题。通过量化分析确定出该结构的薄弱部位，而对这些薄弱部位采取加固措施至关重要，该项研宄具有重要意义和经济价值。关键词：高层钢一混凝土混合连体结构；动力分析；薄弱环节；加固改造。1引言在我国，现代高层建筑中各种新型的结构体系得到应用，多塔钢一混凝土混合连体结构体系是其中之一。对该种建筑物进行动力分析，确定出该种结构的薄弱部位，为设计及加固

2、提供量化依据，保证其安全至关重要。2成都中航国际广场大厦工程动力分析2.1工程概况成都中航国际广场大厦位于成都市高新区，由两幢塔楼及附属裙楼组成。其中A号塔楼为办公楼，18〜20层，高度为73.3〜81.8m。B号塔楼为酒店，19〜21层，高度为73.9〜80.9m。裙楼为商业及会议功能，3〜4层，高度为17〜21.7m。总建筑面积15.9万m2。2.1.1抗震设防标准原设计抗震设防烈度为7度，抗震设防类别为乙级（5层以下）、丙级（六层以上），设计地震分组为第三组，设计基本地震加速度值为O.lg，多

3、遇地震作用下水平地震影响系数最大值为0.08。场地类别为II类，场地特征周期为0.45s。2.1.2主体结构特点主体结构采用框架-剪力墙体系。结构高宽比为3.63（A塔楼）、1.63（B塔楼），出屋面高度6.1m、层数1层。裙房高度为19.45m，层数5层，裙楼中庭设抗震缝，连梁采用抗震支座与两侧相连。两塔楼顶部采用钢结构相连。2.2成都中航国际广场大厦ANSYS模型的建立主体结构中，梁、柱的连接按刚性连接处理；型钢与混凝土梁、柱的连接也按刚性连接处理。3成都中航国际广场大厦结构的模态分析对结构进行

4、模态分析以求出结构或构件的固有频率与振型，得到结构的固有频率与振型。3.1成都中航国际广场大厦结构反谱分析反谱理论是应用模态分析的结果与己知的谱联系起来进行位移、应力的分析，将各振型的反应最大值组合在一起得到坐标的最大值。3.2成都中航国际广场大厦结构的动力时程分析本建筑结构动力时程分析的地震波有三类：①典型的地震波；②根据场地实际情况模拟的人工波；③建筑物所在场地的实际记录。3.3成都中航国际广场大厦结构动力时程分析结通过三组地震波对结构产生的位移进行比较，最大水平侧移均位于结构的顶部，在EI波及

5、人工波I作用下，结构的顶层位移较小；在天然波I的作用下，结构的顶层位移较大，结构出现破坏环节。本文以A塔楼和B塔楼顶层节点9593和9734做了对比分析，在EI波及以7度抗震合成的人工波I作用下，本建筑结构的顶层水平及竖向位移不大。而天然波I为汶川地震波，本建筑结构在此强震作用下顶层的水平位移及竖向位移较大，尤其是X轴向产生的位移较大，A塔楼达到0.0891m,B塔楼达到0.094736m。本建筑结构在El地震波和人工地震波I的作用下的最大层间位移角变化情况大致相同和最大层间位移角的大小也几乎相等。

6、而在天然地震波I的作用下本结构的最大层间位移角较大，尤其是X轴向的层间位移角大。根据抗震规范结构在El波和人工波I作用下结构X轴向及Y轴向的最大层间位移角均小于1/800,结构处于安全工作状态。在天然波I作用下本结构的A塔楼及B塔楼的最大层间位移角都大于1/800而小于1/400,说明本建筑结构正处于轻微损坏的工作状O下面为本建筑结构在三种地震波作用下的部分总位移变化图：地震作用下，A塔楼与B塔楼的位移变化方向不一定相同，大致有这三种情况：①往同一方向倒；②相互远离及相互靠近；③绕各自的质心相互扭转

7、。本建筑结构的薄弱环节为1〜3层的底层框架及顶层连体钢架，在汶川地震波作用下底层框架发生失稳的变形，而顶层连体钢架由于受力过大，扭转变形特别明显。从本建筑结构在汶川地震波作用下的位移突变图与连体钢架剪力与弯矩图可以看出本建筑结构底层框架很易发生破坏；顶层的连体钢架由于A塔楼与B塔楼之间的不同方向变形而受挤压，连体钢架结构发生的变形较大。通过地震时程分析可以得出以下结论：(1)时程分析结构的位移、扭转变形明显较大，尤其是在天然波I(汶川地震波)作用下对结构的影响较大。(2)底层框架及顶层连体钢架在时程

8、分析时，这些部位发生位移、转角及受力的突变。在天然波I(汉川地震波)作用下的时程分析计算出的最大层间位移角小于1/400而大于1/800,表明本建筑结构底层框架及顶层连体钢结构部位发生轻微损坏。4结论本文应用ANSYS对成都中航国际广场大厦结构进行了量化动力分析，找到了薄弱部位：主要为底层的框架结构及顶层的连体钢架结构，需要采取相应的加固措施。为一创新性成果。该研宄成果为我国钢-混凝土混合结构设计提供了重要量化依据，具有重要意义和经济价值。另外，该文限于考虑地面以上结