资源描述：
《高层建筑结构在地震作用下的扭转振动效应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第16卷第1期建筑科学Vol.16,No.12000年2月BUILDINGSCIENCEFeb.2000[文章编号]1002-8528(2000)01-0001-06高层建筑结构在地震作用下的扭转振动效应徐培福,黄吉锋,韦承基(中国建筑科学研究院,北京100013)[摘要]研究了高层建筑结构在地震作用下扭转与平移振动的耦连反应及其近似计算,分析了影响扭转振动效应动力增大的主要因素,并提出考虑扭转振动效应的抗震设计建议。[关键词]高层建筑结构;扭转振动效应;抗震设计++[中图分类号]TU973.31;TU973.2[
2、文献标识码]AResponseofTorsionalVibrationofTallBuildingStructuresInducedbySeismicActionXUPei2fu,HUANGJi2feng,WEIChen2gi(ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013,China)[Abstract]Inthispaperthecrossed2responseoftorsionalandtranslationalvibrationoftallbuildingstruc
3、turesunderseismicac2tionandtheapproximatecalculationaboutthecrossed2responsearestudied.Themainfactorseffectingondynamicenlargementoftheresponseoftorsionalvibrationareanalysedandsomesuggestionsonaseismicdesignconsideringtheresponseoftorsionalvibrationarepresent
4、ed.[Keywords]tallbuildingstructures;responseoftorsionalvibration;aseismicdesign量分布不均匀变化、结构刚度计算的局限性、设计假1前言定的正确程度以及抗扭构件的非对称性破坏等也将引起扭振效应。诸多国家的抗震设计规范都规定,我国高层建筑结构抗震设计中对扭转振动效应对于均匀对称结构,给与设计偶然偏心距e0,即质的考虑尚欠不足。在均匀对称结构抗震设计中,不心与刚度中心的偶然偏心距离,e0=(0105～011)l,考虑扭振效应;对于不对称结构,计算
5、中虽考虑扭振l为垂直于地震作用方向的建筑物的边长;对于不效应,但对影响扭振效应的主要因素、相应的措施以对称结构,按静力方法计算时,将计算的偏心距el及限制条件研究不够。乘以110～117的增大系数并加上偶然偏心距e0,实际上,高层建筑结构在地震作用下的扭转振即设计偏心距e=(110～117)e1+(0105～011)l。动是难以避免的。这是由于地面的扭转运动(地面作者认为,高层建筑结构的抗震设计应该考虑扭运动的相位差)将引发建筑物的扭转振动,建筑物质转振动效应,特别是扭转与平移振动的耦连反应引发的动力放大作用。为此
6、,研究提出了考虑扭转与平移[收稿日期]1999-10-16振动耦连反应的近似计算公式,分析了影响扭振效应[基金项目]国家自然科学基金委员会和建设部联合资助重大项目动力增大的主要因素,并在此基础上提出了考虑扭振(项目批准号:59895410)效应偶然性及动力增大作用的抗震设计建议。2建筑科学第16卷(2)引入质量偏心后的系统(简称偏心系统)2高层建筑结构考虑扭转与平移振动耦连如图1,若地震作用方向为X向,令质心在垂直于侧反应的近似计算公式振方向上沿Y轴移动距离e至A点,e为偏心距。TA点的位移向量为(u、θ),由刚性
7、楼板假定可得:211基本假定u01eu=(4)本近似计算方法主要是针对结构竖向布置比较θ001θ均匀的高层建筑结构,其一阶侧振及扭振周期大于由此可得到质量偏心后系统在A点的刚度:场地特征周期(Tg)。公式推导中引入刚性楼板假KleKl定;考虑一阶侧移振型与一阶扭转振型的耦连反应,K=2(5)eKlKt+eKl忽略高阶振型的影响。质心移到A点后,设定总质量ml及转动惯量212计算模型mt保持不变,因而质量阵也保持不变。(1)初始系统高层建筑结构平面如图1。建M=M0(6)立坐标系,使X、Y轴与主振型方向重合,原点位于
8、213偏心系统在侧向地震作用下的扭转效应刚度中心和质心的重合点O,这就使每一楼层的(1)偏心系统的固有振动特性(X向)u0、v0、θ0三个自由度互不耦连。按照通常的方法偏心系统的特征值问题:建立结构的平衡方程,然后对总体刚度阵和总体质量阵作凝聚处理,这样仅保留结构顶部的三个自由KleKluml0u=λ(7)2θθ度u0、v0、θ0。鉴于这三个自由度互不耦连,
