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1、第2期建筑结构1998年2月复杂高层建筑整体结构抗震分析喻永声钟万舰(大连理工大学工程力学研究所116023)[提要]介绍了高层建筑结构分析程序1)ASTAB系统在整体结构抗震计算中的常用方法和模型,其工程应用反映了高层建筑结构抗震分析的最新状况。〔关键词〕高层建筑多重子结构抗震分析空间反应谱精细时程积分ThispaperPresentsePutingmeth(刁5andmeehniealmelsofaseismieanalysisofthewholestruetureom闭otaunsntesteturaanassroraotauns.ueuatisoaraeeafllbi
2、ldigihrullyipgmfllbildigDASTABCllonfptilenneereneeststateoseturaaseseanassouns.giingshowthwftrulimilyiftallbildigKeywords:tauilding:uti一ssteture;aseiseanasisllbmlubrumily、。一引言更愿意接受由于它还可以应用于实现考虑地震波,。我,相位差的抗震分析计算〔“〕因此很有前途国处于地震多发区高层建筑抗震设防是工程设计面临的迫切任务。结构抗震分析力学模型的优劣可作为工程抗震设计的依以从两个方面据,高层建筑结构抗震分析处
3、于非常重要的地位。来判断:(l)结构内部刚度分布的准确性;(2)结构内部质量分布的合理性。一个好的静力模型,能够高层建筑结构抗震分析的实现依靠计算方法和比力。,。,学模型两个方面的支持与静力分析相比较结较准确地反映结构内部的刚度分布因此结构动构抗震分析的计算要困难和复杂得多。为了简化问力模型应该建立在相应静力模型基础之上。在结构题,目前绝大部分地震响应计算方法都是在一个基动力分析中,结构承受的动荷载分布完全取决于结本假定下实现的,即:构内部的质量分布。一般来说,要获得一个与准确建筑物基底面积的最大水平尺寸与地震波的波长相比很小,以至于可以将基底面刚度分布相适应的结构内部合理质
4、量分布并不困积近似看作是一点。这样,当地震发生时,作用在建难,这样建立起来的结构动力模型也很“理想”。但筑物基底上的地面加速度就可以被认为是同相位是,随着结构动力分析规模的增大,在解相应的结构的。“”。,“”。以下简称同相位假定应该看到同相位广义特征值方程或结构动力方程时将会遇到困难,假定的使用是有局限性的。现代大型复杂高层建筑因此在工程计算中各种简化了的结构动力模型仍结构基底面积的最大水平尺寸与地震波的波长相然是需要的。比往往是大得不能忽视,在这种情形下,考虑地震波相本文将要介绍的均是已经在DASTAB程序系位差的抗震分析方法[2]的应用就势在必行了。因统中应用的结构动力分
5、析方法和在工程计算中实现此,我们可将结构抗震分析方法分成两大类:(1)“同。的结构动力分析模型”、相位假定下的抗震分析方法;(2)考虑地震波相位二高层建筑结构抗震分析方法.差的抗震分析方法。1结构自振频率和振型的计算,3〕在高层建筑结构抗震分析中反应谱方法〔已结构的广义特征值方程是,经应用多年对此不同时期的中国建筑抗震设计规人工二。ZM沈(1)。,nxn范中都作了明确规定作为振型迭加的反应谱方法这里KM分别是阶结构刚度矩阵和质量矩。ll一;xn;。。并非总是有效按照现行抗震设计规范(GBJ89)阵是维振型向量是圆频率利用子空间迭,代法[4]求解式(l)能够得到结构的前m阶频率
6、和振的规定特别不规则或较高的建筑还应采用时程积‘。。分方法[1进行补充计算直接将地面运动加速度作型用于结构基底的时程积分方法,因其概念直观,人们2.结构抗震分析3结构动力方程是,一,一r(Pa。壑二少)、。+K,ea,称命先M李〔)、2)奕一‘口t‘0王一Pa秃·1+Q包专巡(7)这里G是。火。阶结构阻;y,;t尼矩阵是维位移向量T=exp:8)(H)(是时;Enx3阶间是分别在三个坐标轴方向地震下的a*a走十,t走t方十工这里和依次是时间和时刻的地震地;a(t)是地震时地面加速度函数;e是指惯性力指示矩阵*;r=t*,一t*;3,=口二,口‘T。面加速度是时间步长且示地震方
7、向的维单位向量e{口}+,zf玖1「玖1若三维直角坐标系取垂直水平地面的方向为z*十,,一z;从叭,E:,一{{{i坐标轴则矩阵的确定如下第1列元素中所有一IE沿二轴方向线位移分量对应位置均是1.山第2列KM元素中,所有沿夕一z2轴方向线位移分量对应位置均是GKME1.3,z山第列元素中所有沿轴方向线位移分量对一‘IEK‘兀M应位置均是.65;.0。「0其余位置均是0根据现行建Q一生。二一。一一,、二,0.⋯(‘筑抗震设计规范的规定65表示对作用在结构全L2)、,刀x,,。这里矶和矶是3阶位移矩阵;凡
