框支剪力墙结构的弹性时程分析——以某综合楼为例.pdf

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1、至Q12生筮!S翅I盟篁呈!竺塑)江亘建塾一．——————————————翼篁量望型!墅垒框支剪力墙结构的弹性时程分析■范睿，熊轩一广东中人工程设计有限公司武汉分公司，湖北武汉430000摘要：框支剪力墙结构需要在下部商业柱网和上部小开间之间设置水平转换层实现荷载的传递。框支剪力墙结构属于竖向不规则体系，结构的刚度的发生突变，属于较为薄弱的部位，因而采用多遇地震下的时程分析对结构设计进行复核。关键词：框支剪力墙结构时程分析结构抗震1弹性时程分析法的介绍结构的地震动响应分析在复杂高层的设计中时常用的一个方法，

2、它通过选取合理的地震波，利用峰值反映出地区烈度，频谱组成反映待建工程场地的特征周期和动力特性。弹性时程分析是考察结构在多遇地震烈度下工作性能和地震反应有效手段。它是在结构基本运动方程输入地面加速度记录进行积分求解，以求得整个时间历程的地震反应的方法⋯。此方法在进行时程积分时引入了一系列假设，此外其理论基础没有任何的限制，精确考虑结构与土、基础的相互作用，处理非线性、线性等相关问题。结构多自由度体系的动力方程可表示为：[M]{n}“c]ld}+[K]{U}=_[M]{a}；式中：[M]，[c]和[[K]分别为

3、结构的的质量、阻尼和弹性剐度矩阵；{o}、}nJ、{u}分别表示结构体系的加速度、速度、位移反应；都是时间t的函数；{a}为地面运动加速度，都是时间t的函数。在时程分析时经常假定阻尼矩阵[c]与质量矩阵[M]成正比，阻尼矩阵[c]与刚度矩阵[M]成正比，则阻尼矩阵计算如下：[C]=ctl[M]+以[K]ctl=[2(hi叫一hjtoi)toi枷]／(toi+oJj)0．2=[2(Ⅻ埘一^jtoi)]／(toi+枷)(耐一“)式中“、撕和“、埘分别为第i、j振型的阻尼比和频率结构计算的力学模型可以划分为杆模型

4、和层模型-2J。杆模型以杆件作为计算的基本单元，按照静力计算方法建立杆件单元刚度矩阵及总刚度矩阵，得到杆件内力和变形随时间变化的全过程，从而得出其最大变形和内力。层模型视整体结构为一根悬臂杆，各个楼层质量集中为一个质点，其自身的刚度作用于一悬臂根杆中，称为层刚度。杆模型和层模型作为两种不同的计算方式，各有优缺点。杆模型计算准确，可以输出最大变形和内力，因而在弹性分析时选用，层模型的结果以层剪力、层位移、层间位移角和薄弱层输出，在弹塑性变形时采用。2地震波的选择地震的产生可以看做是震源释放的地震波的作用下而引

5、起的地表附近土层的振动性。结构在地震作用下的反应、是否破坏与否，既与其自身的三要素(动力特性、变形能力、弹塑性变形性质)相关，也与地震动的三个特性(幅值、频谱特性和持时)有密切关联。地震动输入是进行结构地震响应分析的依据，不同的地震对结构的地震反应影响很大。地震动的幅值可以是地震动加速度、速度、位移三者之一的峰值、最大值和某种意义的有效值。当以地震烈度为设防标准时，往往对不同的烈度给出相应的峰值加速度和地震系数。建筑场地的多遇烈度、罕遇烈度、设防烈度与选取用典型地震波主振型的加速度峰值相对应，对同一结构进行

6、不同烈度下的时程分析，需调整加速度峰值，使选出的地震记录的最大加速度与地震烈度的统计最大加速度相等㈨。A(t)=(Amax／ctmax)Ot(t)A(t)——调整后的地震波；ot(t)——选出的地震波；dma)【——选出地震记录的最大加速度；Am“——相应烈度下统计的最大加速度。选取地震波的主要原则是要使输入地震波的特性和建设场地相的——以某综合楼为例具体条件相符合。由于地震的不确定性和不重复性，在进行时程分析计算时，采用不同的地震波，得到的结果有时会差别很大。因此《抗震规范》提出了选择地震波的原则：选择的

7、地震波应与设计反应谱在统计意义上相符，选用不少于两条实际地震波和一条人工模拟地震波的加速度时程曲线。F“。弹性时程分析和振型分解反应谱所得出的结果，以基底剪力和最大层间位移、顶点位移为对象进行对比，两者的结果需满足规范的要求，则判定为结构布置合理。本工程位于六度区的孝感市，结构形式为框支剪力墙结构，属于复杂高层。多遇地震作用下的弹性时程分析采用了七度区的0．359为加速度值为计算依据，提高了设防烈度观察其的变形情况是否满足设计要求。3结果分析本工程选波根据建筑场地和特征周期Tg选择了二类场地的两条实际波(T

8、H3TG035和TH4TG035)和一条人工波(RH3TC035)为研究对象，进行了多遇地震下的弹性时程分析。结果包括：规范与地震反应谱的对比图(图3．1)；各条地震波作用下最大层位移曲线，剪力曲线见(图3．2)．这些图表可以直观的看出多遇地震下结构位移或者剪力的蛮f￡掐热．一陵m书转堆只附i呼的宦蛮匿{31圉32从3A心L日。搬型分解反应}苫江及所做的“桎分断结果进f，比较，二者的内力及变形基本一致，都在规范允