高層鋼結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)數(shù)值計(jì)算方法

時(shí)間：2020-03-12作者：陜西華邦建設(shè)工程有限公司瀏覽：94

　　鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)良抗震性能來(lái)源于其良好的變形能力，在地震作用下，當(dāng)結(jié)構(gòu)的層間位移較大時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件勢(shì)必要發(fā)生破壞，可見(jiàn)在強(qiáng)烈的地震作用下，鋼結(jié)構(gòu)還是會(huì)發(fā)生破壞的，甚至倒塌。

　　高層鋼結(jié)構(gòu)體量龐大，原型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是不可能的，即便大比例模型試驗(yàn)，難度也非常大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值計(jì)算已經(jīng)成為研究建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的較主要手段。高層鋼結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)數(shù)值計(jì)算方法主要有以下四類(lèi)：

　　一、單自由度模型

　　單自由度模型高效簡(jiǎn)便，在早期計(jì)算機(jī)分析能力嚴(yán)重不足的時(shí)代，單自由度模型曾被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的模擬計(jì)算，并**很多重要的定性結(jié)論。隨著研究工作的深入，人們發(fā)現(xiàn)，地震震作用下結(jié)構(gòu)和構(gòu)件進(jìn)入非線性后，存在嚴(yán)重的損傷集中效應(yīng)，單自由度模型過(guò)于簡(jiǎn)化，無(wú)法真實(shí)反應(yīng)結(jié)件的損傷效應(yīng)和結(jié)構(gòu)的損傷演化規(guī)律，較無(wú)法真實(shí)再現(xiàn)地震作用下實(shí)際結(jié)構(gòu)的倒塌破壞過(guò)程。

　　二、有限元分析

　　有限元方法由于理論成熟，且有大量通用有限元軟件包做支持，是使用較為廣泛的結(jié)構(gòu)非線性分析方法。國(guó)內(nèi)外很多研究者基于有限元方法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的震害和倒塌進(jìn)行了研究。有限元模擬結(jié)果與地震中結(jié)構(gòu)的反應(yīng)符合良好。采用三維有限元方法建立數(shù)值模型，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在地震作用下的損傷和倒塌災(zāi)變過(guò)程是可能的。有限元分析方法利用時(shí)程有限元，通過(guò)探測(cè)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的突然增加來(lái)評(píng)定建筑結(jié)構(gòu)的倒塌能力。

　　三、靜力彈塑性分析

　　隨著計(jì)算機(jī)能力的提高以及建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展，即與構(gòu)件非線性模型的激勵(lì)彈塑性分析方法的得到了廣泛應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)外抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中都將其列為進(jìn)行結(jié)構(gòu)非線性地震響應(yīng)計(jì)算的手段。激勵(lì)彈塑性分析方法下假定結(jié)構(gòu)的非線性響應(yīng)與等效單自由度體系的響應(yīng)相關(guān)，等效側(cè)向力沿結(jié)構(gòu)高度在整個(gè)分析過(guò)程保持不變。研究者提出了改進(jìn)的激勵(lì)彈塑性分析方法，如應(yīng)用等效側(cè)向力的時(shí)變分布模式，考慮高階振型影響的模態(tài)激勵(lì)彈塑性分析等。但是彈塑性分析方法缺乏理論基礎(chǔ)，且不能考慮地震持時(shí)，也不能考慮結(jié)構(gòu)往復(fù)振動(dòng)導(dǎo)致非線性變形和滯回?fù)p傷累積效應(yīng)。目前，靜力彈塑性分析方法主要作為一種近似方法用于建筑結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)價(jià)。

　　四、增量動(dòng)力分析

　　增量動(dòng)力分析方法作為一種有力的工具，研究結(jié)構(gòu)從構(gòu)件屈服和非線性響應(yīng)到動(dòng)力失穩(wěn)階段的結(jié)構(gòu)整體行為，用于評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。增量動(dòng)力分析需要進(jìn)行一系列非線性動(dòng)力分析，地震動(dòng)強(qiáng)度度量參數(shù)逐漸增加直至達(dá)到結(jié)構(gòu)倒塌能力，獲得地震動(dòng)強(qiáng)度度量參數(shù)關(guān)于結(jié)構(gòu)需求參數(shù)的一組曲線。增量動(dòng)力分析方法計(jì)算量較大，分析結(jié)果與地震動(dòng)強(qiáng)度度量參數(shù)的選擇有關(guān)。增量動(dòng)力分析方法可對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)的地震災(zāi)變過(guò)程進(jìn)行精確數(shù)值計(jì)算，能夠反映高層鋼結(jié)構(gòu)的地震損傷演化規(guī)律，并能對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力進(jìn)行評(píng)估，是一種非常有效的數(shù)值計(jì)算方法。

　　華邦鋼結(jié)構(gòu)是一家從事鋼結(jié)構(gòu)建筑總承包專(zhuān)業(yè)公司，從鋼結(jié)構(gòu)廠房、鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館、鋼結(jié)構(gòu)住宅、鋼結(jié)構(gòu)商**、高層鋼結(jié)構(gòu)等，都有典型成功案例，屢獲業(yè)主贊許。

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• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑施工優(yōu)勢(shì)都有哪些?

  高層鋼結(jié)構(gòu)具有其它結(jié)構(gòu)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，在施工中具有廣泛的運(yùn)用，發(fā)展前景廣闊。具體來(lái)說(shuō)，高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑施工優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 一、有效空間大 鋼結(jié)構(gòu)具有良好的抗壓強(qiáng)度，與其它建筑結(jié)構(gòu)相比而言，在同等強(qiáng)度下，運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)能夠縮小截面，增大可以有效利用的空間。比之同類(lèi)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)可以節(jié)約結(jié)構(gòu)占用面積約28%，從而增加使用面積約4%。 二、結(jié)構(gòu)自重輕 鋼結(jié)構(gòu)自重輕，與磚混

• 鋼結(jié)構(gòu)建筑在焊接時(shí)需要注意的事項(xiàng)都有哪些

  鋼結(jié)構(gòu)建筑在焊接時(shí)需要注意的事項(xiàng)主要包括風(fēng)速、溫度、濕度等。在沒(méi)有達(dá)到合格的施工條件下是要避免施工的。 一、風(fēng)速 鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)速，手工電弧焊**過(guò)8米每秒、氣體保護(hù)電弧焊及藥芯焊絲電弧焊**過(guò)2米每秒時(shí)，應(yīng)設(shè)防風(fēng)措施。 二、溫度 焊接作業(yè)區(qū)環(huán)境溫度**O℃時(shí)。應(yīng)將構(gòu)件焊接區(qū)各方向大于或等于2倍鋼板厚度且不小于1O毫米范圍內(nèi)的母材，加熱到20度以上后方可施焊;且在焊接過(guò)程中應(yīng)**該溫度。 三、濕

• 選擇鋼材時(shí)都需要考慮哪些因素?

  鋼材的選擇在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是首要的一環(huán)，選擇的目的是保證安全可靠和做到經(jīng)濟(jì)合理。那么，選擇鋼材時(shí)都需要考慮哪些因素呢? 一、結(jié)構(gòu)的重要性 對(duì)重型工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、高層或**高層的民用建筑結(jié)構(gòu)或建筑物等重要結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮選用質(zhì)量好的鋼材，對(duì)一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)，可按工作性質(zhì)分別選用普通質(zhì)量的鋼材。別外，按《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的安全等級(jí)，把建筑物分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。安全等級(jí)不同，要求的

• 高層鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能幕墻設(shè)計(jì)的要求都有哪些?

  高層鋼結(jié)構(gòu)的增加，也為日益嚴(yán)重的能源與環(huán)境問(wèn)題提出較大的挑戰(zhàn)。節(jié)約能源不僅是面對(duì)著目前日益增長(zhǎng)的能源價(jià)格的有效措施，也是對(duì)于資源的有力的保護(hù)措施。幕墻作為高層鋼結(jié)構(gòu)外圍保護(hù)結(jié)構(gòu)，在沒(méi)有外墻作為阻熱屏障時(shí)，幕墻的效果好壞可以直接影響著高層鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)能性，對(duì)于高層鋼結(jié)構(gòu)的能耗程度有著決定性的作用。因此，提高幕墻的抗輻射性能、密封性能和隔熱性能，是高層鋼結(jié)構(gòu)外圍結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。 在保證建高層鋼