高层建筑结构分析模型
超限高层建筑结构振动台试验模型设计的研究
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超限高层建筑结构振动台试验模型设计的研究!
钱德玲5 6张泽涵5 6戴启权5 6杨远威5 6蒋玉敏5 6钱礼平3
!5/合肥工业大学土木与水利工程学院" 合肥6374448# 3/安徽省建筑科学研究设计院" 合肥6374445$
66摘6要! 针对超限高层建筑高度高%层数多%整体结构复杂等特点"依据一致相似率对一超限高层建筑进行 振动台试验模型设计& 通过计算探讨超限高层建筑结构模型分别采用人工质量模型%忽略重力模型%欠人工质 量模型三种方式的合理性& 研究结果表明’欠人工质量模型的设计是合理可行的"可以通过附加人工质量来调 整加速度相似比至合理水平"以利于振动台试验的实施& 通过合理的配重模型设计"可以减小重力失真效应造 成的不利影响"从而使振动台试验更加准确地反映原型结构在地震作用下的动力响应和动力特性& 66关键词! 振动台试验# 超限高层建筑# 模型设计# 欠人工质量模型 66!"#’ $%&$’(%) *+,-.+/(%$0%(%%‘
大底盘多塔复杂高层建筑结构设计分析
⼤底盘多塔复杂⾼层建筑结构设计分析2019-04-27摘要：本⽂对⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构体系进⾏了系统的整理，对⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构进⾏了较系统的分析，以便得出⼀些对⼯程设计有实际指导意义的结论。
关键词：⼤底盘多塔楼⾼层结构的嵌固端；结构设计1、前⾔⼤底盘多塔楼⾼层建筑是将底部⼏层公共空间设置为⼤底盘，在上部采⽤两个或两个以上塔楼作为主体的结构，如果上部塔楼间在某些楼层通过连体（如连廊）结构相连，则成为⼤底盘多塔连体结构。
对于⼤底盘多塔楼结构，⼤底盘上两个或多个塔楼时，结构振型复杂，且⾼振型对结构内⼒的影响⼤，当各塔楼质量和刚度分布不均匀时，结构扭转振动反应⼤，⾼振型对内⼒的影响更为突出。
⽽且，由于多个塔楼通过底盘或连体相互连接，其振动特性、受⼒性能、破坏形式、分析模型及计算⽅法要⽐⼀般⾼层建筑复杂得多。
2、⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构体系概述⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构体系的主要特点是：在多栋独⽴的⾼层建筑底部有⼀个连成整体的⼤裙房，即形成了⼤底盘。
⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构在⼤底盘上⼀层突然收进，属竖向不规则结构；⼤底盘上有2个或多个塔楼时，结构振型复杂，并会产⽣复杂的扭转振动，因此如果结构布置不当，竖向刚度突变，扭转振动反应及⾼振型影响将会加剧。
在实际⼯程的设计中，总的来说，⼤底盘多塔楼⾼层建筑结构的设计将分为如下两种结构类型进⾏分别设计：1）⼤底盘结构顶层楼板可作为上部多塔楼的嵌固端。
通常是下部为地下车库，上部为住宅⼩区。
2）⼤底盘结构顶层楼板不能作为上部多塔楼的嵌固端。
这种结构形式通常为下部裙房为商场、酒店或其它服务⽤房，上部塔楼有办公、商住功能的综合性建筑。
从结构设计的⾓度来说，对于第⼀种类型，由于⼤底盘为塔楼部分的嵌固端，各个塔楼在⽔平和竖向荷载的作⽤下可以认为是相互独⽴的，结构内⼒分析可以分开进⾏。
在这种情况下上部塔楼的结构设计是常规的，可不作讨论。
但在进⾏结构⼤底盘部分的内⼒分析时，必须进⾏整体计算，但由于塔楼的侧各刚度相对于⼤底盘的侧向刚度来说⽐较⼩，因此，上部单个塔楼的在⽔平地震⼒作⽤下对于离塔楼位置较远的⼤底盘构件产⽣的影响很⼩，所以该种情况下对于⼤底盘的构件内⼒可以不考虑由于上部多塔楼的存在⽽对⼤底盘产⽣的复杂影响。
《高层建筑基础分析与设计》高层建筑与地基基础共同作用的分析方法
➢ 最重要的简化则是地基的简化，也就是将地基简 化成什么样的“地基模型”是至关重要的。采用 不同的地基模型进行计算，基础梁、板将会得到 不同的内力和变形，它不仅影响内力的大小，甚 至会改变内力的正负号。
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第二节 考虑上部结构与地基、基础 共同作用的分析方法
先把上部结构隔离出来，并用固定支座来代替基 础，求得上部结构的内力和变形以及支座反力， 但是支座是没有任何变形的（图a）；
接着把支座反力作用于基础上，用结构力学方法 求得地基反力，假定地基反力是线性分布的，从 而得到基础的内力和变形（图b）；
再把地基反力作用在地基或桩上来设计桩数或校 核地基强度和变形（图c）。
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第三节 线弹性地基模型的共同作用分析
本节中，共同作用分析所应用的土体应力应变关系 均作为线性弹性处理。
地基模型采用文克勒模型、半无限弹性体模型和分 层地基模型．其统一的表达式为
S f R 或 R f 1S K S S
式中 {S}和[f ]——分别为地基变形（沉降）矩
阵和柔度矩阵；
[ Ks]——地基刚度矩阵。
Rb(i)
➢ 整个m个子结构的平衡方程为
(7-11)
K U S R (m)
(m)
(m)
(m)
b
b
b
b
➢ 可简写为
K U S R
b
b
b
(7-12) (7-13)
式力列(7-向13量)中{R，}均边是界未结知点数位。移因列此向，量式{U(7b-}1和3)基仍底没反办 法直接求解。
——子结构分析方法原理
基础内力和地基变形除与基础刚度、地基土性质 等有关外，还与上部结构的荷载和刚度有关。
高层建筑结构设计嵌固端及计算模型选取的若干关键问题探讨
高层建筑结构设计嵌固端及计算模型选取的若干关键问题探讨发布时间：2021-01-18T02:23:02.018Z 来源：《新型城镇化》2020年20期作者：邓荣斌[导读] 不同于多层建筑，在高层建筑结构中，风荷载和地震作用等水平荷载将成为控制因素，在水平力作用下，高层建筑结构受力特点类似于一个竖向悬臂构件，其倾覆弯矩与高度的关系呈二次方的关系，结构顶点的位移与高度呈四次方的关系。
广西地产集团有限公司摘要：从高层建筑结构受力特性来看，水平作用（风荷载和地震作用）在高层建筑分析和设计中起着主要作用，由此带来结构的侧向刚度、位移、地震效应等一系列复杂的问题，因此高层建筑的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂得多。
而嵌固端及计算模型的选取，无疑是影响计算结构和分析计算合理性的重要因素，本文针对高层建筑结构设计嵌固端及计算模型选取的若干关键问题进行重点阐述，并结合实际分析计算结果，提出方法和建议。
关键词：高层建筑结构；嵌固端；计算模型引言不同于多层建筑，在高层建筑结构中，风荷载和地震作用等水平荷载将成为控制因素，在水平力作用下，高层建筑结构受力特点类似于一个竖向悬臂构件，其倾覆弯矩与高度的关系呈二次方的关系，结构顶点的位移与高度呈四次方的关系。
由于高度的增加，结构的振动周期加大，结构柔度更大，顶部位移迅速增大，使得抗侧力结构的设计成为关键，即必须设置有效抵抗水平力的结构体系（柱、剪力墙、筒体或支撑等抗侧力结构）。
在建立计算模型时，比较重要的问题之一，就是嵌固端的确定，以及计算模型的选择问题，本文针对这两个问题展开重点论述。
1、高层建筑结构嵌固端的若干关键问题：1.1、关于计算嵌固端与设计嵌固端：计算嵌固端为计算模型的嵌固端，或成为力学嵌固端（或刚度嵌固端），设计嵌固端为预期塑性铰出现部位或成为强度嵌固端。
高层建筑结构由于地下室土体约束作用，在地下室顶板产生刚度突变，地震作用下，地下一层吸收了绝大部分上部传来的地震力，可能使高层建筑的塑性铰由基础顶部转移到地下室顶板以上，故规范要求地下室结构的刚度和承载力适当加强，可考虑地下室顶板为上部结构的嵌固部位，即预期塑性铰出现部位，确定嵌固部位后就可以通过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出现。
某高层办公楼结构抗震性能分析
TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2023年3月上 59某高层办公楼结构抗震性能分析吴颖中铁上海设计院集团有限公司 上海 200070摘 要 以某超限高层办公楼为例，采用两种计算软件进行弹性静力分析，计算结构均满足规范要求。
通过罕遇地震下动力弹塑性分析，结构整体抗震性能良好，与预期塑性化过程吻合，能够达到预定的大震下性能目标，确保该结构达到了抗震性能要求。
关键词 超限高层建筑；静力分析；动力弹塑性分析；抗震性能Seismic Performance Analysis of A High-Rise Office Building Wu YingChina Railway Shanghai Design Institute Group Corporation Limited, Shanghai 200070, ChinaAbstract Taking an oversized high-rise office building as an example, elasticity static analysis is performed using two calculation software, and the calculated structure meets the requirements of the specification. Through the dynamic elastoplastic analysis under rarely occurred earthquakes, the overall seismic performance of the structure is good, which is consistent with the expected plasticization process, and can achieve the predetermined performance target under large earthquakes and ensure that the structure meets the seismic performance requirements.Key words oversized high-rise buildings; static analysis; dynamic elastoplastic analysis; seismic performance1 工程概况某高层办公楼采用钢框架结构，结构高度为47.1m 。
超高层建筑结构 benchmark 模型及其地震反应分析
超高层建筑结构 benchmark 模型及其地震反应分析吕西林;姜淳;蒋欢军【摘要】参照上海中心，根据设定的性能目标设计了一个超高层建筑结构的benchmark 模型用于超高层建筑结构抗震研究。
该结构总高度为606．1 m，抗震设防烈度为7度，场地类别为 IV 类，设计分组为第一组。
该结构采用巨型框架－核心筒－伸臂桁架钢－混凝土混合结构体系，8道环带桁架将结构分为9个区，环带桁架与型钢混凝土巨柱共同构成了巨型框架结构体系，并通过6道伸臂桁架与核心筒相连，共同承受水平荷载。
利用 PERFORM－3D 软件建立了结构的非线性数值计算模型，对结构进行了弹塑性地震反应分析，验证了结构的抗震性能。
计算结果表明，满足现行设计规范的该超高层结构在大震作用下具有较大的安全余量。
%This paper proposes a benchmark model of mega-tall buildings for investigating the seismic performance.The structure is designed based on the prototype of Shanghai Tower with the specific seismic performance objective.The total height of the structure is 606.1 m,with the seismic fortification of intensity of 7.The soil type is IV,and the seismic design class is the 1st class.The mega frame-core tube with outriggers steel-concrete composite structure system is adopped.The structure is divided into 9 zones by 8 belted trusses which form the mega frame system together with SRC mega-columns.The mega frame is connected to the core tube with 6 outrigger trusses,resisting the lateral load together.The elasto-plastic analysis of the model is conducted to validate the seismic performance by using PERFORM-3D software.The result shows that thestructure which meets the requirements of the current design code has a considerable safety margin under severe earthquakes.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】8页(P100-107)【关键词】超高层建筑;Benchmark 模型;抗震性能;数值模拟【作者】吕西林;姜淳;蒋欢军【作者单位】同济大学结构工程与防灾研究所，上海 200092;同济大学结构工程与防灾研究所，上海 200092;同济大学结构工程与防灾研究所，上海 200092【正文语种】中文Abstract This paper proposes a benchmark model of mega-tall buildings for investigating the seismic performance．The structure is designed based on the prototype of Shanghai Tower with the specific seismic performance objective．The total height of the structure is 606．1 m，with the seismic fortification of intensity of 7．The soil type is IV，and the seismic design class is the 1st class．The mega frame-core tube with outriggers steel-concrete composite structure system is adopped．The structure is divided into 9 zones by 8 belted trusses which form the mega frame system together with SRC mega-columns．The mega frame is connected to the core tube with 6 outrigger trusses，resisting the lateral load together．The elasto-plastic analysis of the model is conducted tovalidate the seismic performance by using PERFORM-3D software．The result shows that the structure which meets the requirements of the current design code has a considerable safety margin under severe earthquakes．Keywords mega-tall building，benchmark model，seismic performance，numerical simulation随着我国经济的快速发展，超高层建筑结构普遍出现在我国的各大城市，超高层结构的抗震问题也成了学术界研究的一个热点。
高层结构楼板不连续不规则项判别探讨——以某大型商业综合体为例
构件分布情况的特殊性，上述判别条件并不能全方位、无偏差地描述出建筑结构在地震中实际的平面刚度急剧变化程度。
在实际工程实践中，楼板不连续的判断常有很大的分歧，面对同一个项目，不同的结构工程师往往也会有不同的判断结果。
因此，判别标准有必要进一步明确及完善。
文章以福建泉州地区某大型高层商业综合体项目为研究对象，运用相关结构软件比较分析项目中楼板不连续对整体结构的周期、整体侧向位移，以及结构应力的影响，结合相关文献研究成果及个人设计经验体会，提出了楼板不连续不规则项判别的方法建议，为类似项目结构设计更加经济合理提供应用参考。
2项目概况泉州某项目S3#楼位于福建省泉州南安市美林街道洋美村，项目定性为大型商业办公综合楼（见图1），地下3层，地上17层，其中地下1层至地上8层为大商业，地上9~17层为办公楼，房屋高度为87.3 m，建筑面积约为92 346.58 m 2，采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。
项目结构设计使用年限50年，所在地区的抗震设防烈度为7度（0.10 g ），设计地震分组第三组，建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.45 s。
地上8层及以下商业建筑抗震设防类别为重点设防类，结构安全等级为一级；地上9层及以上办公建筑抗震设防类别为标准设防类，结构安全等级为二级。
项目整体计算模型如图2所示，因建筑功能要求，项目地上2～5层商业中庭区域多处设置较大的结构洞口，典型楼层结构开洞位置如图3、图4所示，剪力墙布置较为分散均匀。
根据住房城乡建设部2015年颁布的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质〔2015〕67号） [2]，本工程的不规则情况判断如表1所示，开洞导致第3及第5层Y 向有效楼板宽度比超限。
因此，楼板不连续不规则项判别为本工程结构设计的技术难点之一。
摘要 楼板不连续不规则项判别条件常存在争议。
文章通过具体案例，验证高层结构仅有少量楼层楼板开洞对结构体系影响不大。
结合相关文献研究成果，提出开洞范围薄弱部位楼板应力分析结合开洞侧楼板长宽比数值判断楼板不规则项的思路。
建筑结构设计中的转换结构特点及分析模型处理方式
建筑结构设计中的转换结构特点及分析模型处理方式摘要：随着社会的不断发展，城市和空间需求方面的矛盾日益严重，为了缓解之间的关系，城市的建筑逐渐朝着上层空间发展，越来越多的高层建筑开始出现，为了建筑物空间最大化利用，满足使用功能要求，结构设计上一般有两种处理方法：对剪力墙结构，可以通过在底部设置框支框架支撑上部剪力墙获得大空间的需求；对框架，可以在相应的楼层上抽柱形成大空间。
两者的共同特点是上部楼层的部分竖向构件不能直接连续贯通落地，需设置结构转换构件，而结构转换构件传力复杂，对计算及构造上要求更高。
利用转换层可以确保建筑工程的各项功能有效的整合到一起。
关键词：建筑结构设计；托柱转换；框支转换；分析模型处理；1、转换结构的受力、变形特点对于转换结构，主要有以下几个特点1.1竖向力的传力不连续，且在转换层上下层范围内，水平力有突变；1.2转换层上下容易产生刚度突变；1.3变形复杂、传力不明确；1.4转换层落地竖向构件与转换的竖向构件竖向变形差异较大，容易造成竖向荷载工况下弯矩、剪力突变，容易超限；1.5转换构件自身尺寸较大，质量集中，造成的地震效应突然增加；1.6转换层分析不能采用简化方式，如转换梁的轴向变形不能忽略，不能采用刚性楼板假定，且对于跨度较大的转换梁，需要考虑竖向地震作用。
2、转换结构类型及相应计算模型的处理2.1目前建筑工程常用的转换结构主要有以下三种：2.1.1梁托柱转换:这种转换可以采用经典的杆系有限元分析，不需要进行专门的模型简化处理，注意，模型中要定义转换梁；抽柱转换仅是托柱梁上下层柱子根数略有变化，其竖向刚度差异不大。
托柱梁在竖向荷载作用下的内力和普通跨中有集中荷载的框架梁相似，只不过是梁跨度较大，跨中有很大的集中荷载，故梁端和跨中的弯矩、剪力都很大，但基本没有轴向拉力，柱的剪力较小。
节点的不平衡弯矩完全按相交于该节点的梁、柱刚度进行分配。
2.1.2厚板转换结构:这种结构实际工程应用很少，对抗震很不利。