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：95

　　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：

　　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)承重構(gòu)件的耐火極限

  一、樓板 樓板是水平承重構(gòu)件，根據(jù)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)資料及建筑構(gòu)件的實(shí)際構(gòu)造情況，其耐火極限一級(jí)定為1.5小時(shí)、二級(jí)定為1小時(shí)是較合適的。 二、梁 樓板將荷載傳遞給梁，梁的耐火極限比樓板略高，梁和樓板的耐火極限僅對(duì)該層有較大影響，與其他樓層關(guān)系不大。 三、柱 在高層鋼結(jié)構(gòu)體系中，下面的柱支承上面的柱，下面的柱如果發(fā)生意外，將直接影響上面樓層的安危，從這一點(diǎn)看，下面的柱比上面的柱重要，尤其是十幾層以下的柱較

• 鋼結(jié)構(gòu)住宅防腐方案的分類

  一般來(lái)說(shuō)在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的防腐部分時(shí)，需要根據(jù)建筑的使用要求、功能、環(huán)境、施工要求以及后期維護(hù)等條件決定設(shè)計(jì)年限，然后再綜合考慮包括經(jīng)濟(jì)性在內(nèi)的各項(xiàng)因素，因地制宜，合理選擇鋼結(jié)構(gòu)住宅防腐方案。 現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)住宅防腐方案，大約分為以下幾類，可以在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)建筑要求單獨(dú)或組合使用。 一、耐候鋼 耐候鋼也稱為大氣腐蝕鋼，是一種介于普通鋼材與不銹鋼之間的低合金鋼材系列，這種材料的耐候性要比普通鋼材大1倍

• 鋼結(jié)構(gòu)住宅的誤區(qū)解釋

  隨著國(guó)家對(duì)紅磚產(chǎn)量的限制，建筑政策已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向了鋼結(jié)構(gòu)住宅，成為現(xiàn)今建房的一種趨勢(shì)。但由于其建造技術(shù)還過(guò)于新穎，很多人對(duì)它還有著一些誤區(qū)，所以本文將對(duì)于幾種誤區(qū)做出解釋。 誤區(qū)一：鋼結(jié)構(gòu)住宅只代表一種房屋 由于鋼結(jié)構(gòu)住宅與傳統(tǒng)住宅相比，其選材、建造方式以及使用性能都有著很大的不同。 在選材方面，鋼結(jié)構(gòu)住宅主要是使用一些環(huán)保、可回收性強(qiáng)、制作過(guò)程中產(chǎn)生污染小的材料，如防腐的鋼材、水泥板、OSB板、

• 高層鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能型幕墻采取的施工技術(shù)

  一、減少熱橋數(shù)量 熱橋的數(shù)量與熱橋的熱負(fù)荷損失成正比。熱橋的數(shù)量越多，熱橋的熱負(fù)荷損失越大。高層鋼結(jié)構(gòu)立柱的鋁板幕墻選用鋼方管承載，鋼方管的鋼結(jié)構(gòu)與用鋼角碼直接接觸，則形成了熱橋。減少熱橋數(shù)量的條件是在滿足幕墻的要求下，采取外伸簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)，可以有效地減少熱橋的數(shù)量。 二、提高幕墻標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù) 在高層鋼結(jié)構(gòu)的主體施工完成之后，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的主軸線、層高等數(shù)據(jù)會(huì)與理論值存在著一定偏差。此時(shí)，如