结构动力性时程分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇结构动力性时程分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

1 材料本构模型

弹塑性分析软件采用CSI公司开发的结构几何非线性分析和性能评估软件Perform3D，结构混凝土梁、框架柱和剪力墙模拟均基于纤维模型理论，利用PERFORM-3D软件实现超高层建筑结构的弹塑性时程分析并进行构件性能评估。

1.1 钢筋本构模型

PERFORM-3D中钢筋采用非屈曲钢材本构，本工程采用受力钢筋主要为HRB400，钢筋本构如图1所示：

1.2 混凝土本构模型

参考混凝土规范本构，Perform3D中选择trilinear曲线如图2所示：

2 弹塑性模型

PERFORM-3D中包括塑性铰模型及纤维模型。本工程混凝土梁，柱，墙均采用纤维模型，构件的非线性特征均基于材料的本构关系。梁，柱，墙纤维截面如图3所示：

弹塑性分析以竖向荷载标准组工况的分析结果作为时程分析的初始状态，并在时程分析中考虑P-效应。构件配筋根据小震设计结果进行设置，由于模型采用纤维模型，构件截面均划分为多个纤维单元，各个纤维按照材料的本构关系根据不同的受力机制体现构件的弹塑，进而得到结构的弹塑。

动力弹塑性时程分析采用地震波与小震弹性时程分析选用的三条地震波对应，两条天然波一条人工波，总时间分别为TR1=30.0s，TR2=100.0s，RG=30.0s，峰值加速度为125cm/s2。

3 工程概况

建筑高度150m，地下3层，主楼地上40层，裙房地上2层。裙楼地下一层以上设置防震缝与超高层塔楼脱开。

地下一层～地下四层为汽车库，设备机房，地下一层局部为商业。首层为办公大堂，商铺及消防控制室。2～42层为办公，其中14及28层为避难层。

本工程主体结构高度为150.3m，地上40层。塔楼主体采用钢筋混凝土框架-核心筒结构；基础形式为独立柱基础+筏板基础。裙房部分采用混凝土框架结构，基础形式为独立柱基础+防水板。

4 塔楼抗侧力体系

本工程采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，核心筒承担了大部分倾覆力矩和楼层剪力，因此核心筒为主要的抗侧力结构，为抗震设防的第一道防线，框架为第二道防线。在核心筒的连梁设计中，对主要连梁通过合理控制截面跨高比及配置交叉暗撑，使其既具有足够的承载力，又具有较好的变形能力，从而可以耗散更多的地震能量，减轻或延缓墙肢的破坏。

5 PERFORM模型和弹性模型的结构周期对比（见表1）

PERFORM模型和弹性模型的结构质量对比见表2：

从上述分析可知：

（1）三种软件建立的模型分析所得质量基本一致，误差约为4.1%；

（2）三种软件建立的模型分析所得周期比较接近，etabs偏大，perform3D偏小，误差均在15%以内；

6 结构基底剪力

罕遇地震作用下结构基底剪力汇总见表3：

从上述分析可知：

（1）结构弹塑性分析基底剪力的剪重比大约为6～8%之间；

（2）结构弹性分析结果与弹塑性分析所得基底剪力比值约为0.97～1.0，结构大多数构件仍处于弹性状态；

（3）弹塑性分析下，框架承担的最大剪力约占基底总剪力的15～20%。