超高層建筑結(jié)構(gòu)地震作用輸入與響應(yīng)

第1章 緒論1
1.1 中國(guó)超高層建筑的發(fā)展1
1.2 超高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論發(fā)展2
1.3 超高層地震響應(yīng)規(guī)律和破壞機(jī)制的研究3
1.4 存在的主要問(wèn)題4
1.5 本書(shū)主要內(nèi)容5
1.5.1 地震作用與輸入 5
1.5.2 超高層結(jié)構(gòu)的彈性響應(yīng)規(guī)律 7
1.5.3 超高層結(jié)構(gòu)彈塑性響應(yīng)規(guī)律 8
1.5.4 框架-核心筒結(jié)構(gòu)外框二道防線 11
1.5.5 核心筒偏置結(jié)構(gòu)的響應(yīng)規(guī)律12
1.5.6 矩形平面結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)響應(yīng)規(guī)律12
1.5.7 地震波沿超高層結(jié)構(gòu)豎向傳播的響應(yīng)規(guī)律13
參考文獻(xiàn) 14
第2章 地震作用與輸入相關(guān)問(wèn)題 15
2.1 概述 15
2.2 反應(yīng)譜的幾個(gè)基本問(wèn)題 15
2.2.1 不同反應(yīng)譜的概念解讀15
2.2.2 曲線下降段衰減形式問(wèn)題20
2.2.3 阻尼的影響問(wèn)題32
2.3 選波的基本原則44
2.3.1 國(guó)內(nèi)外不同規(guī)范關(guān)于地震波選擇的基本規(guī)定44
2.3.2 時(shí)程分析結(jié)果向反應(yīng)譜結(jié)果“匹配”問(wèn)題46
2.3.3 地震波“有效持續(xù)時(shí)間”和“有效計(jì)算時(shí)間”46
2.3.4 選波時(shí)基本周期點(diǎn)及高階振型的綜合考慮47
2.3.5 大能量地震波的合理判斷49
2.4 地震動(dòng)的有效峰值問(wèn)題 54
2.4.1 有效峰值加速度(EPA)基本概念及提出的緣由54
2.4.2 國(guó)內(nèi)外規(guī)范中不同 EPA計(jì)算方法 55
2.4.3 基于不同計(jì)算方法的地震波 EPA調(diào)整案例對(duì)比 57
2.4.4 基于 EPA選波對(duì)時(shí)程分析及結(jié)構(gòu)性能評(píng)估的影響 62
2.4.5 一種改進(jìn)的 EPA計(jì)算方法 64
2.4.6 結(jié)論與建議 67
2.5 地震作用輸入的方向問(wèn)題 68
2.5.1 最不利地震輸入方向的本質(zhì)及合理使用68
2.5.2 斜向地震輸入時(shí)不同操作方法的異同和使用建議70
2.5.3 次方向地震內(nèi)力大小問(wèn)題72
2.5.4 小結(jié)73
2.6 雙向地震輸入的符號(hào)問(wèn)題 74
2.6.1 問(wèn)題描述74
2.6.2 算例說(shuō)明74
2.6.3 原因分析與對(duì)策76
2.6.4 小結(jié)78
2.7 雙向地震作用效應(yīng)組合方法 79
2.7.1 問(wèn)題描述 79
2.7.2 問(wèn)題剖析79
2.7.3 應(yīng)用建議81
2.8 本章小結(jié) 82
參考文獻(xiàn) 82
第3章 彈性響應(yīng)規(guī)律 84
3.1 概述84
3.2 高階振型影響規(guī)律 84
3.2.1 基本理論推導(dǎo)84
3.2.2 超高層建筑結(jié)構(gòu)振型參與貢獻(xiàn)案例梳理 89
3.2.3 小結(jié)99
3.3 連體結(jié)構(gòu)高階振型參與系數(shù)與總地震力變化規(guī)律99
3.3.1 基本理論99
3.3.2 簡(jiǎn)化算例分析 100
3.3.3 工程案例分析 105
3.3.4 小結(jié) 106
3.4 總地震力響應(yīng)規(guī)律與最小地震剪力系數(shù)107
3.4.1 最小剪力系數(shù)控制的目的、本質(zhì)和影響因素108
3.4.2 質(zhì)量與剛度沿高度分布對(duì)剪力系數(shù)的影響規(guī)律 110
3.4.3 最小剪力系數(shù)相關(guān)研究、爭(zhēng)論與評(píng)析 112
3.4.4 最小剪力系數(shù)不滿足的應(yīng)對(duì)建議 114
3.4.5 小結(jié) 115
3.5 超高層結(jié)構(gòu)內(nèi)力變形響應(yīng)的“雜亂無(wú)章”與“內(nèi)在韻律”115
3.5.1 內(nèi)力變形數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 115
3.5.2 樓層響應(yīng)曲線的對(duì)稱性 119
3.6 豎向地震響應(yīng)規(guī)律121
3.6.1 震害現(xiàn)象與地震記錄豎向分量統(tǒng)計(jì) 122
3.6.2 高層結(jié)構(gòu)豎向自振周期 129
3.6.3 高層結(jié)構(gòu)豎向地震反應(yīng) 131
3.6.4 小結(jié) 136
3.7 本章小結(jié)136
參考文獻(xiàn)137
第4章 彈塑性響應(yīng)規(guī)律138
4.1 概述138
4.2 高層建筑結(jié)構(gòu)剛度退化與地震響應(yīng)關(guān)系的理論研究138
4.2.1 地震響應(yīng)控制參數(shù)初步分析 139
4.2.2 彈塑性耗能等效阻尼比的理論推導(dǎo) 140
4.2.3 剛度折減系數(shù)與地震力及位移響應(yīng)的理論關(guān)系 142
4.2.4 特殊地震響應(yīng)問(wèn)題分析 146
4.2.5 工程案例 146
4.2.6 結(jié)論 148
4.3 基于彈塑性分析的整體響應(yīng)指標(biāo)分析148
4.3.1 案例說(shuō)明 148
4.3.2 整體剛度退化 149
4.3.3 整體倒塌判斷 152
4.3.4 集中樓層破壞判斷 153
4.3.5 能量耗散與附加阻尼比 157
4.4 彈塑性分析整體位移響應(yīng)周期的非一致變化規(guī)律158
4.4.1 基于位移響應(yīng)周期的概念判斷 158
4.4.2 周期變短工程現(xiàn)象 158
4.4.3 振動(dòng)位移響應(yīng)周期“縮短”原因分析 159
4.4.4 理想案例的進(jìn)一步論證 162
4.4.5 震后自振周期的補(bǔ)充模態(tài)分析 163
4.4.6 結(jié)論 165
4.5 基本破壞模式165
4.5.1 一般破壞順序 165
4.5.2 標(biāo)準(zhǔn)破壞模式一：特殊層集中破壞167
4.5.3 標(biāo)準(zhǔn)破壞模式二：與加載方式相關(guān)的上下破壞次序169
4.5.4 標(biāo)準(zhǔn)破壞模式三：底部軟弱層形成“隔震”效應(yīng)169
4.6 伸臂桁架的影響規(guī)律171
4.6.1 案例簡(jiǎn)介 171
4.6.2 對(duì)比結(jié)果分析 172
4.6.3 結(jié)論 174
4.7 核心筒豎向收進(jìn)突變的影響規(guī)律174
4.7.1 核心筒剛度突變的概念與理論分析 175
4.7.2 核心筒剛度突變與承載力突變的協(xié)調(diào)性分析 183
4.7.3 結(jié)論與對(duì)策 183
4.8 樓板開(kāi)洞的影響規(guī)律184
4.8.1 案例介紹 184
4.8.2 基于推覆分析的筒內(nèi)樓板影響研究 185
4.8.3 基于動(dòng)力彈塑性分析的筒內(nèi)樓板影響研究 187
4.8.4 核心筒外樓板影響研究 192
4.8.5 結(jié)論與對(duì)策 193
4.9 連梁剛度退化的影響規(guī)律194
4.9.1 工程簡(jiǎn)介 195
4.9.2 連梁剛度退化對(duì)動(dòng)力特性的影響 195
4.9.3 連梁剛度退化對(duì)地震響應(yīng)的影響 196
4.9.4 局部區(qū)段連梁剛度退化對(duì)地震響應(yīng)的影響 199
4.9.5 局部區(qū)段連梁剛度退化對(duì)強(qiáng)肢內(nèi)力的影響 200
4.9.6 結(jié)論與對(duì)策 201
4.10 地震波計(jì)算結(jié)果離散性及對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)判斷的影響 202
4.10.1 案例說(shuō)明202
4.10.2 不同波計(jì)算結(jié)果離散性分析204
4.10.3 不同波頻譜特征對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)的影響205
4.11 本章小結(jié) 209
參考文獻(xiàn)209
第5章 框架-核心筒結(jié)構(gòu)外框二道防線 211
5.1 概述211
5.2 協(xié)同變形理論及外框剪力比例規(guī)律212
5.2.1 框架-剪力墻協(xié)同工作理論引述212
5.2.2 框架-核心筒協(xié)同工作理論推導(dǎo)213
5.2.3 數(shù)值分析案例驗(yàn)證 217
5.2.4 典型工程案例統(tǒng)計(jì) 219
5.3 外框內(nèi)力比例與抗震性能的關(guān)系220
5.3.1 單榀結(jié)構(gòu)分析對(duì)比 220
5.3.2 50層框架-核心筒結(jié)構(gòu)對(duì)比分析221
5.3.3 外框剪力比例隨地震作用水平的變化規(guī)律 228
5.4 外框剛度貢獻(xiàn)評(píng)估理論229
5.4.1 外框剛度貢獻(xiàn)與內(nèi)力分擔(dān)比例的關(guān)系 229
5.4.2 外框剛度貢獻(xiàn)直接計(jì)算法 232
5.4.3 外框剛度貢獻(xiàn)間接評(píng)估法 234
5.4.4 外框剛度貢獻(xiàn)的指標(biāo)區(qū)間 239
5.4.5 工程案例240
5.5 偽彈塑性設(shè)計(jì)方法243
5.5.1 控制目標(biāo) 243
5.5.2 設(shè)計(jì)方法 244
5.5.3 設(shè)計(jì)步驟和流程 246
5.5.4 案例驗(yàn)證 246
5.6 本章小結(jié)249
參考文獻(xiàn)250
第6章 核心筒偏置超高層結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)規(guī)律253
6.1 概述253
6.2 力學(xué)模型及假定253
6.3 理論推導(dǎo)253
6.3.1 扭轉(zhuǎn)位移比的理論推導(dǎo) 253
6.3.2 扭轉(zhuǎn)周期比的理論分析 256
6.3.3 核心筒偏置引起的外框柱剪力的相對(duì)增量 258
6.4 影響因素及相關(guān)規(guī)律分析259
6.5 工程案例260
6.5.1 研究對(duì)象及動(dòng)力特性 260
6.5.2 豎向荷載作用下結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn) 262
6.5.3 水平地震作用下結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn) 264
6.5.4 構(gòu)件受力特點(diǎn) 267
6.6 芯筒偏置對(duì)大震性能的影響271
6.7 設(shè)計(jì)對(duì)策280
6.8 本章小結(jié)285
參考文獻(xiàn)286
第7章 矩形平面超高層結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)響應(yīng)規(guī)律287
7.1 概述287
7.2 兩向平動(dòng)周期差異及長(zhǎng)寬比對(duì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)耦合影響理論推導(dǎo)288
7.2.1 基本概念 288
7.2.2 力學(xué)模型與理論推導(dǎo) 288
7.3 扭轉(zhuǎn)效應(yīng)影響因素參數(shù)分析290
7.4 部分超高層結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性與扭轉(zhuǎn)效應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析292
7.4.1 基本數(shù)據(jù)說(shuō)明 292
7.4.2 扭轉(zhuǎn)周期比與高度的關(guān)系 296
7.4.3 平面長(zhǎng)寬比及兩向平動(dòng)周期的關(guān)系 296
7.4.4 扭轉(zhuǎn)效應(yīng) 296
7.5 工程案例297
7.6 本章小結(jié)300
參考文獻(xiàn)301
第 8章 地震波沿超高層結(jié)構(gòu)豎向傳播響應(yīng)規(guī)律302
8.1 概述302
8.2 波動(dòng)理論研究302
8.3 簡(jiǎn)化數(shù)值案例分析304
8.3.1 懸臂柱底部敲擊振動(dòng)激勵(lì) 304
8.3.2 懸臂柱底部簡(jiǎn)諧波激勵(lì) 305
8.3.3 激勵(lì)的不同輸入方式對(duì)比306
8.3.4 不同自由度集中樓層質(zhì)量模型對(duì)比 307
8.3.5 懸臂柱實(shí)際地震激勵(lì) 308
8.4 實(shí)際工程案例振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)對(duì)比研究309
8.4.1 工程簡(jiǎn)介 309
8.4.2 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)實(shí)測(cè)波動(dòng)現(xiàn)象 309
8.4.3 軟件計(jì)算分析波動(dòng)現(xiàn)象對(duì)比 310
8.4.4 不同波的傳播速度 312
8.4.5 正弦激勵(lì)下的駐波現(xiàn)象 314
8.5 工程案例原型實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比研究316
8.5.1 工程簡(jiǎn)介 316
8.5.2 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值分析對(duì)比 318
8.6 本章小結(jié)319
參考文獻(xiàn)320