反应谱法和时程分析法在高层抗震计算中的对比分析

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随着社会经济技术的发展,城市化进程的加快,高层建筑的数量不断增加,结构高度突飞猛进,结构形式也越来越复杂。我国是一个地震多发国家,地震灾害给我国带来的损失巨大,为此完善的抗震理论与合理的抗震计算方法是建筑结构安全的重要保证。目前抗震计算方法中最具代表性的是振型分解反应谱法和时程分析法。本文在广泛借鉴国内外研究成果的基础上,对比了振型分解反应谱法和时程分析法在高层抗震计算中的区别(本文主要研究振型分解反应谱法中的CQC法,文中反应谱法均指CQC法)。本文的主要研究内容如下:1)基于某实际超高层建筑结构的抗震计算,发现振型分解反应谱法和时程分析法在计算结果上存在差异,两种方法计算得到的基底剪力和结构倾覆弯矩不同。具体表现在反应谱法得出的两个宏观参数结果比时程分析法的结果大。2)为了研究反应谱法和时程分析法的具体区别,本文假定II类场地土,地震分组为第一组,分别建立抗震设防烈度为7度与8.5度(50层、60层为8度)条件下的框架-核心筒结构有限元模型,模型包括20层、30层、40层、50层和60层五个不同高度。振型分解反应谱法和时程分析法均采用ETABS结构设计软件计算。结合中国抗震设计规范提供的反应谱曲线和太平洋抗震研究中心推荐的选波方法,选取针对II类场地土的31条典型实际地震波时程曲线。通过对比分析,得出振型分解反应谱法和时程分析法的结果在结构处于不同高度时的区别,同时对比7条地震波的平均值与31条地震波的平均值,从而给出时程分析法选择合理数量地震波的建议,并进行31条地震波计算结果的离散性分析。3)通过对比分析发现,无论抗震设防烈度为7度或者8.5度,振型分解反应谱法的结果均较大,尤其在长周期段表现更为明显,可以认为反应谱法比时程分析法更为保守。通过对比7条时程波的平均值与31条时程波的平均值,发现若要得出合理的时程分析结果,应适当增大样本容量,建议选择15条或15条以上典型的时程波进行时程分析计算。
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