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第 6卷第 17期 2006年 9月科学技术与工程 Vol. 6 No. 17 Sep. 2006
1671 1815 (2006) 17 2719 05 Science Technology and Engineering 2006 Sci. Tech. Engng.
Û
建筑技术
高层双塔结构的地震反应
2 魏清沈蒲生
(湖南大学土木工程学院,长沙 410082)
摘要高层多塔结构是一种复杂高层结构,分析了多塔结构中比较典型的对称和不对称双塔结构的地震反应特性,比较了自
振周期、振型特点、地震作用和结构位移等的特点,对常用的双塔结构的动力性能有了进一步的认识,并为设计作一些参考
建议。
关键词双塔结构动力分析模型地震反应结构布置形式
中图法分类号 TU972. 4; 文献标识码 A
随着建筑技术的迅速发展,高层建筑的结构形串联刚片系模型。本文为了与实际工程应用一致,
式越来越复杂。由于适合现代城市的发展要求,大也采用此程序和相同模型进行分析。在串联刚片
底盘高层多塔楼结构成为一种实际工程中广泛应系模型中,集中在每个楼层的质量有三个自由度,
用的复杂高层结构,但在结构理论分析方面还不够两个正交方向的平动自由度和一个平面内的扭转
成熟。结构的简化和模拟分析方面均存在一些困自由度。各个塔楼通过底盘可以相互影响,这使得
难,比如平面刚度处理等。多塔结构地震反应有许结构刚度质量等不对称的时候就会产生平扭耦联
多特点,主要是各塔可以通过底盘相互影响,平动振动。
和扭转耦联是多塔结构地震反应的一大特点。 1. 2 结构动力反应分析方法
本文根据实际工程设计的特点,采用简化模型水平地震作用下的结构动力反应基本方程:
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对多塔结构中比较有代表性的双塔结构的三类结
[M ]{D } + [C ]{D } + [ K ]{D } = - [M ]{Dg ( t) } (1)
构布置形式的 9种模型进行了比较分析,探讨了其(1)式中[M ]、[ C ]、[ K ]、{ D }分别为广义质量矩
自振周期、振型曲线、地震作用和结构位移等的阵、广义阻尼矩阵、广义侧移刚度矩阵和广义位移
特点。矩阵。
多塔结构一般需要考虑扭转影响,按扭转耦联
1 动力分析模型振型分解法计算地震作用:
2
Fxji =αγj tj Xji Gi , Fyji =αγj tj Yji Gi , Ftji =αγj tj riφji Yji Gi
1. 1 双塔结构的计算模型(2)
对于一般的多塔结构工程设计常使用多层及
, (2)式中 Fx ji、Fy ji、Ftji分别为 j振型 i层的 x 方
高层建筑结构空间有限元分析与设计软件 SATW E 向、y方向和转角方向的地震作用标准值;αj 为相应
进行分析,分析模型采用楼板平面内刚度无限大的于第 j振型自振周期 Tj 的地震影响系数;γtj为考虑
扭转的 j振型参与系数, 当仅考虑 x 方向地震作
2006年 5月 8日收到用时:
第一作者简介:魏清(1982—) ,男,硕士研究生;研究方向:结构工 n n
γ= X G (X2 + Y2 +φ2 r2 ) G (3)
程。E mail: weiqing_dsh@