大型城市雕塑在極端環(huán)境下的彈性分析

大型城市雕塑在極端環(huán)境下會承受來自不同程度的影響，如果達不到要求，就會出現(xiàn)嚴重的后果。接下來我們來針對一些極端環(huán)境下大型城市雕塑的彈性分析。

多遇地震下的彈性分析

反應(yīng)譜分析振型分解反應(yīng)譜法依據(jù)模態(tài)分析工況得到的振型，采用典型的CQC方法進行振型組合，其中方向組合為SRSS１）內(nèi)力分析分析結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力主要考察豎向構(gòu)件在水平地震作用標準值下的層間剪力V。與重力荷載代表值∑G的比值A(chǔ)和各反應(yīng)譜工況下的基底反力。

A表示地震剪力系數(shù)，它簡潔而清楚地反映了地震內(nèi)力與桿件靜內(nèi)力的關(guān)系根據(jù)以上基本參數(shù)，確定反應(yīng)譜分析的地震影響系數(shù)曲線，然后利用振型分解反應(yīng)譜法進行抗震分析，分別進行桿件的內(nèi)力和位移驗算。

（1）基底反力分析根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》，滿足最小地震總剪力是進行結(jié)構(gòu)后續(xù)抗震計算的前訂提首先，通過計算結(jié)構(gòu)在恒載和各反應(yīng)譜工況作用下的受力情況，得到的基底反力，X向地震作用下基底剪力系數(shù)＝１５３／６４３３＝０．０２４，Y向地震作用下基底剪力系數(shù)＝１０３０６４３＝０．０１６，均不小于規(guī)范２t重力代表值“０規(guī)定的最低限值０．０１６，能保證模型的合理性，但是，兩個方向的基底剪力相差２０Q樓層剪力樓層剪力４８．５％，Y向剛度較X向較弱，模型優(yōu)化時需要調(diào)整結(jié)構(gòu)，適當增大Y向的剛度。

（２）層間剪力分布情況由圖３．５可得出以下結(jié)論①第８至１０層由振型分解法算出的地震層間剪力不符合規(guī)范的要求，需要進行內(nèi)力調(diào)整，以確保地震作用下結(jié)構(gòu)的安全，一般而言，以達到最小地震剪力系數(shù)為標準進行內(nèi)力調(diào)整②層間剪力隨層數(shù)升高有不斷減小的趨勢但是不如規(guī)則結(jié)構(gòu)表現(xiàn)得明顯，這與異型結(jié)構(gòu)復(fù)樓層剪力（kN層間剪力分布情況雜的空間分布有關(guān)。

２）變形分析根據(jù)各國規(guī)范的規(guī)定、震害經(jīng)驗和實驗研究結(jié)果及工程實例分析，采用層間位移角作為衡量結(jié)構(gòu)變形能力從而判別是否滿足建筑功能要求的指標是合理的。

匯總了彈性階段兩個方向地震作用標準值所產(chǎn)生的樓層彈性位移和層間位移角隨層高的變化趨勢。

結(jié)論

①兩個主軸方向的地震反應(yīng)譜作用效應(yīng)隨結(jié)構(gòu)樓層的分布相似。頂點側(cè)移**，X向**位移值１４．５mm與結(jié)構(gòu)總高５０．２m的比值為１／３４５３，Y向**位移值４８．２mm與結(jié)構(gòu)總高５０．２m的比值為１／１０４１，均小于１／５００的限值，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較好。

②結(jié)構(gòu)水平位移以彎曲變形為主，隨著樓層的增加水平位移增加得越快，說明結(jié)構(gòu)下剛上柔，特別是頂部，易出現(xiàn)較大位移而發(fā)生破壞。

③**層間位移角均出現(xiàn)在主骨架的頂部，說明結(jié)構(gòu)頂部剛度偏小，應(yīng)防止結(jié)構(gòu)發(fā)生鞭梢效應(yīng)破壞。

④X、Y向?qū)娱g位移角均小于多高層鋼結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值１／２５０，說明結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下尚未進入塑性階段，結(jié)構(gòu)整體剛度較好。

時程分析不同的結(jié)構(gòu)采用不同的分析方法

在各國的抗震規(guī)范中均有體現(xiàn)，但是底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法仍是基本方法，對于特別不規(guī)則的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用時程分析法作為補充分析方法。

這里所謂的補充，是指對基本方法計算結(jié)果的底部剪力、層間剪力和層間位移進行比較，當時程分析法大于振型分解反應(yīng)譜時，相關(guān)部位的構(gòu)件內(nèi)力應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。規(guī)范規(guī)定，當取三組加速度時程曲線輸入時，計算結(jié)果宜取時程法的包絡(luò)值和振型分解反應(yīng)譜法的較大值；當取７組及７組以上的時程曲線時，計算結(jié)果可取時程法的平均值和振型分解反應(yīng)譜法的較大值。

１）地震波的選取根據(jù)地震波的選取原則，選取較有代表性的１９４０年 EL Centro波，１９５２年Taft波以及蘭州人工波作為輸入地震波。各地震波特性參數(shù)。分析地震波曲線時發(fā)現(xiàn)后半部分加速度比較小，為了減小計算工作量，本文截取 EL Centro波和Taft波的前２０s的加速度曲線。

２）內(nèi)力分析時程分析時雙向輸入加速度時程曲線，并定義X：Y＝１：０．８５為時程工況１，XY＝０．８５１１為時程工況２．７度地區(qū)多遇地震下加速度峰值均調(diào)整為３５al，將 EL Centro波、Taft波以及蘭州人工波三條地震波均按這一規(guī)定作調(diào)幅處理，阻尼比與反應(yīng)譜分析相同取０．０３。分析雙向地震波下各時程工況下的結(jié)構(gòu)基底剪力，并取包絡(luò)值與反應(yīng)譜相應(yīng)工況結(jié)果進行比較。

結(jié)論

①時程分析工況１中X向基底剪力**，工況２中Y向基底剪力**，符合實際情況，說明時程波的選取與輸入基本正確。

②水平雙向時程分析得到的基底剪力大于相應(yīng)工況下的反應(yīng)譜法結(jié)果，表明對于該實際工程，運用振型分解反應(yīng)譜法進行設(shè)計時，須先進行整體結(jié)構(gòu)的地震內(nèi)力調(diào)幅分析雙向地震波各工況下的結(jié)構(gòu)層間剪力，并與反應(yīng)譜法相比較。

２多遇地震下的彈性分析況１中X向?qū)娱g剪力大于工況２，工況２中Y向?qū)娱g剪力大于工況１，故以下分析中提取況１的X向?qū)娱g剪力和工況２的Y向?qū)娱g剪力數(shù)據(jù)。