超高層框筒結構反應譜分析

摘要：基于有限元分析軟件，構建超高層框筒結構的參數化模型，計算其反應譜。

工程概況：該工程抗震設防烈度為8度，處于多遇地震區，設計地震分組為第二組，場地類別為第二類，特征周期，阻尼比為0.035。

本結構有56層，層高4，高224，首層占地面積為，三維平面布置圖見圖一；模型分四個標準層，各標準層梁、柱和支撐截面尺寸見表1、表2。本結構模型核心筒為鋼板墻，柱為方鋼混凝土柱，需要設置縱梁，用于兩種材料的賦予，具體材料見圖二，其中LL為連梁，LML為樓面梁，CL為次梁，BYL為邊緣梁，WALL為核心筒鋼板墻，KZ為框柱，BZ為邊柱，LB為樓板。整體模型見圖三。

圖一 三維平面布置圖

標準層梁柱截面尺寸 表1

樓層	外框柱	核心筒角柱	核心筒邊柱	框梁	外圈框梁
1~14	□950×34	□800×30	□850×30	H800×320×16×32	H600×200×12×26
15~28	□900×30	□750×28	□800×28	H800×300×16×30	H600×200×12×24
29~42	□850×28	□700×24	□800×24	H750×270×14×28	H550×200×12×22
43~56	□800×26	□650×22	□800×22	H700×250×14×26	H500×200×12×20

支撐截面尺寸 表2

樓層	普通支撐	BRB屈服力（kN）	BRB極限承載力（kN）	BRB有效剛度（kN/m）
15	H420×420×20×32	3500	6440	1302625
29	H400×400×20×30	5000	9200	1047996
43	H320×320×20×30	6000	11040	714874

圖二 各構件材料屬性

圖三 整體模型

樓板采用C35，板厚120，活載取2，恒載取1.5，自重取26。核心筒鋼板墻采用Q235，其余構件采用Q345，Q345鋼材塑性模型選擇運動硬化，數值根據本構關系確定。

因為框架柱是方鋼混凝土柱，在彈塑性時程分析中定義材料本構的時候，調用子程序，選擇提供的材料滯回模型，其描述和材料參數選取見圖四、圖五。

圖四 的材料參數選取原則

圖五 模型中的參數

由于使用了中的鐵木辛科梁單元，還需要在文件中為梁單元截面額外定義橫向剪切剛度，定義方法為在的 中添加*關鍵字，如圖六所示。

圖六 在中添加關鍵字

此模型是為了計算反應譜，而反應譜需要輸入地震幅值。利用GB-SPECTR提取地震數據并進行加工處理，見圖六、圖七。設置分析步時，step1：線性攝動，頻率，數值10（即10個振型）；step2：線性攝動，反應譜。

圖六 GB-SPECTR提取地震數據

圖七 地震數據處理

進行相互作用時，要合并所有線條結構整合成框架，進行框架-核心筒鋼板墻、框架-樓板的綁定，見圖八。

圖八 約束設置

設置載荷時，固定底部即可，見圖九。網格設置按默認，梁方向設置成1，0，0。

圖九 固定底部

作業模塊中調用子程序，見圖十。

圖十 調用

計算結果見圖十一、圖十二。

圖十一 可視化云圖

圖十二 反應譜