带有双塔楼高层建筑结构动力特性分析.doc

1、1带有双塔楼高层建筑结构动力特性分析摘要：随着社会经济的不断发展，人类科技水平发展的进步，以及人们生活水平的提高和文化素养的提升，对建筑的外观和性能要求也越来越高。自上世纪八十年代起，我国便出现了多种多样的塔楼高层建筑，随着时代的不断进步，双塔楼高层建筑在生活中得到了普遍的应用。但是由于双塔楼之间的连接体的设置或多或少的会使得双塔楼高层建筑整体会出现建筑竖向刚度和质量分布不均的现象，加上双塔楼结构的复杂，经常会出现各种问题，本文就带有双塔楼的高层建筑结构的动力特性进行深入的分析和研究，并通过对带有双塔楼高层建筑有影响动力性能的因素进行定量分析，明确相关的概念并加深理解，从而提供一些可供参考的意

2、见和措施。 关键词：双塔楼高层建筑；建筑物整体；结构；动力；特性 中图分类号：TU97 文献标识码： A 文章编号： 一、双塔楼高层建筑结构动力特性分析的重要性 众所周知，双塔楼高层建筑结构主要是指两个高层塔楼式建筑相连的结构形式。由于两个高层塔楼之间有密不可分的联系，使得双塔楼高层建筑结构存在着动力相关性，每个塔楼之间都存在着单独的形变，这种形变主要是因为塔楼建筑底盘的连接关系和底盘所受力特性控制的原因，两个相互连接和构成的塔楼并没有直接的影响关系。双塔楼高层建筑科学合理的设计在地震及大的外力作用发生时，其振幅应该是同步和2同向的，如果二者不相对称，在外力的作用下就会出现振幅不同步的情况，不

3、对称程度越大，双塔楼高层建筑整体的震动也就相应增大，因此，对双塔楼高层建筑结构动力特性进行分析主要是因为两个塔楼之间的高度和刚度及外在负荷力的影响下对建筑物底盘造成形变，防止不合理的规划设计造成双塔楼高层建筑的侧移和变形。 不仅如此，双塔楼高层建筑和单体的高层建筑相比，需要特别注意其结构的性能会随着外力和负荷力的变化而发生不同的变化，同理，在对双塔楼高层建筑结构动力的特性分析计算时要注意建筑结构所受负荷力的作用力大小和方向。比如在分析对称轴双塔结构的动力特性时，结构受大的外力作用或地震力的影响只会沿无偏心的方向发生微小的侧移，不会发生建筑结构整体扭转的情况，而双塔楼高层建筑受到大的外力影响和负

4、荷力作用时，除了发生侧移的现象，还会出现不同的结构形变现象。特别是近年来多塔楼建筑结构设计和发展速度规模之大，速度之快，甚至超出了我国在建筑商与之相关的规定，进入了“超限高层建筑”范畴之内，我国国内并没有足有的硬软件措施对其复杂结构的内力分析制度和措施，加上建筑设计人员相关素质的缺乏，盲目跟风和相信建筑结构动力分析计算的通用方法，无法从根本上保证双塔楼高层建筑结构的安全，因此，加强对双塔楼高层建筑结构动力特性的分析是十分必要的。二、双塔楼高层建筑结构动力特征分析 （一）双塔楼高层建筑结构的动力特性分析方法 双塔楼高层建筑在我国的发展时间不长，但是已经有了几十年的历3史，对于双塔楼高层建筑结构而

5、言，进行相关的动力特性分析也有了一定的经验和方法。 地震作用下 地震是对高层建筑做出主要作用力形式之一，而且会对建筑物造成巨大的破坏。许多的调查和研究充分表明，双塔楼高层建筑结构本身的动力特性和建筑物的破坏程度有很大的关系，建筑物动力特性一般是指建筑物的振幅和频率，和高层建筑的质量、刚度有关。一般情况下，双塔楼高层建筑具有对称性高、振幅小、质量大的特点，也正因如此，在受到地震力的影响下，反而会造成高层建筑结构大的的形变。 双塔楼高层建筑的结构体系 双塔楼高层建筑中，一般是通过使用更多的高质量建筑材料来抵抗建筑物本身的荷载，但是也会造成侧力在高层建筑设计中的一些问题。因此，合理的选择建筑材料，重

6、视连体结构的设计和构成十分必要。随着科技的发展，特别是建筑行业高层建筑结构分析软件的完善和施工质量的提升，科学合理的设计高层建筑复杂结构得以实现，但是也要不断的进行分析研究，并尽可能的简化双塔楼高层建筑结构的结构体系，充分的保证建筑质量及安全。 （二）双塔楼高层建筑连体结构动动力的计算模型 根据双塔楼高层建筑的刚度来分析，主要分为 2 种主要形式，一种是以建筑之间设置一个或多个连通建筑之间的走廊，另一种主要形式则是通过在高层建筑的顶部或若干层的连接形成一个建筑主体。双塔楼高层建筑因为合理的连体设计和构造，从而使得双塔楼之间的震动能够相4互耦合。双塔楼高层建筑的连接体主要应用于高层建筑中，其连接

7、构件比较多，而且其构件间的节点的运动自由度非常巨大，因此在对其连体进行结构动力的计算时运算量比较庞大。 串并联刚片系模型 这种模型的在双塔楼高层建筑连体结构动力的计算中主要应用于在对于不对称连体机构在双向地震的作用下和单轴对称的连体结构在非对称轴方向的地震作用下进行计算。该模型设置双塔楼高层建筑连体结构在各级楼层中运算为 3 个自由度，主要表现为 2 个在连体主轴方向的平行运动和环绕于楼层质点的运动，这种模式下，能够适应更多的建筑结构和情况。 串并联质点系模型 串并联质点系模型主要是通过将双塔楼搞成建筑整个建筑物的的各个楼层在计算中简化为一个质点，计算模型多设计成建筑物楼板上下个取二分之一层高

8、的连体构件质量集中于该质点进行计算，而且在模型中，每个质点都只有在主轴方向运算的 2 个自由度，对于双塔楼搞成建筑连体结构动力的这种模型计算主要是应用于双塔楼高层建筑在对称轴方向的地震作用计算。 三维空间有限元模型 鉴于科学技术发展的限制，和人才素质的限制，这种计算模型并不能得到普遍的应用。其计算在双塔楼高层建筑连体结构的动力特性分析中由于受到庞大的计算量限制，对计算机计算要求的高标准，难以实现大规模的应用，其模型主要是通过建筑物楼板平面内刚度无限延伸的假5设和建筑物各层之间围绕建筑物质点的运动和凝聚从而总体的对节点动力自由度进行减小，提高计算的精度和速度。 三、双塔楼高层建筑结构动力特性分析

9、的总结 人类数量的急剧增加，土地资源的有限导致了建筑的高度不断增高，而且建筑物的构造也越来越复杂，随着建筑物平面布置的日益复杂，建筑物立面的设计也不断发展变化，现实生活中出现了很多双塔楼高层建筑。在对双塔楼高层建筑间的连体进行结构计算，其主要的控制作用的一般是水平方向的地震作用和风荷载作用，只有根据双塔楼高层建筑连体的这个特殊性，进行合理和科学的计算模型简化，才能达到在对双塔楼搞成建筑连体结构动力的分析计算精度和速度的平衡。特别是随着我国经济建设的迅速发展和科学技术的飞跃，动力特性分析在解决双塔楼高层建筑工程中起着愈来愈重要的作用，只有通过使用正确的方法和措施，进行动力特性的分析，才能真正的保

10、证建筑结构的安全，为我国的发展提供保障。 参考文献 1 蔡振，谭可可，?东东. 不对称双塔楼结构连接控制方案比较研究J. 华中科技大学学报(城市科学版). 2010(3): 56-61. 2 闫磊，阙巍. 基于 ETABS 的双塔楼高层建筑结构动力特性研究J. 南京工程学院学报(自然科学版). 2005(4): 31-36. 3 楼梦麟，张喜. 竖向地震下双塔楼结构的行波地震反应分析J. 建筑科学与工程学报. 2012(1): 94-100. 64 李湛，万连宾. 双塔楼大底盘地下建筑地震土压力分析J. 建筑科学. 2009(1): 32-37. 5 李湛. 双塔楼大底盘高层建筑-基础-地基地震动力相互作用分析J. 建筑结构. 2009(1): 48-50. 6 楼梦麟，张喜，林巧. 水平地震下双塔楼结构的行波地震反应分析J. 力学季刊. 2012(1): 137-145.