第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共6页建筑力学论文：基于共同作用下巨型框架结构的动力特性分析摘要：巨型框架结构由于其平面布置的灵活性和以空间整体受力为特征得到了建筑工程广泛的应用，而基于共同作用机理的巨型框架结构对于不同地基类型的动力响应研究并不深入。本论文对巨型框架结构力学机理进行分析，归纳其简化的力学计算模型，应用有限元对砂卵石土-筏基-巨型框架结构体系在地震作用下共同响应进行数值计算，并对巨型框架结构进行模态、谐响应以及地震反应谱分析，研究得出巨型框架结构考虑了共同作用后在频率较高时表现出一定的柔性，同时，巨型框架的层间剪力有所增加，最后，归纳了巨型框架结构在动荷载下的力学机理与响应，确定其动力特性。本文所得结论对工程实践具一定的指导意义。关键词：巨型框架结构;共同作用；动力特性建筑结构由地基、基础和上部结构三部分组成一个整体，在力平衡系统中各自刚度对其它部分工作性状产生影响，每部分的工作性状都是三者共同作用的结果，相互影响，协同工作，共同承受荷载作用。目前,建筑结构抗震设计理论割裂了上部结构与地基、基础之间相互作用的关系，这种设计思路是具有一定的不合理性，造成对建筑物抗震能力评估误差，从而在建筑结构建成初期就给整个建筑留下安全隐患[1]。巨型框架结构具有传力路径明确，整体性能好等优点，并且能够很好地适应建第2页共6页第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共6页筑布置变化，日益受到建筑工程界的重视，得到广泛的应用[2]。同时，砂卵石土具有压实性好，承载力较高，不易液化等优良特性，随着高层建筑工程的发展，越来越多的高层建筑选择以砂卵石层为持力层的地基形式[3]。于是，巨型框架结构的上部结构与其地基基础共同工作问题已经受到学术界和工程界的高度重视。根据目前高层建筑共同工作理论发展的现状，本文对巨型框架结构-筏基-砂卵石地基共同作用方面进行相关动力研究，所得结论对工程实践具一定的指导意义。1力学模型某电信局综合楼，基地面积2340m2，地面以上高度为140.5m，建筑面积约3.6万平方米，采用巨型框架结构体系，楼层平面为规则的长方形，尺寸为29.7m×30.2m，基础埋深14.2m，四角设置四个大小相等的钢筋混凝土筒（7.6m×5.6m），四角筒与四道桁架层形成一级结构，各道桁架之间的框架为二级结构。该综合楼位于四川成都市红星大道西侧，地基土多为直径2～10cm的卵石，填充物以中粗砂、圆砾为主，含有少量的细砂及粘性土团块。本文采用有限元软件ANSYS进行力学模型的建立，上部结构的柱、梁采用Beam4单元，上部结构的剪力墙、楼板与基础的筏板构件采用Shell63单元，地基土采用Solid45单元，建立了不考虑共同作用时与考虑共同作用时的巨型框架有限元模型，自由振动时所具有的基本振动特性，如频率、振型和阻尼比等，对结构体系进行动力特性第3页共6页第2页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共6页分析具有重要意义，通过结构的振动频率和振型曲线可以分析结构的刚度大小及其刚度、质量分布的合理性。2.1非共同作用时的模态分析由图3可知结构以水平振动为主，一阶振型为Y方向的平动，二阶振型为X方向的平动，三阶振型为绕Z轴的转动，四阶振型为X向的平动。从第五阶振型开始出现板的振动，梁也开始出现弯曲，梁板的变形随着振型号的增加越来越明显。以平动为主的第一自振周期为T1=1.0502s，以扭转为主的第一自振周期为T3=0.5581s，其比值T1/T3=1.88。由此可见，结构的平面刚度比较均匀，扭转效应对结构的影响很小。2.2共同作用时的模态分析由表1可知结构以水平振动为主。一阶振型为Y方向的平动，二阶振型为X方向的平动，三阶振型为绕Z轴的转动，四阶振型为X向的平动。以平动为主的第一自振周期为T1=0.9563s，以扭转为主的第一自振周期为T3=0.4672s，其比值T1/T3=2.05。由此可见，结构的平面刚度比较均匀，考虑了共同作用后结构的平面刚度依然比较均匀，扭转效应对结构的影响很小。同时，考虑共同作用之后结构的前面三阶振型所对应的频率有...
