大型城市雕塑在極端環境下的彈性分析

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

多遇地震下的彈性分析

反應譜分析振型分解反應譜法依據模態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）內力分析分析結構在地震作用下的內力主要考察豎向構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和各反應譜工況下的基底反力。

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

（1）基底反力分析根據《建筑抗震設計規范》，滿足最小地震總剪力是進行結構后續抗震計算的前訂提首先，通過計算結構在恒載和各反應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＝１５３／６４３３＝０．０２４，Y向地震作用下基底剪力系數＝１０３０６４３＝０．０１６，均不小于規范２t重力代表值“０規定的最低限值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，模型優化時需要調整結構，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范的要求，需要進行內力調整，以確保地震作用下結構的安全，一般而言，以達到最小地震剪力系數為標準進行內力調整②層間剪力隨層數升高有不斷減小的趨勢但是不如規則結構表現得明顯，這與異型結構復樓層剪力（kN層間剪力分布情況雜的空間分布有關。

２）變形分析根據各國規范的規定、震害經驗和實驗研究結果及工程實例分析，采用層間位移角作為衡量結構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生的樓層彈性位移和層間位移角隨層高的變化趨勢。

結論

①兩個主軸方向的地震反應譜作用效應隨結構樓層的分布相似。頂點側移**，X向**位移值１４．５mm與結構總高５０．２m的比值為１／３４５３，Y向**位移值４８．２mm與結構總高５０．２m的比值為１／１０４１，均小于１／５００的限值，結構的側向剛度較好。

②結構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，說明結構下剛上柔，特別是頂部，易出現較大位移而發生破壞。

③**層間位移角均出現在主骨架的頂部，說明結構頂部剛度偏小，應防止結構發生鞭梢效應破壞。

④X、Y向層間位移角均小于多高層鋼結構彈性層間位移角限值１／２５０，說明結構在多遇地震作用下尚未進入塑性階段，結構整體剛度較好。

時程分析不同的結構采用不同的分析方法

在各國的抗震規范中均有體現，但是底部剪力法和振型分解反應譜法仍是基本方法，對于特別不規則的結構應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譜時，相關部位的構件內力應作相應的調整。規范規定，當取三組加速度時程曲線輸入時，計算結果宜取時程法的包絡值和振型分解反應譜法的較大值；當取７組及７組以上的時程曲線時，計算結果可取時程法的平均值和振型分解反應譜法的較大值。

１）地震波的選取根據地震波的選取原則，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。分析地震波曲線時發現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度地區多遇地震下加速度峰值均調整為３５al，將 EL Centro波、Taft波以及蘭州人工波三條地震波均按這一規定作調幅處理，阻尼比與反應譜分析相同取０．０３。分析雙向地震波下各時程工況下的結構基底剪力，并取包絡值與反應譜相應工況結果進行比較。

結論

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工況下的反應譜法結果，表明對于該實際工程，運用振型分解反應譜法進行設計時，須先進行整體結構的地震內力調幅分析雙向地震波各工況下的結構層間剪力，并與反應譜法相比較。

２多遇地震下的彈性分析況１中X向層間剪力大于工況２，工況２中Y向層間剪力大于工況１，故以下分析中提取況１的X向層間剪力和工況２的Y向層間剪力數據。