基于组合模态推覆法的高层建筑地震动有限元模拟分析

摘要

由于地震动的随机性，高层建筑在地震作用下的响应也变得复杂多样。不同楼层、不同方向的结构构件可能会受到不同的地震力作用，导致结构产生复杂的内力和变形。为更加准确地评估高层住宅建筑在地震作用下的响应性能，以某实际工程为例，利用组合模态推覆法进行地震响应的有限元模拟分析。运用ABAQUS软件建立高层住宅建筑钢筋混凝土框架结构有限元模型，选取El-Centro、Northridge、Taft、Kobe地震波及人工地震波作为地震动输入，利用组合模态推覆法模拟和评价高层建筑结构的非线性行为；根据结构动力学平衡理论获取静态荷载作用下的结构位移和基底剪力，计算动态荷载作用下的结构延性系数、抵抗水平力。结果表明，通过静力弹塑性分析得到的高层住宅建筑层间最大位移为56.2 mm,多发生在结构中部和上部；基底剪力最大值为10 540 kN。通过动力弹塑性分析得到该建筑的残余变形多发生在结构中部和上部。通过滞回性能分析可知，随着荷载和循环次数的增加，底部楼层结构发生了一定的刚度退化；中部楼层结构变形逐渐增大，但抵抗变形能力存在一定程度的减弱；上部楼层结构刚度发生明显退化，影响了整体结构稳定性。

关键词

组合模态推覆法 / 静力弹塑性 / 动力弹塑性 / 钢筋混凝土框架 / 地震响应

基金资助

江苏省高校哲学社会科学研究项目(2021SJA1813)