若发生强震,央视大楼会如何变形

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时间:2018-09-03

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1、若发生强震,央视大楼会如何变形  实际地震的作用方向,震动频率都是不确定,所以只能分析建筑在不同变形形态下的固有频率,计算对应的地震效应,再进行概率的组合叠加,进行设计。所以实际变形也会是几种状态的叠加。多遇地震多遇地震时,结构处于弹性阶段,前几阶振型,就是对结构影响较大、叠加时参与程度较大、比较容易激发的几种变形震动的状态。央视大楼既然是一栋合格的建筑,其振型跟普通建筑也差不多,第1、2振型分别是两个方向的平动,且周期较大;第3振型是扭转,地震时发生扭转变形是不利的,因此扭转周期应比平动周期小一定量。水平地震作用下:    竖向地震作用下:  罕遇地震大震下,会做弹塑性分析。为什么不分析建筑

2、怎么倒呢?放心,现在设计的建筑,在罕遇地震下,都不会倒的。所以会分析大震后,构件会留下"后遗症"的情况,这个就叫做“塑性”。比如,钢材屈服后,发生较大的不可逆的塑性变形。比如这几张图,就是大震下,斜撑与柱子的形变量。深蓝色和粉红色,分别对应受压和受拉屈服的位置,就是形变较大的位置。与大家想象的情况相似,主要集中在塔楼根部。而屋顶位移也只有米和米。    这是最大层间位移角,就是两层之间的相对位移:    所以换成各层的(绝对)位移,几个方向差不多就这个样子:  看完整个报告后,觉得很无聊对吧,没有各种调侃的情况发生,但真实安全的一栋建筑就是这样。图片来源:《中国中央电视台新台址建筑结构超限设计

3、可行性报告》如果你对结构一知半解,建议阅读就到此为止,就洗洗睡吧;如果你是结构专业人士,或者实在是有强烈的求知欲,请继续---「如果不是央视新楼,而是一栋普普通通的建筑物,您知道它在地震作用下会如何变形吗?」建筑物在地震下的变形,简单说,取决于两方面。类似的,你被别人揍了,你的受伤程度也取决于两方面:你是不是施瓦辛格,对方是不是施瓦辛格。同样,建筑物的地震响应,也取决于内外两方面:建筑物自身的特性、地震的特性。同样的地震,不同的结构,变形就不同;同样的结构,不同的地震,变形也不同。我下面的回答更侧重于建筑物在地震作用下如何变形,而央视新楼只是其中一个特殊的例子。如果您不知道普通建筑物在地震作用

4、下如何变形,不知道周期、振型、阻尼的意思,让我们一块儿从高中物理开始吧。首先看看我们身边的例子,刚刚好,我身边就有一个例子。胖馃同志贡献出她们的猫爬架作为结构动力学入门的第一课。  看,猫爬架上有两个球,一个拴在绳子上,一个绑在竖直放置的弹簧上,它们都可以来回摆动,充当猫猫们的假想敌。我们先看用绳子挂着的这个球,近似的,我们可以把它看成一个理想的单摆。        这位看官不耐烦了,我们在讨论建筑抗震呢,你扯什么弹簧小球?  别着急,上面这张图能不能回答您这个疑问呢?左边是弹簧顶个球,右边是一个简化的一层的小房子。您说,它们在某种程度上是不是一样的呢?别着急,上面这张图能不能回答您这个疑问呢

5、?左边是弹簧顶个球,右边是一个简化的一层的小房子。您说,它们在某种程度上是不是一样的呢?对于右边的建筑结构模型来说,m是整层的质量,k是整层的柱子侧向刚度之和。小房子来回摆动的特性,跟左边的弹簧小球是完全等价的。对于一层的房子,我们可以称之为「棒棒糖」模型。那如果是两层、三层、八十层的房子呢?很简单,一层的是「棒棒糖」模型,多层的就是「糖葫芦」模型。比如底下这个五层的房子,就是一个有五个山楂的糖葫芦串。                              如果外力P的变化频率w是结构自有频率wn的倍,也就是说,图中的黑色曲线代表的外力的变化频率是上面自由振动的图中蓝色虚线的频率的四分之一

6、。或者,黑色曲线的周期是4秒多,自由振动的蓝色虚线的周期是1秒左右,外力的周期是结构自由周期的4倍。这时候,小球在这个外力作用下的变形是图中这个红色曲线,最大位移在3左右。    如果外力P的变化频率是结构自有频率的四倍,或者说,外力的变化周期是结构自由振动的周期的四分之一,此时结构的位移响应是上面这样的,最大位移左右。    如果外力的频率就等于结构本身的频率呢?这时候,小球的位移越来越大,前10秒之内,最大值已经突破了20,远远大于上面的3或者。为什么呢?为什么外力的频率和结构本身的自有频率相等的时候,位移会如此之大呢?聪明的看官可能已经明白了,这就是所谓的「共振」。我们小时候听说的故事,

7、过去欧洲某只部队齐步走过桥,结果齐步走的频率跟桥的自振频率一样,于是,桥就塌了。即使不是正弦函数的外力,其它周期函数的外力同样也会造成「共振」。    比如,我施加一个周期性的矩形外力,其频率等于小球的自振频率,同样,我们可以看到小球的位移幅度非常之大。那位看官说了,为什么要说这些呢?这些跟地震有什么关系?因为地震同样也可以看作是一种输入的外力,同样也有自己的频率,同样也会存在这种「共振」。我们知

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