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城市景观雕塑地震作用与结构安全

2019-08-19

  城市景观雕塑地震作用与结构安全有着非常大的关系。雕像结构的动力特性分析据地震资料记载,全世界每年发生可记录的地震约500万次,其中有感地震5万次造成破坏的近千次,而7级以上、足以造成惨重破坏的强震,每年平均要发生十余次。

  

  地震作用对于结构安全的影响很大,高层建筑对于地震的反应尤其强烈,因为随着建筑物高度的不断增加,水平荷载对于结构的影响也越来越大。

  部队雕塑

  比如,公元前282年建成的阿波罗神青铜巨像,位于希腊 Rhodes岛港的人口处,巨像的白大理石底座中空,像身由青铜星成,高3m,公元前225年的一次强震使雕像遭到极为严重的毁坏,其中薄弱的部分被震碎,以后再也未能修复地震与结构本身的动力特性密切相关,结构的质量与刚度的变化将直接影响地震作用的强弱。

  

  所以,规范要求在设计时尽量合理布置建筑的平面与立面。但对于大型雕像结构来说,由于不规则形体是不能人为改变的,其重心与质心往往严重偏离,且高宽比远大般高层建筑,因此其动力特性也与高层建筑有很大不同,为此,本章针对该类结构的特点,以长沙千手观音像工程为例,介绍如何依据规范要求,采用振型分解反应谱法和时程分析法,对具有超大高宽比的大型雕像结构,进行动力性能的计算分析

  

  (一)结构模型简介

  

  大型城市雕塑强度及刚度分析 将实际的梁、柱及钢混凝土复合墙板分别按三维梁单元、板壳单元建模。共有梁柱单元3194个,墙板单元7273个,计算未知量达46092个,在结构底部即莲花座顶处施加约来,本结构的外部荷载及结构自重通过刚架和钢混凝土复合墙板传给下部基础。

  

  (二)刚度验算

  

  1.各荷载组合工况下结构的位移

  

  (1)荷载组合工况1作用下的位移

  

  (2)荷载组合工况2作用下的位移

  

  (3)荷载组合工况3作用下的位移

  

  (4)荷载组合工况4作用下的位移

  

  在荷载工况4作用下,肩膀处发生很大位移为101mm(-Y向),位移与高度之比为1:318.8。可见该结构偏柔符合超大高宽比结构的特征。

  

  (三)强度分析

  

  1.各荷载工况下钢框架杆件的大应力比

  

  由杆件的计算应力比可知,大应力比为0.91,大多数杆件的应力比在0.10~0.5之间。说明结构具有足够的安全储备。


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