基于构件性能的SRC框架结构抗震性能评估研究

针对位移抗震性能设计的不足,现行规范采用构件损伤程度补充评估结构的抗震性能,但对于型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)框架结构,其在各性能水平下的损伤构件比例未有明确规定。在此背景下,提出了SRC框架的构件性能状态与结构性能水准的对应关系,建立了基于构件性能的SRC框架结构抗震性能评估方法。对不同高度和抗震设防烈度的SRC框架结构模型进行增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA),明确了结构的层间位移角和构件损伤分布,通过统计多条地震波下结构不同极限状态的构件破坏比例,建立用于体型规则SRC框架结构抗震评估的构件性能指标,并进一步采用地震易损性分析对结构抗震性能进行了评估。

既有建筑结构抗震加固技术研究综述

城市更新(建筑改造加固)是城市发展转型升级的重要途径。文章介绍了既有建筑抗震加固的重要性、传统与新型抗震加固技术、抗震加固新理论,并探讨了新型抗震加固技术应用在安徽省的工程案例等。最后,对既有建筑结构抗震加固技术未来发展方向做出展望。

隔层悬挂楼盖的新型抗震结构体系设计

为了解决城市化推进和高楼大厦涌现所带来的抗震需求,本文介绍一种创新的隔层悬挂楼盖抗震结构体系的设计理念和特点。分析城市化和高楼大厦发展所带来的抗震问题,提出柔性连接和耐震支撑的应用,以及多层次减震设计和变形控制技术的综合运用,最终得出本文设计的新型结构体系在地震环境下表现出色,加以应用可满足城市化和高楼大厦的抗震需求的结论。

多塔大底盘RC框架隔震建筑抗震韧性设计研究

以位于Ⅷ度区(0.3 g)的某多塔钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架建筑为研究对象,对其进行了大底盘隔震设计,研究了在设防、罕遇地震作用下3个塔楼的动力响应,并基于韧性评价标准对该隔震方案展开了2个地震水准下的抗震韧性评价。结果表明:隔震后结构基本周期延长至原来的3倍,降低了地震作用,有效控制了上部结构的地震响应。楼面绝对加速度的显著控制基本消除了加速度敏感型非结构构件的损伤。结构构件以及位移敏感型非结构构件的修复费用主导了建筑的修复费用。建筑的修复时间由阶段Ⅰ中结构构件的修复时间控制,此隔震方案下建筑的抗震韧性等级达到了三星。

采用不同连接方式的外挂UHPC幕墙钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

为研究超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)幕墙与主体结构间不同连接方式对结构抗震性能的影响,提出了适用于UHPC幕墙的新型柔性连接和耗能连接方式。设计了4种单层单跨钢筋混凝土框架结构,分别为UHPC幕墙采用柔性连接、耗能连接和刚性连接方式的框架结构及不含幕墙的纯框架结构。利用有限元软件ABAQUS对4种结构进行了静力推覆分析和弹塑性时程分析,对比研究其在水平地震作用下的损伤机制以及动力荷载作用下的抗震性能。结果表明:4种模型中主体结构的最终损伤模式一致,均在梁端和柱脚出现塑性铰;幕墙与主体结构采用刚性连接时,连接节点处螺栓发生破坏,连接附近的墙板及框架梁损伤严重;采用柔性连接和耗能连接方式时,连接节点处的墙板和连接螺栓均保持完好。弹塑性时程分析结果表明:采用耗能连接方式时,水平地震作用下主体结构的损伤状态较轻,结构在3条地震波作用下的位移响应相比柔性连接模型减小了24.8%、32.9%和36.5%,减震效果显著。

基于强震记录的建筑结构楼层设计谱研究

非结构部件地震损失占比远超结构部件已成为近年震害新现象,然而国内对非结构部件进行抗震设计所必需的楼层设计谱的研究尚不充分。通过选取工程强震数据中心(CESMD)中81栋结构所记录的1300条楼层加速度时程数据,研究了各类结构楼层峰值加速度放大系数沿结构高度的变化规律。研究结果表明:针对各类结构,GB 50011−2010中的位置系数严重低估了楼面加速度响应;GB 50011−2010及ASCE 7-16规范中部件放大系数取值存在对短周期非结构部件严重偏小,对于长周期非结构部件则过于保守的问题。与此同时,鉴于现行规范中相关参数并不能很好反映非结构部件的加速度放大特性,提出一种可考虑主体结构及不同输入地震动影响的楼层设计谱,可更好地用于非结构部件的抗震及分析。

多层建筑结构抗震缺陷分析

我国强震多发、震灾严重,小震致灾、大震巨灾的状况时有发生,而多层建筑倒塌则是造成人员伤亡的主要因素。针对这些问题,基于2008年汶川8.0级地震以来川滇地区发生的十余次6.0级以上地震震害调查资料,对比了“破坏”与“未破坏”建筑的结构形式、建筑平立面布置、抗侧力构件分布及结构体系,剖析了建筑结构震害特点,总结了房屋破坏、倒塌的原因。认为在强地震中,建筑结构发生破坏及倒塌是因为其自身存在“散”“脆”“偏”“单”等抗震缺陷,其中“偏”的缺陷更为普遍。通过试验研究发现,墙体的约束使结构同层各抗侧力构件的力学性能相差巨大,即硬脆构件和弱延构件同层并存,这有别于传统抗震设计理论将同层所有构件同等对待的情况。

基于隔震-减震混合控制的钢筋混凝土框架医院建筑抗震性能分析

文章选取一栋钢筋混凝土框架医院建筑为研究对象,采用叠层分析法对该建筑进行隔震-减震混合控制的设计。选取7条地震波,采用Perform-3D软件分别在设防地震和罕遇地震下对隔震结构和隔震-减震结构进行动力时程分析,对比其抗震性能的差异。结果表明,在设防地震和罕遇地震下,相较于隔震结构,隔震-减震结构能有效减小结构的层间位移角和顶点位移,提高结构的抗震性能水准。

竖向地震作用下层间隔震结构的动力反应研究

文章针对竖向地震作用下高层结构隔震层位置变化对结构竖向动力反应的影响问题,研究5种层间隔震结构分别在3种竖向地震作用下的竖向动力反应。以国际平台的20层Benchmark钢结构模型为基准模型,利用ANSYS软件建立隔振层分别位于第1层、第3层、第5层、第7层和第9层的层间隔震结构有限元数值模型,对比分析5种层间隔震结构分别在竖向ElCentro波、竖向Taft波、竖向天津波作用下的楼层竖向位移、楼层位移角、楼层竖向加速度和基底轴力等竖向动力反应。结果表明:在竖向地震作用下,楼层竖向位移和楼层位移角控制效果较差,甚至会出现增大的现象,基底轴力具有较小的控制效果;随着隔震层位置的升高,楼层竖向加速度和基底轴力均逐渐增大,但当隔震层位于第9层时,楼层竖向加速度和基底轴力相较于隔震层位于第7层时有一定的减小。该文研究成果可用于考虑竖向地震作用的高层结构抗震设计。

济南华润万象城抗震性能分析与设计

济南华润万象城为一栋结构高度412m的超限高层商业建筑,采用框架-剪力墙结构。结构中同时存在扭转不规则、平面开洞、大跨度结构、大悬挑结构、斜柱、桁架悬挑等多项平面及竖向不规则情况。采用多种计算程序进行了抗震性能分析,其结果均满足既定的抗震性能目标。对复杂商业中的各关键部位设计进行了多方案比选,确定了合理的结构布置和适当的构造措施,取得了良好的效果。

某部分框支剪力墙结构等效刚度比控制分析

转换层下部结构刚度对部分框支剪力墙结构的竖向刚度规则性和地震剪力传递突变程度有较大影响,等效刚度比是衡量转换层下部结构相对刚度的重要设计指标。本文对8度区某部分框支剪力墙结构等效刚度比的控制进行分析讨论。首先,通过转换层下部结构高度线性插值对等效刚度比进行修正,其次,通过调整转换层层高和转换层下部结构剪力墙厚度两种方式,分析不同等效刚度比对结构整体指标、构件受力和结构整体抗震性能的影响。结果表明,等效刚度比越大,转换层与其上一层的层间位移角比和有害层间位移角比越小,等效刚度比小于1.0时,转换层与其上一层的有害位移角比突变增大;设置转换层对转换层以上3层的地震剪力分配产生了较大影响;框支框架的相对刚度比越大,水平力传递突变程度越小;随着等效刚度比增加,结构主要屈服部位由结构底部转移至转换层以上部位。

楼板应力分析在高位转换结构设计中的应用

随着城市化进程的加快,高层建筑的建设越来越多,而高位转换结构作为一种常见结构形式,在高层建筑中的应用越来越广泛。然而,高位转换结构设计转换层楼板在使用过程中由于其自身结构特点容易出现应力集中和裂缝等问题,会严重影响建筑物的安全性和使用寿命。针对这些问题,从竖向荷载和水平荷载作用下应力以及应力集中区进行分析,结果表明,在高位转换结构中转换层是薄弱层,水平荷载对于楼板内力的影响不可忽略。应力主要集中在核心筒的四个角,在设计中建议在核心筒四个角增加附加钢筋。

上海程十发美术馆建筑隔震设计策略详析

上海程十发美术馆通过采用隔震技术,提升了空间效果及建筑品质。美术馆为实现隔震建筑设计的水平位移要求,针对隔震缝位置选择,整体隔震防水,墙体楼梯隔震处理,电梯设备隔震设计,隔震沟构造等内容,形成了完整的建筑隔震设计体系与策略,实现了高品质的功能及建筑空间与效果。

高层建筑钢结构设计的问题和优化改进措施

为了解决高层建筑钢结构设计存在的问题,本文先是对高层建筑钢结构做出了简要介绍,以某高层建筑为例分析了高层建筑钢结构设计中存在的抗震设计问题、LOFT夹层设计问题以及钢梁设计问题,提出了结构及抗震优化设计、荷载取值优化设计、梁规格优化设计、关键构件优化设计等观点,得出了要借助先进的设计软件系统先开展计算模型假设活动,再围绕具体的问题开展针对性分析,合理选定对应的优化措施,能够显著提高高层建筑钢结构设计优化改进成效的结论。

某复杂高层结构设计分析与探讨

分析本项目建筑的不规则内容,并且运用正确的抗震设计概念,针对该工程特点及结构设计难点,经过全面、可靠的计算分析,提出相应的抗震加强措施。主要包括关键剪力墙全高设置约束边缘构件,满足正截面抗弯承载力中震不屈服、斜截面抗剪承载力中震弹性的性能目标,对关键处楼板进行应力分析,对楼板分析中应力较大的部位加大配筋、连接板截面加大与配筋加强,以及通过改变建筑布局增设连接板等措施。结果表明,采取上述加强措施,该结构设计能实现拟定的抗震性能目标,结构安全可靠。

某超限高层住宅剪力墙结构抗震分析与设计

某超限高层住宅项目采用剪力墙结构,存在凹凸不规则、扭转不规则、楼板不连续多项不规则内容,属于超限高层结构。根据工程特点进行合理的结构布置和抗震设计,采用PKPM、YJK两种软件进行多遇地震计算和对比分析,采用YJK软件进行多遇地震作用下弹性时程分析的补充计算;利用PK⁃PM-SAUSAGE软件进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。结果表明,结构各项指标均满足规范要求,抗震性能良好、安全可行,结构能达到设定的抗震性能目标。

Comparison between seismic analysis of twisting and regular 52-story towers considering soil-structure interaction

A dynamic analysis of both twisting and regular towers is carried out to determine the results of considering soil-structure interaction(SSI)on high-rise buildings.In addition,the difference between the seismic performance of using twisting towers over regular ones is investigated.The twisting tower is a simulation of the Evolution Tower(Moscow).The towers’skeletons consist of RC elements and rest on a reinforced concrete piled-raft foundation.The soil model is considered as multi-layered with the same soil properties as the zone chosen for the analysis(New Mansoura City,Egypt).The only difference between both towers is their shape in elevation.The whole system is modelled and analyzed in a single step as one full 3D model,which is known as the direct approach in SSI.All analyses are carried out using finite-element software(Midas GTS NX).Dynamic output responses due to three records of seismic loads are proposed and presented in some graphs.Based on the results,it is concluded that SSI has a considerable effect on the dynamic response of tall buildings mainly because of the foundation flexibility,as it leads to lengthening the vibration period,increasing the story drift and the base shear for both cases.

抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用

随着国内现代化建筑的快速发展,人们对建筑的安全性的关注度也越来越高。地震产生的作用力可能会对房屋建筑结构产生较大的破坏,严重危害周围居民的生命财产安全。因此在建筑的设计中,需要注重房屋建筑的防震设计,保证整个建筑工程的结构安全性。本文阐述了房屋建筑设计中的抗震设计思路,以供建筑行业的相关技术人员作为重要的技术参考。

惯容-负刚度-阻尼伸臂体系减震性能增效研究

为提升传统阻尼伸臂(CDO)体系的减震效果,基于惯容⁃刚度⁃阻尼三元被动减振理论,开展了惯容⁃负刚度⁃阻尼伸臂(INSDO)体系减震性能增效研究。采用Clough⁃Penzien谱模型模拟平稳随机激励,利用增广状态空间建立结构⁃阻尼器⁃激励系统的运动方程;通过求解Lyapunov方程获得随机地震作用下结构响应的均方根值(RMS),基于结构最大有害层间位移角与加速度的多目标控制确定了INSDO体系的最优参数;分析评估了典型实际地震作用下INSDO体系的减震性能。结果表明:在El⁃Centro和Kobe地震波作用下,相比CDO体系,INSDO最优化体系降低了底层位移角RMS均值的57.97%,以及顶层绝对加速度RMS均值的36.99%,验证了多目标优化方法的有效性;相比单独引入惯容或负刚度单元,同时引入两种单元可进一步放大阻尼单元的位移,提升阻尼器耗能与地震输入能量的比值,实现INSDO体系减震性能增效。

某超高层公寓楼大偏心梁柱节点受力性能研究

以某超高层公寓项目中梁平柱边的典型大偏心梁柱节点为例,通过有限元软件ABAQUS模拟梁柱偏心节点在低周反复荷载的受力性能,探讨梁柱偏心所产生的附加扭矩对节点核芯区抗剪承载力的影响;基于有限元分析结果,提出梁平柱边的大偏心梁柱节点有效宽度计算公式,并将其应用于具体工程项目中。结果表明,采用节点有效宽度公式取值得出的节点核芯区抗剪承载力与有限元计算结果基本一致。针对项目中的T形梁柱节点,定量分析了梁柱偏心所产生的附加弯矩对柱端弯矩的影响;结果显示,附加弯矩在竖向荷载作用下可减小柱端弯矩约50%,在地震作用下增大柱端弯矩约86%。