RC剪力墙结构小震与中震设计对比及其抗震性能研究

近年来,国内学者强调对于复杂和超限结构需进行中震性能设计,即在小震弹性设计后进行中震下的承载力复核及调整,然而中震设计能否提高结构整体抗震性能仍存在争议。为探究中震设计与小震设计方法的差异,本文依据现行规范,以设防烈度、结构高度和场地类别为变化参数,建立了48个典型RC剪力墙模型,并分别以“小震”、“高规中震”、“广东高规中震”和“关键构件中震”进行截面设计,之后进行罕遇地震作用下的弹塑性分析及增量动力分析计算。在对比了不同设计方法的钢筋用量、结构与构件性能表现及结构抗倒塌能力储备的差异后认为,现行中震设计方法存在诸多弊端,包括会导致结构用钢量的显著增大,结构延性的降低,及结构安全度的降低等;采用关键构件中震设计方法则能较好地提高结构整体抗震性能,更符合抗震设计概念。因此,建议对RC剪力墙结构仅针对关键构件进行中震性能设计,以提高重要结构的安全性。

高烈度地区多层建筑抗震设计及隔震中震设计分析

通过实际工程,分析比较了高烈度区多层建筑常用结构形式下的设计结果,总结了结构不同平面布置以及抗、隔震的特点。按照"中震不坏,大震可修,巨震不倒"的设防目标,依次进行了中震弹性性能设计、中震弹性时程分析、大震弹塑性时程分析,满足了国家标准的相关技术要求。同时,结合自身设计体会,在隔震设计方法和设计参数方面提出了几点个人建议。

中震设计在超限高层中的应用研究

为提高重要结构的安全性,设计中对于超限高层以及复杂工程多提出中震弹性和中震不屈服设计的性能目标.结合小震和中震设计时,超限高层中特一级框架梁、柱和不规则楼板截面组合内力的对比分析,发现中震弹性设计和中震不屈服设计相比于现行小震弹性的设计方法,框架梁、柱的安全性能并不能完全提高;在实际工程设计中框架梁、柱仍应以小震弹性作为主要控制指标,中震设计可以作为补充验算的手段;复杂工程中的不规则楼板可以进行中震不屈服设计.

RC减震结构中震设计简化分析研究

为探究中震设计与现行小震设计在性能指标上的差异,首先分析了整体中震设计与小震设计在概念上的区别,对比了这两种理念下结构构件的内力放大情况,进而从宏观上把握不同设计方法对结构整体和构件层面的影响;其次基于加速度设计反应谱和位移设计反应谱推导了中震作用下单自由度简化体系总等效阻尼的表达式,理论分析了中震等效阻尼与结构层间位移、设防烈度、结构周期及“周期比”的关系,并进行了简单的证明;给出不同设防烈度下该简化体系的中震总等效阻尼比和刚度的速查表格,便于快速评估多层规则结构的中震阻尼和刚度需求;最后结合黏滞阻尼器(1-FVD)、摩擦阻尼器(2-FD)和软钢阻尼器(3-MYD)三个算例对本文提出的中震阻尼和刚度需求评估方法予以展示总结。结果表明,现行小震设计或可满足中震设计的性能要求,其中一、二级一般框架结构的柱构件基本满足中震不屈,一级底层柱满足中震弹性,一级剪力墙构件加强区剪力满足中震不屈;值得注意的是,对低设防烈度、长周期结构,中震附加阻尼比会出现负值和局部震荡现象;通过同时调整附加阻尼和结构刚度进行中震设计的策略相对合理可行;项目前期评估时可通过插值速查表格的方法初步确定附加阻尼比,进而指导减震方案。中震设计的理论分析和工程应用尚显不足,“强柱弱梁”“强剪弱弯”等基本设计原则的满足性问题有待进一步研究。

高烈度区某医院建筑基于满足中震正常使用要求的减震结构设计

位于8度抗震设防地区的某医院建筑为钢筋混凝土框架结构,需保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求。以本医院建筑结构为例,对满足中震正常使用的减震结构设计方法进行研究。从结构变形和承载力两个方面,对现行规范、规程中对中震正常使用的性能要求进行对比和总结。探讨了层间位移角限值要求对结构刚度、附加阻尼比需求的影响,和性能要求对构件承载力设计的影响,得知中震作用下的结构最大层间位移角限值要求对构件截面的选择与布置起较大的控制作用。并采用SAUSAGE有限元分析软件对本工程进行设防地震下的弹塑性时程分析。建议高烈度区的钢筋混凝土框架减震结构,构件承载力验算可采用《高层建筑混凝土结构技术规程:广东省标准DBJ/T 15-91—2021》的中震设计方法,通过对结构刚度、构件承载力合理设计和中震下的构件性能评价,能达到设防地震作用下结构“基本完好、轻微损坏”的性能目标,保证结构在中震下的正常使用要求。

基于“广东新高规”的某超高层住宅结构抗震设计

文章采用“广东新高规”,基于设防烈度地震进行构件抗震承载力设计,性能目标设定为C级。采用YJK及PKPM进行风荷载及设防烈度下的反应谱分析,并采用SAUSAGE进行结构动力弹塑性分析。针对B级高度、一字剪力墙、墙肢拉应力和高宽比等问题,探讨了相应的加强措施。

高烈度地区某中学教学楼RC框架结构隔震设计分析

结合工程实际,依据新的建筑隔震设计标准,对高烈度地区RC框架结构建筑的设计进行了分析。在传统结构设计软件PKPM V6分析的基础上,运用SAP2000建立结构隔震与非隔震模型进行结构设计的补充计算与分析。对比分析得出以下结论:采用隔震技术后,可大幅延长结构自震周期,从而显著减小上部结构所受的水平地震作用,在合理平衡经济性的前提下,达到“中震不坏、大震可修、巨震不倒”的设防标准要求。

超限高层小震设计与中震设计的对比分析

超限高层的抗震等级往往取为一级或特一级。较高抗震等级结构的内力调整系数较大,导致小震弹性设计内力放大较多,甚至超过中震的内力设计值。通过详细的分析,给出小震设计内力与中震设计内力的对比,并提出相应的设计建议,为实现性能设计提供参考。

中震弹性设计与中震不屈服设计的理解及实施

我国目前的抗震规范规定结构抗震设计时,进行小震作用下的承载力验算、弹性变形验算和大震作用下的弹塑性变形验算,对中震设计的具体内容涉及很少。近年来随着我国复杂和超限结构的不断出现,国内一些专家提出对此类重要结构实施中震作用下的抗震设计,具体包含"中震弹性"和"中震不屈服"两种方法。文中首先就这两种设计方法的概念、具体设计参数进行了对比分析;然后以某一高层混合结构为例,对比了按7度丙类建筑小震、乙类建筑小震、丙类建筑中震不屈服、丙类建筑中震弹性下的设计结果,得到的一系列结论可供设计人员和规范修编参考。

风雨操场建筑基于中震性能设计的抗震分析

目前,我国对风雨操场类建筑结构的设计,是以小震弹性计算结构的内力和变形,再辅之以各种抗震技术措施以考虑大震影响,对于其在中震及大震作用下的抗震性能不够明确.本文以某单层带附属框架的风雨操场小震弹性设计模型为基准,分别进行中震不屈服和中震弹性设计,比较三种设计方法由性能目标不同所引起的构件配筋变化及抗震性能差别.研究认为:基于中震性能设计的风雨操场建筑较小震弹性设计结构总配筋量有所增加,更能保证中震可修、大震不倒的设防要求.

变电站RC框架结构基于中震下不同性能目标设计方法探讨

变电站是一定区域内的电力供应中心，提高其建筑抗震设防能力意义重大。针对我国抗震规范中没有给出对中等地震的具体的设防目标和性能水准的问题，提出了“中震轻微损坏”和“中震中等破坏”两个性能目标以及相应的性能指标．给出了利用SATWE软件基于这些性能目标进行变电站RC框架结构设计的方法，并利用时程分析验证了所提设计方法的可行性。

中震不屈服设计内力与小震弹性设计内力比较分析

《抗震设计规范(GB50011—2010)》及《高层建筑结构混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)》第一次将基于性能的抗震设计方法写入规范,中震不屈服设计是规范中基于性能抗震设计方法之一。通过比较规范中的中震不屈服计算方法与小震弹性设计在内力计算上的区别,建立小震弹性设计内力与中震不屈服设计内力比值随构件抗震等级、受力类型变化的函数关系,为今后中震不屈服设计提供参考。

绍兴环球纽约国际中心超高层中震性能设计

以主体161.1 m高的绍兴环球纽约国际中心框架-核心筒结构双塔超高层为例,分析了关键结构构件和普通结构构件的中震性能目标确立过程,验算了整体结构和各结构构件在中震作用下的性能状态。验算结果表明,本工程结构在中震作用下能满足预定的中震性能设计目标要求。

RC框架结构在中震作用下不同性能目标的弹塑性分析

我国抗震规范GB 50011—2001采用"三水准设防"、"二阶段设计"的办法,在小震下进行承载力设计和弹性变形验算,在大震下进行弹塑性变形验算,以保证"小震不坏","大震不倒"。但在"中震可修"水准上并没有给出具体量化的性能指标。文中以层间位移角作为性态指标,将"中震可修"性态目标划分为"轻微损坏"和"中等破坏"两阶段。采用结构三维非线性动力分析程序CANNY对一按现行规范设计的框架结构进行了计算,得出了该结构在中震作用下的变形及破坏情况,分析了按现行规范设计的该框架在中震下的性态以及是否中震可修,并在此基础上进行的一典型框架在上述两性能目标下的设计,得出了各性能目标下的结构内力、变形及破坏情况,以及结构所需的截面尺寸及配筋情况,对实行多性态设计有一定的参考价值。

广州市交通信息指挥中心结构设计

介绍楼高20层的交通信息指挥中心结构方案的优化布置、错层结构钢管混凝土核心柱设计以及节点构造、剪力墙平面外锚固长度不足的环梁方案、小剪跨连梁超筋的构造措施、悬挑结构斜拉杆的节点设计、现浇空心楼盖设计、柱网改变导致高位牛腿托换的计算分析及构造、屋顶大跨度的楼盖设计等,全面反映了该工程的结构设计难点和技术创新情况。

基于不同性能目标的RC结构抗震设计的效益分析

针对不同的建筑抗震设防类别和性能目标(小震丙类、小震乙类、"中震不屈服"和"中震弹性"),对框架结构和框架-剪力墙结构进行抗震设计。以小震丙类建筑为基准,比较按小震乙类建筑、"中震不屈服"和"中震弹性"设计时,结构地震效应和抗震措施的差别所引起的构件截面尺寸与配筋(即工程量)的变化。分析表明:①按中震设计时结构的楼层位移约为按小震设计时的2￣3倍。②框架结构:6度、7度区按不同性能目标设计,工程增加量都在10%以内;8度区,工程量增加很多,尤其是按"中震弹性"设计,混凝土和钢筋增加量都超过40%。③框架-剪力墙结构:6度区,只有按乙类建筑设计时,用钢量增加很多,约为82.0%;7度区,按中震性能目标设计时,用钢量增加很多,尤其是按"中震弹性"设计时,剪力墙截面非常大,实用性和经济性均较差。④《建筑抗震设计规范》中,对不同设防水准下的不同结构所规定的抗震措施(包括构造措施)具有重要意义。在低烈度区,单纯依靠提高设计地震作用进行设计,并不能达到提高结构抗震安全的目的;除非结构的重要性要求提高抗震设防类别,一般情况下,对结构的关键部位和关键构件采用性能设计,更为经济有效。

针对超限高层剪力墙中震拉应力问题的工程实践

水平地震作用会对高层结构的底部竖向构件产生轴向拉压作用。在高烈度地区,对超限高层建筑进行中震不屈服计算时,这种作用可引起结构底部某些剪力墙墙肢的拉应力,该拉应力可能大于混凝土抗拉强度标准值。在进行超限高层抗震专项审查时,按照《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的要求,剪力墙构件需满足中震不屈服墙肢平均拉应力不超过2倍混凝土抗拉强度标准值的要求。基于高烈度地区的超限高层设计实践,讨论了中震计算方法;论述了剪力墙拉应力与受剪承载力的关系;阐述了墙体中震拉应力的工程计算方法;最后,给出了中震拉应力不满足要求时的一种工程处理方法。

超限结构时程分析与中震分析

超限结构建筑体型复杂、高度较高、平面不规则、刚度突变、竖向抗侧力构件间断、承载力突变等多种因素,需确定合理的抗震性能目标。本文结合诺金饭店项目,重点解析时程分析与中震设计等性能目标,明确相关概念设计,列举具体计算分析方法及构造措施,在规范的基础上加以理解运用。

超高层转换结构中震性能目标的讨论

通过工程实例,讨论了转换结构构件的中震性能目标设定;中震弹性位移角宜在1.5~2倍小震弹性位移角范围内;关键构件的抗弯、抗剪性能应区别对待,提高抗剪储备;对于关键构件如果只是加大抗弯而忽略抗剪的增长,则将违背“强剪弱弯”的设计原则,加大抗弯能力同时应适当提高抗剪能力;应使用框支梁的抗弯实际配筋反算与之相连的框支柱的抗弯、抗剪承载力,以达到“强柱弱梁”的性能目标。

钢结构连廊结构设计探析——以滨海新城智慧城市运营管理中心工程为例

福州滨海新城智慧城市运营管理中心工程钢结构连廊结构设计,通过结构计算分析,比较分析了空腹桁架和普通桁架的工作机理和力学特点以及经济性指标,最终选择了普通桁架结构形式。基此,介绍了该工程连廊设计重点和难点,介绍了钢结构连廊中震设计,分析了连廊相关范围内楼板的应力分布特点,以及钢结构连廊的桁架节点形式。