摇摆桁架-BRB-钢框架体系地震失效模式与抗震性能分析

建筑结构抗震设计所希望的结构地震失效模式是完全梁铰式失效,由于各种不确定性的存在,在实际地震中,结构是否能发生完全梁铰式失效是无法预知的。而防屈曲支撑构件(BRB)延性较大,在地震作用下可稳定地耗散地震输入结构的能量。鉴于此该文提出了一种摇摆桁架-BRB-钢框架体系,采用静力推覆分析方法,识别出了结构的主要地震失效模式,对其失效路径以进行了分析;对传统钢框架结构、摇摆桁架-钢框架体系、摇摆桁架-BRB-钢框架体系在小震、中震、大震作用下进行时程分析,并基于峰值层间位移角评价了三种结构的抗震性能。结果表明摇摆桁架-BRB-钢框架体系,在结构耗能减震、失效模式的优化控制,降低结构的残余变形等方面均起到了重要作用,新结构的侧向变形较传统钢框架结构更加均匀,结构整体参与耗能的能力更强。

摇摆桁架-BRB-钢框架体系耗能减震效果研究

在摇摆桁架-BRB-钢框架体系中设置BRB构件,以增强结构体系的耗能能力,控制并减轻结构的地震损伤。基于大震作用下的时程分析,对BRB构件的耗能量、能量时程曲线、累积位移系数以及结构层间位移集中系数进行了分析。结果表明:摇摆界面上的BRB构件滞回环饱满,在地震作用下能稳定地发挥耗能能力,各层BRB构件的屈服顺序以及耗能量的大小对该层的耗散地震能量的先后和大小影响较大,BRB构件累积位移系数随楼层数的增加而增大;摇摆桁架-BRB-钢框架体系侧向变形和结构损伤较原钢框架结构更加均匀,同时,BRB构件的耗能减震作用可提高结构体系抵抗地震损伤的可恢复性。

双重耗能摇摆桁架-钢框架结构体系的抗震性能分析

为了提高结构的抗震性能,提出了一种双重耗能摇摆桁架-钢框架结构体系,即在摇摆桁架和钢框架连接处安装黏滞阻尼器,并在桁架底部设置自复位支撑(SCED)。建立了该系统的数值模型,并与摇摆桁架-钢框架对比分析,以研究其在地震下的抗震性能。结果表明:黏滞阻尼器在地震作用下充分发挥耗能能力,自复位支撑在地震作用下的残余应变基本为零,并能为结构提供足够的自复位能力,结构的抗震性能得到了很大提高。

摇摆桁架-钢框架结构的刚度比需求及地震响应分析

摇摆墙体系作为一种具有良好工程应用前景的新型结构形式被越来越多的工程人员所接受,但其自重大、易开裂、增大结构质量等问题一直困扰着广大科研人员。考虑到传统的摇摆墙体系的诸多不足,该文提出了摇摆桁架-钢框架体系,并对摇摆桁架的设计方法进行了探索与研究,给出了基于需求刚度比的设计建议。基于小、中、大震作用下的时程分析,对耗能构件的能量耗散以及累积位移延性进行了分析,研究了摇摆桁架-钢框架体系塑性铰形成过程以及结构的地震失效模式。结果表明,采用摇摆桁架-钢框架体系能显著改善、优化和控制钢框架结构的地震失效模式,提高结构的抗震性能。摇摆桁架体系作为-种新型摇摆结构,其功能可恢复性明显高于传统的抗震设计结构。

轻钢交错桁架结构体系与钢框架的对比分析

介绍了轻钢交错桁架结构体系的主要特点，通过对某工程分别采用交错桁架结构和框架结构方案的对比分析，表明交错桁架结构体系是一种灵活大空间建筑体系和受力性能优良的结构体系，综合经济效益显著，应在我国得到推广和应用。

钢框架-桁架新型结构体系抗震性能分析

为改善钢框架-支撑结构体系中支撑易屈服问题,简化钢框架-钢板剪力墙结构体系中剪力墙的受力,结合钢框架-钢板剪力墙结构体系中钢板剪力墙"拉力带"受力特性和两侧开缝钢板剪力墙简化模型,提出了一种新型结构体系——钢框架-桁架结构体系。对钢框架-桁架新型结构体系进行了介绍,通过SAP2000建立了钢框架-桁架结构体系模型,对这一新型结构体系进行了模态分析、反应谱分析和线性时程分析并与钢框架-钢板深梁结构体系和纯钢框架结构体系进行了对比。分析结果表明钢框架-桁架结构体系有较高结构抗侧刚度;在地震作用下,钢框架-桁架结构体系与钢框架-钢板深梁结构体系具有相似的动力特性,在一定条件下利用钢框架-桁架结构体系简化和等效钢框架-钢板深梁结构体系是合理的。

交错桁架结构体系与钢框架的性能对比分析

简要介绍了交错桁架结构体系的基本组成和主要特点,并通过有限元分析方法对交错桁架结构体系和框架结构体系进行比较分析,结果表明交错桁架结构体系是一种灵活的大空间建筑体系和受力性能优良的新型结构体系,综合经济效益显著,适应我国建筑业发展的需要,应得到深人的研究和广泛的推广应用。

交错桁架钢框架结构抗震性能研究现状

交错桁架钢框架结构体系具有高效、实用、经济的特点,符合建筑工业化发展的趋势,目前已经在一些国家的低烈度抗震设防区域广泛应用,众多的优点使其对中高烈度抗震设防区域也有较大的吸引力。提出相应的抗震措施及设计理论以提升其抗震性能是促进交错桁架钢框架结构体系在中高烈度抗震设防区域应用的关键。首先,介绍了交错桁架钢框架结构体系的受力特点及其工程应用情况,总结了国内外关于该体系的抗震性能分析研究成果及设计理论,介绍了专门针对交错桁架钢框架结构的规程和指南,系统总结了国内外在桁架、楼板、连接与节点性能的试验研究成果。最后对交错桁架钢框架结构体系在中高烈度抗震设防区域应用所面临的问题进行讨论,并指出需进一步开展的研究工作。

摇摆框架结构体系研究进展

摇摆结构体系是一种放松上部结构与基础之间约束或放松构件间约束,使两者接触面处仅受压而不受拉,确保结构在地震作用下发生抬起,并通过重力或预应力回复机制使结构复位形成摇摆行为的新型结构体系,能够有效降低构件损伤程度,提高抗震性能,便于震后修复。文中系统介绍了该新型体系基本力学原理,重点论述了两类结构的试验、数值模拟及设计方法的研究进展,并指出了该体系研究存在的不足和发展方向,为后续研究提供参考。

应加强研究钢结构住宅的结构体系

目前钢结构住宅中应用的结构体系不够多样,结合国外的已建工程实例,提出应探索和研究更为广泛的结构体系。

美国多层钢结构住宅——典型结构体系及案例介绍

在多高层住宅中，使用钢材构造结构体系能加快工程进度、降低造价、减少开支、加快资金流转。已建的工程表明，钢结构体系能理想地应用于旅馆、公寓楼和高档住宅楼，满足各种功能要求。近年来，美国的一些多层住宅用钢材取代传统的混凝土结构或者是木结构。本文将以几个典型工程为例，向读者介绍美国多层钢结构住宅使用的一些典型结构体系及工程基本概况。

错列桁架结构体系的静力弹塑性分析

应用有限元程序SAP2000,对错列桁架体系进行了静力弹塑性分析,并对该体系的抗震性能做出了评价.

钢结构提升井塔体系的探讨

提升井塔承担着矿井生产的人员升降、设备运送、矿产资源提升等任务,是矿井生产的重要构筑物。目前国内井塔的结构型式多以钢筋混凝土结构为主,其刚度大、承载力高,但缺点是自重大、施工周期长、占用井口时间长,钢结构井塔自重轻,抗震性能好,具有很好的应用前景。根据井塔的工艺要求、功能特点,结合钢结构的受力特性,从结构的平面和竖向布置、抗侧力体系构造等方面分析了钢结构井塔的结构体系,包括钢框架-支撑体系、巨型钢框架体系、桁架筒体体系,阐述了各体系的优点和存在的问题。重点对钢框架-支撑体系进行了计算分析,为钢结构井塔的设计提供参考。

交错桁架钢框架体系的地震损伤控制研究现状与展望

地震作用下,交错桁架钢框架体系(staggered truss steel framing system,STF)存在破坏模式不理想、结构冗余度低、抗震延性较差等问题,在高烈度区的推广应用受到限制。为推动STF的地震损伤控制(seismic damage control)研究,在梳理国内外STF理论分析、试验研究以及有限元分析(finite element analysis,FEA)等研究现状的基础上,总结STF地震损伤控制研究存在的问题,展望可行的创新研究方向,并建议在以下3方面展开进一步研究:通过设置阻尼器或形成混合结构体系,从而引入地震损伤控制机制,可改进STF的地震破坏模式,提高抗震性能;建立评价STF地震损伤控制改进方案的统一有限元基准模型,从而有利于评价各改进方案的有效性,并对比研究其适用范围;完善STF竖向与水平耦合抗力系统的地震鲁棒性研究,建立适用于STF的地震损伤评估方法。

装配式钢结构建筑的工程设计与应用

以济阳县第二实验小学教学楼为例,对其主体结构、围护体系和连接节点等关键点进行了设计分析。该项目主体采用装配式钢框架体系,墙板采用带钢丝桁架混凝土复合墙板,楼板采用预应力混凝土钢肋叠合板,梁柱、外墙、楼板、楼梯等部件全部在工厂预制完成,预制部分高达95%以上,现场无需搭设脚手架,施工工期短,为装配式结构住宅体系的工程应用提供了有效的参考范例。

长距离输送钢栈桥结构形式的设计与选择

为了保证大型粮油加工企业的正常生产,原料的接收、储存、发放至关重要,因此钢栈桥得到了大量的运用。以工程为例,介绍了两种常用的栈桥结构形式,分析了两种结构形式的适用范围,以使栈桥设计更为安全、经济、合理。

浅谈钢结构在多高层住宅中的应用趋势

从结构性能、使用功能、经济效益等多方面,阐述了钢结构的优越性,介绍了常用的钢结构体系有框架体系、框架支撑体系和桁架体系,并对钢结构住宅中阳台处理及防火方式作了探讨。

厦门某产业园展示中心钢结构设计

某产业园展示中心钢结构项目建筑造型飘逸,但左半侧区域结构仅两个支撑腿落地,存在较多设计难点。结构设计时结合建筑需求,通过上部两层通高桁架的设置,提高了上部结构竖向刚度;通过两个落地钢管混凝土支撑腿的设置,加强了上部桁架支承结构的刚度和承载力冗余度;通过YJK、MIDAS/GEN等软件对结构整体模型及局部构件进行多工况包络计算分析,保证结构构件安全且具有较好的受力性能,最终本工程结构设计难点问题得以有效解决。

世博会上海企业馆复杂空间钢结构设计研究

上海世博会企业联合馆钢结构屋盖采用双向正交正放钢结构空间桁架体系,内设悬挂式剧场和展厅,通过复杂的技术手段和建筑变形,从视觉上传达上海企业联合馆的精神,是上海工业与工业精神的象征。系统介绍了上海世博会企业联合馆结构设计过程,进行了钢框架结构体系与钢框架-支撑结构体系的分析比较,对钢框架柱内力重分布和钢结构节点连接进行了优化设计,并进行了桩基方案比较分析。

北京饭店二期改扩建工程商业部分结构设计

北京饭店二期改扩建工程商业部分,结构平面和竖向均不规则。设计时,利用钢结构的优势,选择钢框架-支撑体系结合转换桁架的方案解决了设计中的难点。文章系统介绍了工程的设计内容,包括结构体系的形成,整体计算分析,罕遇地震下结构变形验算等。