广州大学城应用组合基础隔震技术

3万平方米的办公大楼竟然“飘”在209个橡胶垫上。国内规模最大的采用隔震技术的单栋建筑——广州大学行政办公楼日前正式修建。中国工程院院士周福霖介绍说:“传统建筑抗震是‘硬碰硬’,我们的新技术则讲究‘以柔克刚’。”

广州财富中心施工过程抗震性能模拟分析

高层结构施工规模巨大,施工周期长,在施工过程中仍有一定概率经要受地震作用的考验。利用大型有限元软件ABAQUS建立了广州财富中心施工各阶段的有限元模型,采用时程分析方法对广州财富中心各施工阶段的未完工结构在多遇地震和施工荷载组合作用下的抗震承载力和结构变形进行了分析,验证了结构在施工过程中的安全性。还对不同地震波作用下结构的振动响应进行了对比分析,结果表明:结构的地震响应受地震波卓越频率的影响十分明显,超高层结构在低频长周期地震波作用下的响应明显大于高频地震波作用下的响应。

基于能量平衡的既有建筑结构抗震加固性能化设计方法研究

由于规范标准对结构抗震设计要求的不断提高以及结构在长期服役过程中性能的逐渐劣化,既有建筑结构的抗震性能不再满足设计要求,开展其抗震加固设计研究势在必行。然而,目前的加固设计方法往往需要大量的非线性动力计算反复迭代,增加了设计的难度,降低了其适用性。基于能量平衡概念,提出适用于增设消能减震装置的既有建筑结构抗震加固性能化设计方法。该方法考虑了多地震水准性能目标,设计过程中无需开展非线性动力计算,且迭代次数少。采用所提方法对Benchmark钢框架结构进行加固设计,通过非线性动力分析评估了加固前和加固后结构的抗震性能。研究结果表明:加固后,所有楼层的位移角均明显降低,小震、中震和大震时的平均降幅约为20%,可见加固后结构抗震性能得到了显著改善;加固结构在小震、中震和大震下的层间位移角均与设计值吻合,实现了预期的层间位移角和屋顶位移角目标,验证了所提方法的有效性;所提方法设计的阻尼器在小震时整体保持弹性状态,在中震和大震时进入屈服耗能状态,实现了预期的耗能机制,且阻尼器延性需求沿楼层的分布较为均匀,进一步表明了设计方法的合理性。研究成果可为既有建筑结构的抗震性能加固设计提供参考。

组合基础隔震技术在广州大学城的应用

3万平方米的办公大楼竟"飘"在209个橡胶垫上。国内规模最大的采用隔震技术的单栋建筑——广州大学行政办公楼已正式修建。中国工程院院士周福霖介绍说:"传统建筑抗震是‘硬碰硬’,我们的新技术则讲究‘以柔克刚’。"

新型纤维增强工程塑料板夹层橡胶隔震支座力学性能试验研究

本文研究开发了一种适用于经济欠发达地区的低造价新型隔震装置———纤维增强工程塑料板夹层橡胶隔震支座(SFRPB)。这种新型隔震支座选用不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料板代替普通叠层橡胶隔震支座中的钢板,使之具有重量轻,造价低,性能好,隔震效果明显,运输和施工安装方便的优点。本文对SFRPB支座进行了压缩特性、极限压缩性能、剪切特性、剪切应变相关性及轴向面压相关性等力学性能试验。研究表明:不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料板满足隔震支座对加劲材料力学性能的要求,可作为加劲板替代普通叠层橡胶隔震支座中的钢板。SFRPB支座性能稳定,竖向刚度远大于水平向刚度,是一种理想的隔震装置。

高层装配式层间隔震结构的抗震性能及破坏失效模式研究

本文在同时考虑隔震层及其上、下部结构非线性的基础上,对一高层装配式层间隔震结构进行了动力弹塑性分析。通过分析结构地震响应,研究其不同地震波输入下的抗震性能。并通过增量动力分析(IDA)探讨高层装配式层间隔震结构在超大地震下的损伤机理和失效破坏模式,为高层层间隔震技术的发展提供了理论依据。

广州新电视塔结构模型振动台试验研究

广州新电视塔高610m,由1座高达450m的主塔和1个高160m的天线桅杆构成,采用椭圆形钢结构外筒和椭圆形混凝土核芯筒组成筒中筒结构。其外框筒为由斜向立柱、水平斜向环梁和斜撑组成的中部纤细、中轴线倾斜的复杂结构体系,在高度、形体上均具有创新和突破。对这种特殊的结构,现行规范没有明确、统一的抗震设防标准。为研究它在地震作用下的抗震性能,广州大学工程抗震研究中心进行了1∶50比例模型的模拟地震振动台试验,同时采用大型三维有限元程序对模型进行了时程分析。研究了结构的自振特性、阻尼比、地震反应特征、扭转作用、内外筒协同工作等问题,并对整体结构的破坏形态和破坏机理进行了探讨。试验和分析结果均表明,结构总体上满足初步设计的抗震设防目标要求。

重要性不同的现有结构抗震加固设计地震动参数研究

提出了重要性不同的现有结构抗震加固设计基准期取值原则,给出了现有结构抗震加固设防水准的定义。基于地震危险性特征分区,利用地震动参数的危险性曲线公式对重要性不同的现有结构抗震加固设计地震动参数进行了分析。同时,为了便于工程设计人员使用,给出了现有结构设计地震动参数取值的简化方法。最后,通过算例解释了理论方法和简化计算方法中抗震加固设计地震动参数的取值方法和步骤。

错位转换高层建筑结构竖向地震作用下的抗震性能研究

关于错位转换高层建筑结构在竖向地震作用下的动力特性和受力特性的研究目前还鲜有文献,采用Sap2000V9有限元程序对一实际带错位转换高层结构竖向动力特性和动力反应进行了分析研究。研究了竖向振型数对上、下部转换梁内力和主要竖向受力构件轴力的影响;用反应谱法和时程分析法计算了竖向加速度、竖向层间位移及竖向动应变,分析了上部、下部转换梁梁端点及梁托柱点所在位置节点动力反应随楼层变化情况,并将转换梁端点的反应和梁托柱的反应进行了对比分析研究。还计算了上、下部转换层梁托柱、承托墙肢、框支剪力墙、框支柱等的轴力,并将其与重力荷载代表值下轴力比值进行了对比研究。研究分析表明,竖向基本振型对构件内力起主要作用,竖向第5阶以上振型对转换梁和各竖向主要构件轴力影响很小;梁托柱点竖向位移、竖向加速度远大于其梁端点的反应;上、下部转换梁端点处竖向构件竖向应变在转换层上一层发生突变;同时会使两错位转换层之间楼层竖向构件竖向应变局部增大;楼层越高,其相应竖向构件的反应谱法与重力荷载代表值、时程均值与重力荷载代表值内力比值就越大;竖向地震作用下承托墙肢顶部一层和框支剪力墙底部三层轴力会发生突变。

带SRC桁架转换层及钢加强层高层建筑抗震性能研究

本文对一座设置钢骨混凝土桁架转换层及两道钢桁架加强层的超高层建筑结构模型振动台试验结果进行了分析,发现Ⅶ度小震和中震阶段在下部转换层和中部加强层加速度突变较大,而上部加强层突变较小;在Ⅶ度大震阶段由于转换层及其附近楼层裂缝的出现,地震能量转嫁到中部加强层,致使中部加强层加速度突变出现大幅度的增长,该层及附近楼层核心筒墙肢出现一定程度的破坏。采用SAP2000有限元程序对该结构模型进行了小震阶段三维分析,并与试验值进行了对比。从动力特性来看,前几阶周期比较吻合,高阶周期误差较大;从动力反应来看,侧移曲线、加速度包络图、地震作用包络图在整体上符合较好,但在中部加强层和转换层处突变幅度计算值偏小;从层间剪力包络图来看,试验值与有限元计算值都呈现近似直线分布。

带竖向隔板的屈曲约束钢板剪力墙抗震性能试验研究

提出了一种带竖向隔板的屈曲约束钢板剪力墙,通过角钢加劲肋的设置在内嵌钢板与外围约束混凝土板之间形成间隙,并在内嵌钢板中部设置竖向隔板。采用1/3缩尺模型,对该新型钢板剪力墙在低周反复荷载作用下的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、延性性能、等效刚度、承载力退化及耗能能力等性能进行研究。利用ABAQUS对试件进行了有限元模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明,由于该新型钢板剪力墙设置竖向隔板,避免了内嵌钢板的整体屈曲,延缓了混凝土板的破坏,改善了剪力墙的受力性能,是一种性能优越的新型钢板剪力墙。

土木工程结构全寿命期地震损失成本进展研究

近年来在西太平洋地区发生的一系列重大自然灾害如地震、飓风等给人类社会敲响了警钟,为了应对重大自然灾害的不利影响,世界各国政府都在研究或已经出台了防灾减灾保险法律如地震保险法加以应对,这应该说是防灾减灾研究的一个必然的趋势。而完善的地震保险政策的出台必须建立在工程结构全寿命期地震损失成本研究的基础上。由于我国目前工程结构全寿命期地震损失成本研究等基础应用研究的缺乏导致我国巨灾保险政策迟迟难以推出,基于此,总结和回顾了工程结构全寿命期地震损失成本研究的理论内涵和研究现状,分析了以往工程结构地震易损性研究和全寿命期地震损失成本研究所面临的理论缺陷和应用局限,重点阐述了基于组合的地震易损性研究的理论优势、具体实施步骤和关键技术特点,最后展望了基于此建立我国工程结构全寿命期地震损失成本研究框架体系的重大意义。

纤维增强工程塑料板橡胶隔震支座力学性能理论研究

针对适用于村镇地区的纤维增强工程塑料板橡胶隔震支座,提出基本力学性能的解析公式。基于隔震支座橡胶应力的静水压力假定,同时考虑了橡胶可压缩性及加劲层泊松比的影响,建立隔震支座单层分析单元在轴压及纯弯曲状态下的平衡方程,求得静水压力的解析解,进而通过积分求得单层分析单元的压缩模量及弯曲模量的解析解,并进行了参数分析。进一步推导出支座水平等效刚度的解析公式。基于abaqus软件建立一组支座单层分析单元的有限元模型,进行轴压和纯弯曲分析。将有限元结果与文献中两种解析公式以及本文中解析公式进行了对比。结果表明,推导的解析公式具有较高的精度,且较其他解析解具有明显的优势,为在村镇地区推广此类隔震支座提供理论分析基础。

抗震设防烈度的决策分析方法研究

研究了抗震设防烈度的决策分析方法,提出了“最优经济设防烈度”和“最优安全设防烈度”的两种决策分析模型,并引出了社会可接受死亡率的概念。通过算例分析可以发现,社会可接受死亡率的不同等级对最优设防烈度的确定具有决定作用,确定最优设防标准仅考虑经济效益是十分不全面的,还需要考虑人员伤亡的影响。

错位转换层位置对高层建筑抗震性能影响的研究

本文采用有限元程序对设有错位转换的高层结构进行了空间时程地震反应分析,论述了错位转换层整体位置、错位转换层相对位置对结构动力特性、动力反应及竖向构件内力的影响。分析结果表明,错位转换层整体位置的变动及相对变动对结构周期、主要振型和相对位移影响不大;随着错位转换层整体向上移动,在转换层处的层间位移角的突变会加剧;当两错位转换层相距3层左右时,高层结构地震反应最不利;错位转换层的存在会使两错位转换层附近的竖向构件内力发生突变,设计中应予以加强。

钢管混凝土柱结构节点抗震性能研究

钢管混凝土结构推广应用的关键技术问题之一是节点问题。通过低周反复荷载试验及地震模拟振动台试验 ,对三种型式的钢管混凝土柱框架结构的梁柱节点 (单梁节点、单双梁节点、双梁节点 )的抗震性能进行了理论分析及试验研究 ,研究表明 ,三种节点均具有良好的抗震性能 ,其中尤以单梁节点为最佳。

村镇建筑基于性态的抗震设防标准研究

关于抗震设防标准的设定,我国传统的做法是把城市和村镇地区统一考虑,采用统一的抗震设防标准,而没有考虑村镇地区的发展落后、经济水平有限、几乎很难采用规范规定的设防标准进行抗震设防的实际情况,从而导致村镇地区的设防能力很差,几乎处于不设防的状态。基于性态的抗震设计理论的诞生,为村镇建筑的抗震设防提供科学依据。该文从性态理论出发,考虑村镇地区的实际情况,研究适合村镇建筑的抗震设防标准,使得村镇地区可以进行合理的抗震设防。主要从三个方面研究,包括村镇建筑的功能分类、村镇建筑的性态目标和村镇建筑的抗震设计类别。结果表明,该文提出的方法充分考虑了村镇地区的现实条件,具有一定的可操作性,可为村镇建筑抗震设防,确保村镇建筑的地震安全性提供依据。

考虑地震环境下现役结构抗震加固设防地震动参数研究

提出了现役结构抗震加固设计基准期的概念,并提出了不同重要性的现役结构抗震加固设计基准期的取值原则,分析了现役结构抗震加固的设防目标。在用形状参数k作为表征不同地区地震危险性差异的基础上,由地震烈度的危险性曲线公式推导了设计地震加速度Amax和地震影响系数αmax的危险性曲线计算公式,进而对具有不同后续设计使用寿命期的现役结构不同设防水准的抗震加固设防地震动参数进行了研究,给出了设计地震动参数的计算步骤,为现役结构的抗震加固设计提供了依据。

房屋建筑抗震易损性分析方法研究综述

论述了国内外房屋建筑抗震易损性分析研究的概况,首先对房屋建筑易损性研究方法给予了较为全面的论述,包括:历史震害统计法、经验与理论结合法、模糊比较法、动态分析法和结构计算方法等,并对各种方法的优缺点及使用范围进行了总结,最后提出了当前房屋建筑结构易损性分析存在的问题和今后研究工作开展的方向。

广州国际会展中心张弦式桁架索力测试

结合现场测试工作,对频率法测量索力的理论与技术应用于张弦式桁架索力的测试进行了探讨.测试结果表明边界条件为铰支并考虑刚度影响的计算公式与实际索力较为接近.频率法测量索力可作为张弦式桁架施工中索力的监控手段.