泸定6.8级地震城镇居住建筑典型震害及启示

为分析泸定68级地震中城镇居住建筑的破坏情况,对位于震中磨西镇及周边城镇居住建筑的典型震害进行调查,总结了城镇居住建筑中框架结构及砌体结构的震害特征,详细介绍了一栋采用框架结构的高层住宅及一栋采用砌体结构的多层员工宿舍的破坏情况,并分析破坏原因。调查与分析结果表明:本次地震中,框架结构和砌体结构破坏普遍在底层更严重;框架结构震害总体较轻,未合理设计的楼梯及填充墙依然是框架结构中震害集中区;砌体结构墙体出现常见的各种斜向裂缝;除设计因素外,造成少量砌体结构倒塌可能原因是传统砌体结构抵抗竖向地震作用能力不足以及特殊场地地震放大效应。根据两种结构类型的建筑震害特征,对灾区重建及既有房屋改造提出了重点加强老旧建筑合规性排查、合理计算不利地段建筑的地震作用、适当引入合适的减隔震装置等针对性的设计建议,以提高城镇居住建筑的抗震能力,同时体现韧性城镇的设计理念。

泸定地震中典型隔震建筑震害分析

为落实国务院744号令关于在“两区八类建筑”中推广使用隔震技术的要求,推动隔震技术的健康发展,对位于泸定地震震中的两栋隔震建筑的震害情况进行了调查。分析了某教学行政楼中隔震层的阻尼器及连接件、支墩震害原因,介绍了某宿舍楼的隔震支座震损情况,对两栋建筑隔离缝等构造处理的不合理导致震损的不足之处进行了全面、系统总结。提出了隔震建筑设计应全专业协调,避免过多设置隔离缝将建筑分割过于零碎;与阻尼器连接支墩需进行剪扭验算;穿越隔震层的设备管道的柔性连接应设置U形段预留变形长度,宽度较大的隔离缝应注意防掉落及通行需求的设计及构造等改进意见。并对隔震结构的施工,产品的检验、验收及建设单位责任提出了相关要求。

489米超高层建筑抗倒塌分析案例研究

超高层建筑的抗倒塌设计是其安全设计中的重要一环,保障超高层建筑的抗倒塌性能对于保护人民生命财产安全具有重要意义。现阶段系统考虑超高层建筑抗地震倒塌和抗连续倒塌研究的工程案例还比较有限。该文对一489 m超高层结构的抗地震倒塌能力、抗爆能力和关键竖向构件拆除后的抗连续倒塌能力进行了分析,结果表明:该超高层结构在所选取的8组地震动记录下的抗倒塌安全储备系数为3.59,抗地震倒塌性能良好;在爆炸距离为5 m的情况下箱包炸弹的TNT当量达到约3.2 t时可以造成结构倒塌,在爆炸距离为10 m的情况下,面包车炸弹的TNT当量达到约10.0 t时可以造成结构倒塌;在巨柱、塔冠钢柱、次级钢框架吊柱和承重柱等关键竖向构件中的一根构件被拆除后,结构备用传递路径能够发挥作用,整体结构抗连续倒塌性能良好;在拆除两根底部巨柱的情况下结构未发生倒塌,而在拆除三根底部巨柱的情况下,若拆除的巨柱不是建筑相邻角四根巨柱的三根,则结构依然可以不发生倒塌,反之则发生倒塌。该文分析方法和结果可以为类似超高层建筑的防倒塌设计提供参考和借鉴。

基于高强钢筋的人防地下室顶板结构选型分析

人防地下室顶板因设计荷载大,梁板截面配筋率高,在人防工程土建成本中占比居高不下。在合适部位采用高强钢筋,针对顶板结构布置进行选型分析,可有效减少地下室顶板造价。梳理了地下室顶板人防设计荷载与覆土厚度及板短边跨度的关系,分别从理论公式计算取值与规范查表法得到了人防荷载的大致规律。采用加腋大板、单向次梁、十字梁3种布置方案对人防地下室顶板进行了柱跨度、覆土厚度、人防荷载等的参数化分析。综合地下室净高、用钢量等因素,分析表明加腋大板布置方案最优。基于8.7m×8.7m柱跨的加腋大板方案,研究了梁、板采用高强钢筋的经济性及用钢量占比,分析表明人防荷载越大,主要受力构件采用高强钢筋等级越高越经济。

大高宽比巨型框架-核心筒结构的整体稳定性分析

对一个高度为546m,高宽比为10的巨型框架-核心筒结构的整体稳定性进行了分析研究,推导了该结构修正后的刚重比。分析了各种因素如高宽比、楼层质量分布以及各构件(伸臂桁架、环形桁架、外框架梁、巨柱及核心筒、次框架、斜撑)等对巨型框架-核心筒结构的整体稳定性影响,并总结了这些因素的影响规律。结果表明,结构整体稳定性随着高宽比增大而降低,随着楼层质量分布系数减小而提高;外围设置巨型斜撑可有效提高结构整体稳定性。

某差异体量高层连体结构设计与分析

某连体建筑由52.35m高的框剪结构A塔楼和77.5m高的框筒结构B塔楼通过跨度为32.4m的单层钢连廊在47.75m高度上连接形成。两栋塔楼主体体量差异大,进行了4种连体连接方式的选型分析,确定了滑动支座设置于连廊上端的两端滑动的连接形式。重点分析了隔震连廊对主体结构的影响,结果表明连廊两端设置4个摩擦摆支座的弱连接形式,减弱了连体结构对主体结构的影响,主体结构可以分开单独进行分析设计。对整体模型进行了弹塑性分析,结果表明采用弱连接后,连体结构各构件达到性能目标的要求。对支承连体牛腿的有限元分析结果表明,牛腿采用三角桁架形式的布置及对应构造安全可靠。对连廊楼盖单人连续荷载及人群荷载分析结果表明,其舒适度满足规范要求。

基于ABAQUS的RC框架顶层端节点有限元分析

简述了一个RC框架顶层端节点在ABAQUS中的建模过程。采用混凝土损伤塑性本构模型,对节点模型进行了单调加载下的有限元分析。通过非线性分析结果与实验结果对比,研究了顶层端节点的受力机理,考察了混凝土强度,纵筋强度,配箍率等因素对节点受力性能的影响。

某九度区酒店隔震结构设计与分析

对一个9度区的酒店建筑进行了基础隔震设计与分析。分析结果表明,隔震支座参数设计合理,隔震层各项指标均满足规范要求,上部结构水平地震作用可降低1.5度设计。经过隔震设计的建筑,其抗震性能得到提高。

某空腹式型钢混凝土的托柱梁设计与有限元分析

简述了一个实际工程中的空腹式型钢混凝土托柱梁的设计与计算过程。并基于ABAQUS对其进行了有限元分析,结合有限元分析结果,提出了局部加强措施,为此类梁的工程设计应用提供了一些有益的建议。

9度区某复杂高层隔震结构设计

川投西昌综合医院项目位于9度区近断层,建筑体型复杂,上部结构竖向及平面不规则。为提高结构的抗震性能,在基础顶部设置隔震层,隔震层由铅芯橡胶支座、叠层橡胶支座、黏滞阻尼器和弹性滑板支座组成;隔震层以上采用框架-剪力墙结构。介绍了考虑1.5的近场地震增大系数后该工程的结构设计及隔震设计。隔震分析结果表明,结构水平地震减震系数为0.367,上部结构水平地震作用可按降低一度设计;罕遇地震下隔震支座的面压、水平位移等参数能够满足规范要求。结构性能化分析结果表明,隔震后的结构抗震性能得到提高,能满足抗震性能目标C的要求。加强了隔震沟挡土墙的设计,使得高11.7m的悬臂挡土墙满足大震弹性的要求。

某大高宽比超高层结构分析与设计

某框架-核心筒结构高249.95m,Y向高宽比达到8.2。重点分析了结构的刚重比、层间位移角、剪力墙名义拉应力等参数指标,并通过在避难层设置一道加强层,有效提高了结构侧向刚度,使得刚重比等控制参数满足规范要求。通过对一榀贯通剪力墙伸臂桁架的有限元分析表明,匹配的伸臂桁架刚度可使得伸臂桁架及相连的剪力墙及相关节点满足性能目标。针对结构存在斜柱的特点,分析了斜柱起始层拉力情况,并通过采取与斜柱相连的框架梁设置型钢梁及斜柱与核心筒之间设置暗梁等措施,有效降低了斜柱对结构产生的影响;对上述关键部位采取相应的加强措施后,对主体结构进行了大震动力弹塑性分析,结果表明各构件能够满足预定的性能目标。

9度区某高层钢框架-中心支撑结构消能减震分析

对一个位于9度区,高度为76.8m,采用钢框架-中心支撑体系的医院建筑进行了消能减震设计。对比分析了多遇地震与罕遇地震作用下该医院减震结构与非减震结构的地震响应。分析结果表明,地震作用下,设置的黏滞阻尼器滞回曲线饱满,耗散了大量地震输入结构的能量,减小了结构楼层剪力、层间位移角等参数的数值,改善了结构的损伤,提高了结构的抗震性能与安全储备,达到了预期的抗震性能目标。对消能子结构的节点区域进行了详细的有限元分析,结果表明,节点构造及承载力等满足要求。

梁与墙垂直相交时梁纵筋的锚固设计研究

采用有限元软件ABAQUS对梁与墙垂直相交节点进行了有限元模拟分析,在相同加载条件下,通过改变各模型梁纵筋的直径大小、配筋方式、墙内设置暗梁、墙内设置边框梁、墙后设置梁头、梁端增设梁垫、考虑楼板作用等各种参数,对不同构造做法中其节点的承载能力、锚固区钢筋的受力状态、屈服机制、节点区的损伤破坏模式等进行了分析研究。

成都美年广场某超高层办公楼结构抗震设计

介绍了成都美年广场某超高层办公楼的结构设计和抗震性能分析。塔楼地下3层,地上46层,采用框架-核心筒结构。重点介绍了塔楼的结构布置、抗震计算分析和基于性能的抗震设计目标及实现。整体结构通过弹性分析进行设计,并通过动力弹塑性时程分析进行复核设计。分析结果表明,结构的抗震性能满足规范及性能目标的要求。

长沙体育中心体育馆结构设计

长沙市国际体育中心体育馆为特大型甲级体育馆,规模18 087座,平面投影呈一椭圆平面,外轮廓长轴约252 m,短轴约203 m。屋盖采用了双向正交正放网架,内支座跨度为114.1 m×145.1 m,周边立面采用了平面桁架。体育馆结构设计复杂,文章主要介绍了设计中遇到的设计难点和采取的措施,包括大悬挑平台和楼板不连续的处理方法、预制看台和超长结构的设计、钢屋盖结构的布置,以及主要的计算分析和结果。

近断层脉冲型地震动对基础隔震结构水平向减震系数的影响分析

水平向减震系数是基础隔震设计的重要参数之一。为研究近断层脉冲型地震动对水平向减震系数的影响,以单自由度体系为研究对象,基于反应谱法,给出单自由度体系的水平向减震系数计算公式,考虑近断层影响,分析不同方法中水平向减震系数的差异;以多自由度体系为研究对象,选取36条近断层脉冲型地震动,同时剔除其中的主脉冲成分,得到36条非脉冲型地震动,将这72条地震动作用于多层基础隔震结构,基于时程分析法,对比了在脉冲和非脉冲型地震动作用下的水平向减震系数变化规律,并分析脉冲周期、场地类别和断层距对水平向减震系数的影响。研究结果表明:现行方法虽有一定的合理性,但是难以准确考虑近断层脉冲型地震动对水平向减震系数的影响。随着地震动强度的增大,水平向减震系数呈先减小后增大的趋势,相同地震动强度下,近断层脉冲型地震动作用下结构的水平向减震系数更大,变化幅度更大。近断层脉冲型地震动对水平向减震系数有放大作用,水平向减震系数的放大系数随着近断层地震动脉冲周期的增大,呈整体增大的趋势。当断层距较小时,水平向减震系数的放大效应更为显著,而与场地类别无明显关系。在近断层基础隔震结构设计中,水平向减震系数的放大系数建议取1.50。

组合隔震技术在高烈度区复杂高层结构中的应用研究

为探讨近断层的复杂高层建筑结构的隔震设计要点,结合某高层医院建筑结构设计实例,研究9度设防强地震输入、体型特别不规则和高预期抗震性能目标条件下采用隔震技术的适应性及对应措施,提出发挥不同隔震器件和减震装置性能特点的组合隔震技术方法。结果表明,组合隔震可减小隔震橡胶支座面压和水平变形,减少塔楼偏置引起的结构扭转效应、竖向高位收进引起的高振型效应,结构构件损伤程度和范围大幅降低,屈服耗能机制更为合理,有效提升了建筑结构的抗震能力。分析比较近场速度脉冲型地震波与考虑1.5近场增大系数的常规地震波作用下复杂高层隔震结构的地震响应差别,结果表明,在速度脉冲型地震波作用下的隔震层位移、上部结构层间位移角及层剪力均大于考虑1.5近场增大系数的常规地震波,采用1.5近场增大系数不能包络近场地震效应,隔震设计时应慎重考虑。

某带转换桁架超高层框架-剪力墙结构设计与分析

成都某超高层建筑高度为177m,高宽比为7.7,结构采用框架-剪力墙体系,局部设置钢支撑,提高了结构Y向刚度,改善了结构层间位移角、刚重比等计算参数;结构存在框架柱高位转换、大开洞楼板、穿层柱等特点,采用性能化设计方法进行设计,并对结构进行了基于构件拆除法的防连续倒塌分析。结果表明,结构各阶段的性能水准均能满足设定的性能目标,同时针对各阶段分析结果提出了相应的抗震加强措施。

某超高层大跨度门形双塔连体结构分析研究

通过7度区建筑高度198.1m、连接体跨度约33.9m的门形双塔连体结构——成都环球金融中心的设计实例,分析比较了斜向对称布置双塔楼连体结构的扭转位移比、刚重比等计算参数的控制及其与单塔结构的差别;分析比较了水平地震作用方向对塔楼和连接体结构内力的不同影响;讨论了竖向地震作用计算结果及其对连接体的设计影响;对连接体桁架有效传力路径、连体结构抗连续倒塌能力进行了验证分析和讨论。经分析发现,在结构设计时,连体结构连体层及其附近楼层的设计参数控制是设计的关键,连体层及其附近的楼板需进行加强,连体结构的竖向地震作用及地震作用方向要重点分析。分析结果表明,结构各设计参数均符合规范要求,结构整体稳定性较好,并满足抗连续倒塌设计要求,结构体系合理可靠。