高强混凝土装配式高层框架结构体系研究

大力发展和推广应用高强混凝土材料满足我国可持续发展战略需求,促进建筑领域"双碳目标"的实现,已成为我国高层建筑领域的主要发展方向之一。基于应用高强材料的过程中经常面临的材料强度与延性难以统一协调的问题,阐述了高强混凝土在装配式高层建筑中的应用思路,结合装配式建筑的特点,提出了一种新型的高强混凝土装配式高层框架结构体系,该结构体系采用具有大变形能力的装配式节点和消能减震技术,并对该结构体系进行了抗震性能试验。结果表明:该结构体系具有良好的抗震性能,耗能系统工作良好,实现了整体结构预设的破坏模式,且能充分利用高强混凝土材料、消能减震技术的优势,形成具有高抗震安全性、高耐久性、施工便利的装配式高层建筑结构。

超限高层结构抗震性能化设计方法探讨

随着我国超限高层建筑的大量涌现,团体标准《建筑结构抗震性能化设计标准》已颁布实施,对超限高层结构的抗震设计产生一定的影响。针对超限高层结构抗震性能化设计和抗震设防审查中若干值得探讨的问题,首先总结了超限高层结构抗震性能化设计方法;然后重点探讨了超限高层结构抗震性能化设计的3个重要指标:剪重比、框剪比和中震墙肢拉应力,提出了上述指标不满足规范要求时可采用基于抗震性能化设计的解决措施;最后,阐述了基于预设屈服模式的抗震性能化设计新方法。结果表明:长周期高层建筑的剪重比不满足限值时,建议通过修正反应谱的长周期段,验算结构的侧向刚度;对于框剪比限值,建议根据大震下的内力重分布规律对小震设计的框架剪力进行调整;基于预设屈服模式的抗震设计方法可实现对超限结构破坏模式的控制。

复杂高层建筑结构抗震性能评价方法研究

如何保证复杂高层建筑结构达到安全和经济的统一,是当前高层建筑结构领域的热点问题。本项目对复杂高层建筑结构抗震性能评价方法进行了系统研究,取得创新成果如下:首次提出了基于构件正截面承载力冗余分析的复杂高层建筑结构抗震性能评价方法;开发了用于结构弹塑性分析的混凝土本构关系子程序,建立了准确、高效的结构弹塑性时程分析方法,形成了基于弹塑性分析的结构抗震性能评价方法。提出了一种基于预设屈服模式的复杂高层建筑结构抗震性能化设计方法;给出了该方法的设计流程和软件实现方法。研究成果已在40余项重大工程项目中成功应用,并被相关规范采纳,对于提升我国复杂高层建筑结构的安全和经济性具有十分重要的作用。

C100高强混凝土框架-核心筒高层建筑结构抗震性能研究

高强混凝土与普通强度混凝土相比,具有节材、可有效减小结构构件的截面尺寸等优点,同时,可提高结构的极限弹性层间变形能力,使得结构竖向构件中震弹性设计(甚至大震弹性设计)存在可能性。本文对一栋7度区300m高的C100高强混凝土框架-核心筒结构抗震性能进行了系统研究,并与C60混凝土框架-核心筒结构进行对比分析,结果表明:(1)与C60混凝土结构相比,C100高强混凝土结构混凝土、钢材、钢筋用量分别降低了11.2%、17.3%和18.9%,同时,建筑的使用空间明显增加,经济效益显著;(2)通过性能化设计,在罕遇地震作用下,C100高强混凝土框架-核心筒结构竖向构件基本保持在弹性范围,可保证结构的抗震安全。研究成果可为高强混凝土在高层建筑结构中的推广应用提供技术支撑。

正交胶合木剪力墙抗震性能试验研究

正交胶合木(Cross-laminated timber,简称为CLT)具有重量轻、预制水平高、节能环保、强度和刚度较高等优势,适合于多高层剪力墙木结构。为了填补我国对于CLT剪力墙结构的研究不足,本文对国产CLT板材制成的剪力墙抗震性能进行了系统试验研究。首先对连接节点进行了拟静力试验,揭示了连接节点的破坏机理,然后对12个CLT剪力墙试件进行了低周反复荷载试验,得到了不同参数对CLT剪力墙抗震性能的影响规律。结果表明:(1)CLT剪力墙结构的承载力受到抗拉和抗剪两个方向上的双重制约;(2)当轴压比为0.024时,CLT剪力墙的极限承载力变化很小,而初始刚度和耗能能力均增加了70%左右;(3)拼接节点虽然使CLT剪力墙的承载力降低了15%左右,但是延性系数和耗能能力分别提高了40%和20%。研究成果可为CLT剪力墙结构抗震设计与性能评估提供参考。

正交胶合木剪力墙抗震性能理论分析与设计方法研究

在对国产正交胶合木(Cross-laminated timber,简称为CLT)剪力墙抗震性能试验研究的基础上,本文对CLT剪力墙抗震性能进行了理论分析与设计方法研究。采用有限元软件Open Sees根据试验结果对连接节点数值模型进行校准,建立了CLT剪力墙数值模型,并进行了参数化研究,得到了不同节点布置方式和设置拼缝对CLT剪力墙抗震性能的影响规律。在现有承载力计算方法的基础上,提出了考虑连接节点拉剪耦合的CLT剪力墙承载力计算公式。结果表明:(1)有限元计算结果和试验结果吻合良好,可以用于CLT剪力墙结构性能计算和评估中;(2)提出的CLT剪力墙承载力计算公式简明、可靠,便于工程设计人员使用。

C100高强混凝土框架-核心筒消能减震结构抗震性能研究

我国现行建筑抗震设计规范中要求结构(构件)在满足承载力的同时,需具备足够的变形能力,但是由于高强材料在延性上的不足,高强混凝土结构构件可能无法同时满足以上要求。为充分发挥高强混凝土竖向构件承载力,基于设置消能减震装置集中耗能降低结构地震响应的方法,对7度设防区C100高强混凝土框架-核心筒消能减震结构抗震性能进行研究。结果表明:在罕遇地震作用下,C100高强混凝土框架-核心筒结构竖向构件基本保持在弹性工作状态,消能减震技术可有效降低地震作用,保证结构的抗震安全;通过不同消能减震方案对比分析得到,在加强层以及结构剪切变形较明显的楼层布置合理数量的黏滞阻尼器减震效果最好。

正交胶合木剪力墙体系抗震性能研究概述与发展

正交胶合木(CLT)板材具有质量轻、平面内强度和抗剪性能好的特点,其组成的CLT剪力墙体系可以通过连接节点的延性变形来耗散地震能量,具有良好抗震性能。本文总结了国内外关于CLT剪力墙体系抗震性能的最新研究成果,重点阐述了CLT剪力墙体系的模型抗震试验结果,分析了目前主要采用的数值分析方法,探讨了CLT剪力墙体系的抗震设计方法,并对未来的发展进行了展望。