双重抗震结构体系

提出了双重抗震结构体系,讨论了其抗震设防目标和设计原则.介绍了一个经受1995年神户大地震的双重抗震结构工程实例.对基于双重抗震概念提出的一种新型剪力墙的抗震性能进行了试验研究.基于单自由度体系的非线性动力分析研究了双重抗震结构体系的设计参数.

基于不同变形模式耗能框剪结构地震响应分析

基于地震作用下双重结构体系中两个分体系侧向变形模式的不同,提出一种在两个分体系之间设置BRB的新型耗能结构,以框架剪力墙双重结构为例,建立不同剪力墙与框架抗侧移刚度比耗能双重结构强度模型,输入6条不同特征的地震动记录进行非线性动力时程分析,结果表明:耗能双重结构与传统结构相比,出现了两个分体系模态振型不一致的交互振动,且基本周期增长;在BRB屈服强度设计为相应传统结构连梁内力的10%~33%时,耗能双重结构的峰值加速度、基底剪力、基底弯矩响应与传统结构相比均明显减小,尤其剪力墙响应更为突出,表现出了以框架为主引起的惯性力向剪力墙传递时被“切断”的耗能机制;耗能双重结构相比传统结构框架侧向位移响应有所增大,但合理设计BRB参数可以将层间位移角控制在规范限值内;耗能双重结构中剪力墙与框架抗侧移刚度比越大,峰值加速度响应和基底剪力响应减小越显著,框架侧向位移增大幅度也比较小,结构耗能效果越好。

双重结构中框架为何需要承担25%的地震作用

论述框架、压撑和拉撑各自的静力抗侧力性能,特别强调了随侧移增大抗侧承载力的退化;介绍了框架和支撑的抗侧承载力按照1∶1和1∶3的比例组成双重抗侧力结构后的抗侧力-侧移角曲线。结果表明:1∶1比例的双重抗侧力体系的抗侧力随侧移角增加,虽然压撑承载力在退化,但是框架的承载力在不断发挥作用,总的抗侧力不发生退化;1∶3比例的算例中因为框架承载力的增加不足以补偿压撑承载力的退化,期间总承载力会达到20%的退化,即退化20%是抗震性能优良的结构能够容许的最大值,这表明框架承载力占比低于25%时,双重抗侧力结构抗震性能将低于期望。

双重抗震结构体系在高层建筑中的应用

针对近年来几次大地震中 ,传统抗震结构体系在结构抗震性能控制方面存在的不足 ,提出了双重抗震结构体系的概念 ,讨论了其抗震性能控制目标和设计原则 ,并介绍了高层建筑结构中采用双重抗震结构体系的几个例子 。

框架-核心筒结构体系及其地震剪力分担比

使用框架-核心筒相互作用基本力学特性,对与地震剪力分担比有关的规范条文进行了评估。通过案例分析,详细研究了框架-核心筒结构的塑性铰发展过程、内力重分布以及地震剪力的流向。建立多道防线是抗震设计理论的一个重要组成部分,按现行的设计方法,对框架部分输入一个最小地震作用,使框架具有足够的强度,实现预期的大震性能目标,就能贯彻二道防线的概念。屈服后,框架和核心筒之间的内力重分布主要发生在结构的中下部区域,集中发生在底部区域。因此,建议周边框架承担的地震剪力按20%底部剪力和按框架独立承担25%结构底部总地震剪力得到的框架剪力二者中的小值进行调整。此外,对于超高层建筑周边框架刚度的强弱程度,采用扭转临界屈曲因子替代分担比或周期比作为指标性参数似乎更为合理。

钢支撑-混凝土框架体系在结构中的应用

通过钢支撑-混凝土框架结构体系、RC框架结构体系和框架-剪力墙结构体系的对比分析,结果表明,钢支撑-混凝土框架结构提高了结构侧移刚度,降低了结构自振周期,减小了结构侧移和层间位移角;钢支撑分担了部分楼层剪力,改变了结构的内力分布特点,降低了结构构件的内力,为双重抗侧力结构体系,具有良好的抗震性能,可应用于高烈度地区以及加固改造工程中。

放松人字撑不平衡力的条件

论述人字支撑架横梁设计时不平衡力取较小值时的支撑架性能和带来的后果,分析发现支撑架的性能决定于横梁能够承受的不平衡力。基于4个系列算例,介绍了框架和人字支撑架按照抗侧承载力比值为1∶1和1∶3组成的双重抗侧力结构的侧向力-侧移角曲线,其中人字支撑架的横梁能够承担GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》规定的不平衡力的30%和100%。因为压撑、拉撑和框架达到各自极限状态的侧移角是依次增加的,压撑先屈曲,然后承载力退化,但是框架的承载力在不断发挥,补偿了压撑承载力的退化。总的侧向力发生或不发生退化取决于横梁能够承担的不平衡力和框架与支撑的承载力比值。为此,拟合了总抗侧力退化不大于20%时框架抗侧承载力占比与支撑架横梁应该承担的不平衡力的比例关系。