钢框架内填RC墙结构层间侧移限值的试验数据统计分析

钢框架内填RC墙结构是一种新型组合结构体系,我国建筑抗震设计规范尚未规定其变形限值。为提出钢框架内填RC墙结构在不同地震水准下合理的层间侧移限值,本文对已有的钢框架内填RC墙结构的试验数据进行了统计分析,基于概率方法分析了钢框架内填RC墙结构在开裂、显著屈服、峰值荷载、破坏时的最大层间侧移比。同时,还采用累积层间塑性侧移比、累积延性比、累积能量耗散系数对钢框架内填RC墙结构破坏时的性能点进行了定量描述。分析结果表明:钢框架内填RC墙结构首次开裂时的平均层间侧移比为1/1368;取单侧置信区间下限确定的钢框架内填RC墙结构显著屈服及峰值时刻的最大层间侧移比分别为1/253及1/97。钢框架内填RC墙结构在破坏时以单侧置信区间下限确定的最大层间侧移比及最大层间位移延性比分别为1/64及3.50;所对应的累积层间塑性侧移比、累积层间位移延性比、以及累积层间能量耗散系数分别为0.12、26.45、及12.13。

填充墙对框架结构侧移及层间位移角影响分析

为了研究填充墙对框架结构侧移和层间侧移角的影响特点,给结构设计提供参考和建议,建立了29个带填充墙的框架结构有限元分析模型,输入3种不同的地震波进行了时程分析。填充墙体对框架结构抗侧移大小和层间侧移角的影响不容忽略,影响其大小的因素主要有填充墙体材料、数量、位置以及计算时地震波的选用。为避免由于填充墙体布置不当造成所谓的"薄弱层",建议本层填充墙体数量不得小于其上部楼层的60%。最后,给出了考虑填充墙体作用的结构刚度计算公式。

底部两层框剪砖房层间侧移刚度比的合理取值

底部框剪结构多层砖房在城市建设中应用广泛。这种房屋的特点是由两种承重和抗侧力体系构成的,以典型房屋为基础,编制了剪切型结构弹塑性动力时程分析通用程序,通过减小剪力墙厚度、数量或材料标号的方法,其它层的质量和刚度不变,采用多种层间侧移刚度比以及多种层数进行了弹塑性动力分析,讨论了这类房屋相邻层间侧移刚度比的合理取值问题。可供工程设计和编制有关的规范、规程参考。

竖向荷载影响的框架层间弹性侧移计算

提出了框架层间几何非线性弹性侧移的近似方法,此方法不仅计算结果比较准确,而且收敛速度快,方法的原理和步骤简单易掌握。

梁式转换层结构层间侧移角比的取值分析

采用转换层上、下层间侧移角比来描述转换层上、下刚度的变化,对十七层大底盘大空间托墙形梁式转换层结构进行刚度计算分析,给出了侧移角比的取值合理范围。

建筑结构抗震变形验算中层间弹性位移角限值的研讨

本文通过对试验结果的统计分析、弹性有限元分析及与国际上主要抗震设计规范的设防目标及其限值的比较后认为我国现行抗震设计规范中用于“小震”下变形验算的弹性层间位移角限值偏大，难以满足第一水准的抗震设防要求。在综合考虑了试验数据、计算结果、实际工程计算侧移角的统计资料以及小震下建筑结构的容许破坏程度等因素后，提出了可供修订规范参考的结构弹性层间侧移角限值。

基于IDA的多层钢筋混凝土框架残余侧移分析

利用Open Sees非线性有限元软件对6层钢筋混凝土平面框架结构进行数值模拟。首先选取24条地震动记录,通过对比分析两个不同地震动强度指标对残余侧移响应离散性的影响,选取合理的地震动强度指标。然后采用Sa(T1,5%)调整24条地震动记录,使其成为具有多重强度水平的地震动记录。对该模型进行增量动力分析,得到各层的残余层间侧移角和最大层间侧移角并比较残余侧移和最大侧移的分布规律,分析了结构的残余侧移随最大侧移的变化过程以及两者的相关系数,发现两者的相关性较好,这表明可以根据震后残余层间侧移角估计最大层间侧移角。另外,也分别分析了基于弹塑性层间侧移角限值和倒塌临界状态的残余层间侧移角概率分布,结果表明结构的最大层间侧移角达到抗规限值0.02后,结构仍然有较大的塑性变形发展。

钢框架结构直接基于位移的抗震设计方法研究

将钢框架结构按其性能划分为使用良好、人身安全、防止倒塌三个水平,并用层间侧移角予以量化;采用钢框架的最大层侧移模式来确定其目标侧移曲线;在等效线性化的前提下,由等效位移用弹性位移反应谱求出等效周期,然后对构件进行刚度设计和承载力设计;用静力弹塑性分析方法对结构进行分析,校核其实际侧移曲线与满足性能目标的侧移曲线是否一致。采用此方法对一五层钢框架结构进行了分析。分析结果表明,该法简单实用,便于操作,且能控制结构在不同水准地震作用下的性能。最后采用动力时程分析法验证了该方法的可行性,为钢框架结构直接基于位移的抗震设计提供了一定的依据。

基于位移的某框剪结构抗震设计及易损性研究

为解决框架剪力墙结构在地震作用下的计算指标控制及易损性设计难点,文章以广东省东莞市某房地产建设工程一期18层框架剪力墙结构商用办公楼为例,在分析基本工程条件的基础上,以理论分析计算层间侧移为控制指标,并以有限元为分析手段展开结构易损性分析。结果表明,随着楼层的降低,框架剪力墙结构的层间侧移不断减小;在地震作用下,框架剪力墙截面混凝土不对称开裂导致出现双弯曲现象,进而引起结构易损。

基于性能的含可更换耗能梁段高强钢框筒结构抗震性能研究

含可更换耗能梁段的高强钢框筒结构(HSS-SFT-RSL)结合了耗能梁段耗能强、钢框筒抗侧刚度大、高强钢承载力高等优点,是一种抗震性能优良的结构体系.传统设计方法需要进行复杂的迭代和计算才能使结构达到预期性能目标,且无法较为准确地控制结构的塑性发展顺序和破坏模式,本文采用课题组提出的基于性能的塑性设计方法(PBPD)各设计一个30层HSS-SFT-RSL算例和含可更换剪切型耗能梁段的普通钢框筒结构(CS-SFT-RSL)算例,通过静力和动力弹塑性分析对比两算例的抗震性能.结果表明:采用PBPD法设计的两算例具有相似的顶点侧移角和破坏模式,HSS-SFT-RSL算例抗侧刚度略低,但极限承载力更高;在罕遇水准地震下,两算例各层耗能梁段均能参与耗能,层间侧移角沿结构高度分布均匀,避免了薄弱层,残余层间变形较小,有利于耗能梁段更换和结构震后功能的快速恢复.

冷弯薄壁型钢三层房屋振动台试验研究

为考察低层冷弯薄壁型钢房屋的抗震性能,进行一个三层足尺模型的振动台试验,得到低层冷弯薄壁型钢房屋结构在水平地震作用下的动力特性、地震反应、破坏机理等,并对其抗震性能进行评估。结果表明:结构在振动过程中表现为局部破坏,墙体骨架基本完好;结构呈剪切型变形形式;9度抗震设防时,多遇地震下结构最大弹性层间位移角为1/934,罕遇地震下结构最大弹塑性层间位移角为1/52,满足抗震规范关于抗震变形验算的相关规定;该房屋体系抗侧力的关键在于墙板的蒙皮作用和抗拔件的抗倾覆作用,因此应保证接缝和边角处自攻螺钉的施工质量,抗拔件应采取有效的防松措施。对结构的抗震能力进行初步评估,表明该房屋在9度多遇地震下的墙体剪力均小于其抗剪承载能力,且具有较高的安全储备。

钢框架考虑二阶效应的层间侧移限值取值及可靠度分析

分析钢框架结构时考虑二阶效应,得到的截面内力及位移通常比采用一阶分析方法计算的结果偏大。对于承受相同荷载、具有相同几何条件的结构,如采用一阶分析方法计算得到的位移满足现行规范的水平侧移限值,但采用二阶分析方法后不一定满足该侧移限值的规定,因此在规范中补充有关二阶分析时侧移限值的相关规定尤为必要。针对钢框架结构考虑二阶效应后层间侧移限值的取值进行了研究,结合规范中的二阶分析方法及可靠度理论,提出了钢框架结构二阶层间侧移限值,供规范修订及工程应用参考。

带加强层的高层建筑结构性能水准的量化

基于性能的抗震设计方法在一些超限高层和复杂高层建筑中已经开始应用,但是目前对于各种类型结构体系缺乏量化的性能水准定义。通过对已有资料的分析,建立了带加强层的高层建筑结构的层间侧移计算方法,结合带加强层框架-核心筒结构的受力特点,采用剪力墙构件的性能水准来量化带加强层的高层建筑结构的性能水准,为该类高层建筑基于性能的抗震设计提供结构性能水准的参考依据。

框架结构增设剪切型抗侧力单元的抗震加固研究

基于相同变形曲线可以简单叠加的原理,用剪切型抗侧力单元对框架结构进行抗震加固,建立了既有结构地震作用F(K1)与加固后整个结构的地震作用函数F(K1+K2)之间的关系(其中K1,K2分别代表原有结构和新加抗侧力单元的刚度),利用Matlab对一栋6层框架结构进行了加固量的确定,在此基础上,建议再从延性角度对加固单元进行加固设计。

单斜杆偏心支撑钢框架的弹性抗侧刚度

为了明确单斜杆偏心支撑框架结构体系的传力路径和内力分配,便于计算层间侧移和耗能连梁转角,采用结构力学方法给出了单斜杆偏心支撑框架结构在侧向力作用下的耗能连梁剪力和支撑轴力表达式,依据小变形假定和胡克定律,推导出了单斜杆偏心支撑的弹性抗侧刚度,通过30个算例分析表明:弹性抗侧刚度计算公式误差仅为10%左右;耗能连梁剪力和支撑轴力计算公式具有较高的精度,可用来确定构件的弹性内力,并提出了支撑斜杆的简化设计方法.

多重抗侧力钢-混凝土混合结构最优刚度比研究

多重抗侧力钢-混凝土混合结构是通过楼板将半刚性连接钢框架、屈曲约束支撑钢框架和混凝土芯筒连接起来协同工作的多重抗力体系.在工程设计中,三者的刚度比关系对结构整体的安全性有着重要的影响.根据简化力学模型设计了3组18个弹性抗侧刚度相同的多重抗侧力钢-混凝土混合结构.通过罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究了结构最大层间侧移与框架、支撑和剪力墙三者刚度比之间的关系;根据改进的Park-Ang损伤模型对剪力墙底层进行震后量化损伤评估,研究其损伤程度与刚度比之间的关系;基于最大层间侧移和底层剪力墙损伤程度双重指标,提出了这种新结构体系的最优刚度比设计建议.

多高层树状柱钢框架结构体系的抗震性能分析

为了进一步研究拼接节点削弱型树状柱钢框架结构体系的抗震性能,对代替钢梁拼接节点的三折线有限元计算模型进行改进,利用改进后的三折线模型设计了4层、6层、8层和10层按照拼接节点处实际内力值设计的树状柱平面钢框架。对上述4种结构模型输入地震波进行弹塑性时程分析,并与不设钢梁拼接节点的传统钢框架作比较分析。模拟结果表明,改进后的三折线模型更加接近真实情况,在不同地震波的作用下,按照实际内力设计拼接节点的树状柱钢框架与不设钢梁拼接节点的框架结构相比,其结构周期变大,最大基底剪力值显著减小,侧移值和层间侧移角也基本上都是减少,只有兰州波作用下10层结构由于高阶振型和共振等原因,使得侧移值和层间侧移角增大。

钢筋混凝土结构中剪力墙的层间侧移刚度

在钢筋混凝土剪力墙结构及框架-剪力墙结构中,剪力墙的层间侧移刚度比较复杂,与结构层高、各层墙的弯曲刚度以及剪力墙所受水平作用力的分布形式等有关。主要特点是结构底层的层间侧移刚度大,往上则逐层减小。在设计中,应按具体结构及所受的水平作用力而具体分析。

某公司车间钢结构设计与分析

对浙江合美休闲用品有限公司车间钢结构设计进行了介绍,着重介绍了采用PKPM工程部提供的SATWE软件对无支撑、有弹性楼板钢框架结构进行分析的方法,达到了良好的设计效果。

铰接隅撑钢框架抗震性能研究

传统抗弯钢框架的梁柱节点通常设计为刚性连接,这种刚性节点具有很大的抗弯刚度,然而节点延性不足,罕遇地震作用导致节点脆性断裂。研究学者提出了多种解决该问题的思路,例如半刚性连接节点、节点加强或削弱方法使塑性铰外移等。本文提出了一种简化的梁柱节点连接方式——铰接连接,改变梁柱节点的传力方式,在节点处设置隅撑提供框架的抗侧刚度,控制结构的失效模式。本文设计了三组抗弯钢框架和铰接隅撑钢框架,分别为3层、5层和8层结构,通过Pushover分析和非线性动力时程分析,对比二者之间的承载力、刚度、延性、层间侧移等抗震性能。研究结果表明:铰接隅撑钢框架具有和传统抗弯钢框架相似的抗侧刚度,且承载能力略高。罕遇地震作用下,铰接隅撑钢框架的层间侧移较小。传统抗弯钢框架失效模式为梁端出现塑性铰,而铰接隅撑钢框架的塑性区域转移至隅撑与梁连接部位。