加固后结构在罕遇地震下弹塑性时程分析

文中以一栋既有混凝土框架结构为研究对象,以使用加设剪力墙的方式对其进行加固,并对加固后的结构进行罕遇地震下的弹塑性时程分析。结果表明,剪力墙加固后的结构在罕遇地震下层间位移角满足规范要求,大部分构件未被破坏,剪力墙破坏程度相较于框架梁柱更严重,剪力墙在二层出现轻度损坏,在楼梯间与厕所位置部分出现严重破坏;结构整体变形变化均匀,没有出现变形突变的情况;在罕遇地震下结构大多数楼板处于弹性阶段,由于剪力墙的存在吸收了一部分地震的能量,楼板未出现完全塑性楼板,从楼板塑性发展状况来看,采用剪力墙加固结构是可行的。

基于CIM平台数据标准对弹塑性时程分析软件的一致性对比

文章针对建筑结构弹塑性时程分析中的6种常用软件进行理论模型对比,从中选取3种典型软件,对比其输入参数对应情况、输出结果一致性验证及结果表现形式差异,提出弹塑性时程分析软件的对比参数,为CIM平台结构安全数据标准一致性提供建议和参考。

某B级高度框架—核心筒住宅罕遇地震弹塑性时程分析

该项目位于株洲市芦淞区建设中路和体育路交汇处,此地块设计包括两栋超高层住宅及两栋超高层公寓,高度均超过100m,此地块为超高层建筑群,本次分析对象为8#栋公寓。8#超高层公寓属特别不规则的B级高度建筑工程,结构抗震性能目标定为C级,分析在罕遇地震下满足性能水准4的要求,根据结果表明:结构构建及整体均能满足预期性能目标,同时采用合理有效的补强措施以确保结构安全稳定。

竖向分布钢筋不连接装配整体式剪力墙结构弹塑性时程分析

竖向分布筋不连接装配整体式剪力墙(SGBL装配整体式剪力墙)特点包括:剪力墙中竖向分布钢筋在楼层处断开连接,两端边缘构件采用现浇做法同时加大主筋配筋,因此SGBL装配整体式剪力墙内部不需要采用传统的装配整体式剪力墙竖向钢筋连接方式,极大提高了施工效率。以某实际工程为研究对象,通过ETABS软件对SGBL装配整体式剪力墙结构模型开展动力弹塑性时程分析,验证了SGBL装配整体式剪力墙结构在大震作用下的抗震安全性。不同地震工况分析结果表明,罕遇地震工况下模型层间位移角满足弹塑性层间位移角1/120限值要求,SGBL装配整体式剪力墙结构模型底部坐浆层保持完好,满足安全性能要求。

布置金属阻尼器的框架剪力墙结构在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析

利用SAP系列软件中目前最成熟的产品SAP2000建立有限元模型分析,得到罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。以北京市某框架剪力墙结构的商业楼为案例,并根据抗震规范的要求,对在钢筋混凝土框架剪力墙结构上布置金属阻尼器后的结构进行减震性能研究。对该结构增设金属阻尼器后,其结构的层间位移角明显减小,金属阻尼器在其中发挥了良好的耗能能力,可保障主体结构在罕遇地震作用下的安全性。

上海中银金融中心罕遇地震弹塑性时程分析

上海临港西岛金融中心由南北双塔楼及裙房组成,塔楼结构高度均为195m,结构体系采用框架+巨型支撑-核心筒结构,结合34F单侧悬挑平台形成结构加强层(设置悬挑桁架和环桁架)。对结构进行7度(0.1g)的罕遇地震弹塑性时程分析,结果表明结构在罕遇地震作用下发生损伤,使得弹塑性分析的基底剪力较弹性分析的基底剪力小;X方向最大层间位移角为1/155,Y方向最大层间位移角为1/169,均小于1/100的规范限值要求,结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形满足性能目标;大部分连梁发生中度~重度损伤,核心筒和巨型支撑局部出现轻度损伤,框架柱、悬挑桁架、伸臂桁架和环桁架基本保持弹性,无损伤,加强层楼板在核心筒角部区域发生中度损伤,伸臂桁架弦杆区域发生严重损伤。

某不规则高层钢结构弹塑性时程分析

本工程为不规则高层钢结构,通过对该结构进行不规则性分析,确定了其抗震性能设计目标。采用Sausage软件对结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,分析结果表明,该结构在罕遇地震作用下的楼层位移、层间位移角、楼层剪力均满足规范要求,各个构件的塑性损伤及性能等级均满足大震作用下性能设计的目标要求,并分析找出结构的不规则薄弱部位并进行加强设计。

罕遇地震作用下某超限大悬挑结构弹塑性时程分析

随着经济发展,高层结构越来越复杂,工程中多项不规则、特别不规则的超限结构越来越多,文中对某超限大悬挑结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,分析结果表明,除了2层部分钢梁、部分框架柱、局部楼板属于轻微或轻度损伤性能水平,大部分主体框架结构构件、楼板和大悬挑钢桁架处于无损坏性能水平;1层个别偏置的剪力墙受压损伤严重,需要加大截面。分析弹塑性时程计算结果,表明结构能满足“大震不倒”的抗震设防要求,为以后类似项目提供参考。

超高层钢筋混凝土框架-核心筒动力弹塑性时程分析

为使结构达到罕遇地震作用下防倒塌设计的抗震性能目标,文章以安徽省淮南市某超高层建筑为例,采用有限元设计分析软件Midas Building建立超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构计算模型,对其进行大震作用下结构的非线性地震反应分析,研究结构在遭遇罕遇地震作用时的顶点位移、底部剪力以及层间位移角等量化的综合性能指标。根据关键构件、普通构件和耗能构件的整体变形、耗能能力以及地震终止时塑性损伤情况,评价结构构件在罕遇地震作用时的塑性变形行为,发现结构设计中的规律问题,找出采用振型分解法难以发现或无法发现的问题,针对结构构件薄弱和刚度突变部位提出相应的处理措施,确保建筑实现大震不倒的目标要求。Midas Building分析结果表明:地震波对结构构件承载力影响较大,且随地震波的持续输入,结构由弹性变形阶段进入弹塑性变形阶段,刚度退化,部分构件进入塑性屈服状态。

建筑结构弹塑性时程分析中地震动记录选取方法的比较研究

选择合适的地震动记录是采用弹塑性时程分析预测建筑结构地震响应的基础。列举了现有针对不同分析目的的三种地震动记录选取方法,比较了按不同方法建立的地震动记录选择集的地面运动峰值和反应谱特性,并通过分析两个不同初始周期框架结构的弹塑性地震响应,对不同地震动记录选取方法的分析结果进行了比较。研究结果表明,基于设计反应谱和基于最不利地震动的选取方法均与结构的初始周期相关,当结构在地震作用下刚度退化比较明显时,这些方法有可能难以达到预期的目标;而当地震动强度指标恰当、且选取的地震动记录数量较多时,基于台站和地震信息的选取方法不会造成过大的结构弹塑性地震响应的离散性,同时这种方法不依赖于结构的动力特性,操作简便,适用性强,适于在研究不同结构类型和不同动力特性建筑结构的抗震性能时应用。

长周期结构弹塑性时程分析的地震波选取

长周期结构在大震作用下进入弹塑性状态,结构刚度退化,周期延长,地震波对应的反应谱与规范反应谱在长周期段的拟合程度对结构的安全性判断有较大影响。提出长周期反应谱拟合系数作为长周期结构在弹塑性时程分析中地震波选取的依据,通过六千多条强震记录的统计分析,得到不同场地条件下适用于长周期结构弹塑性时程分析的地震波库,保证所选取地震波对应的反应谱与规范反应谱在3~6s段统计意义上相一致。

双塔连体结构弹塑性时程分析

双塔连体结构是我国实际工程中应用越来越多的一种结构形式。该结构形式是在两塔楼顶部设置连体部分的新型建筑结构形式。本文针对某一连体结构,采用NosaCAD有限元软件建立整体结构分析模型。通过建立模型,分析结构在7度多遇和罕遇地震下的弹塑性时程反应,得到结构在地震作用下的变形、内力和破坏情况的变化过程。结果表明,小震情况下,结构构件未出现损坏。大震情况下,结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,结构框架柱未出现破坏,部分剪力墙底部边缘出现少量局部破坏,结构构件损坏顺序和分布较为合理,能在一定程度上耗散地震输入能量。结构可以满足小震不坏大震不倒的设防要求。最后根据构件的受力及损坏情况,给出了设计改进建议。

结构大震弹塑性时程分析中的能量反应分析

采用ABAQUS对23个钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构分析模型进行了大震弹塑性时程分析,分析模型变量为楼层总高度、地震波及地震波峰值加速度。通过对23个分析模型中得到的各种能量项数值的统计与分析,结合现行规范中结构损伤程度的评估标准,对输入能与地震加速度及结构损伤程度的关系、不同结构损伤程度下塑性耗能在构件中的分配、阻尼耗能比例和塑性耗能比例与结构损伤程度的关系进行了研究。研究成果为能量法在结构地震反应中的应用及钢管混凝土框架-核心筒结构体系的设计提供参考。

上海环球金融中心结构简化弹塑性时程分析及试验验证

鉴于上海环球金融中心结构体系及结构布置的复杂、结构高度及体型的超限,为了确保该建筑结构的抗震安全性和可靠性,除进行常规的计算分析外,还应对该结构进行弹塑性时程分析。本文建立了该结构的弹塑性时程分析简化模型,并编制了相应的计算程序。为了检验结构弹塑性时程分析的可靠性,首先对振动台试验的模型结构进行弹塑性时程分析,以便和试验数据进行对比。在此基础上对原型结构进行弹塑性时程分析,并对该结构进行了抗震性能评价。

消能减震高层方钢管混凝土框架结构振动台试验研究和弹塑性时程分析

本文首先介绍了一幢安装了粘滞阻尼器的复杂体型高层方钢管混凝土框架结构的1/15缩尺模型的模拟地震振动台试验结果;在此基础上,建立了梁、柱构件的多弹簧模型并组建了整体结构的计算分析模型,运用此计算模型首先对试验模型结构进行了动力弹塑性时程分析,计算结果和试验结果吻合较好,验证了计算模型的正确性;最后,以同样方法对原型结构进行了计算分析,并结合试验结果研究探讨了此结构的抗震性能和阻尼器的消能减震效果。结果表明:该结构未出现明显的薄弱层,能够满足规范的抗震设防要求,阻尼器发挥了一定的消能减震效果,进一步提高了结构的抗震性能。

双钢板混凝土组合剪力墙试验研究及结构弹塑性时程分析

以16个不同参数的带约束拉杆的双钢板混凝土组合剪力墙滞回加载试验为基础,研究了不同高宽比、轴压比以及不同约束拉杆间距的组合剪力墙破坏模式,得到了试件的滞回曲线、承载力、骨架曲线以及位移延性等抗震性能参数,并通过数值计算其与普通钢筋混凝土剪力墙的对比,分析得出组合剪力墙具有比普通剪力墙更好的承载力和延性。同时采用ABAQUS有限元软件对双钢板混凝土组合剪力墙结构和普通混凝土剪力墙结构进行不同地震作用水平的弹塑性时程分析,对比了二者的层间位移角及构件的塑性耗能,结果表明较之普通混凝土剪力墙,组合剪力墙可以有效的减小结构的层间位移角,降低剪力墙的塑性耗能,提高连梁的耗能比例,对结构抗震更为有利。

高层框架结构E-defense振动台试验弹塑性时程对比分析

长周期地震动对高层结构的影响在日本"311地震"后进一步受到关注,日本学者在E-defense振动台上进行了一20层高层RC框架1/4缩尺模型的加载试验,研究了长周期地震动作用下高层结构的响应及破坏特征;本文在介绍其主要试验结果的基础上,基于SNAP软件建立梁端部集中塑性铰杆单元、柱纤维单元的有限元模型,进行弹塑性时程分析再现试验结果;进一步考虑长周期地震动作用下高层结构长持时、大位移响应特征,对梁端恢复力模型考虑累积塑性损伤修正,计算结果与试验结果吻合良好。

某消能减震钢筋混凝土框架-剪力墙结构弹塑性时程分析

采用新近开发的合理的结构数值分析模型,建立了某实际高层钢筋混凝土框架-剪力墙结构的有限元分析模型。在此基础上对原结构和布置了非线性粘滞流体阻尼器的减震结构均进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。利用数值分析模型的非线性计算能力和有限元分析软件的后处理功能,获得了最大层间位移分布、基底剪力时程和损伤分布与发展等多项结构地震响应结果。通过对比分析原结构和减震结构的相关结果,表明采用非线性粘滞流体阻尼器这一减震方案可以有效降低结构地震响应,提高结构的整体抗震性能,具有良好的减震效果。

模糊混合控制结构体系的弹塑性时程分析

根据模糊理论及抗震结构混合控制理论,利用MATLAB语言编制了一套能对被动调谐质量阻尼器(PTMD)及消能减震相结合的体系进行弹塑性时程分析的计算机程序。使用该程序对模型结构进行基于模糊的弹塑性时程分析,并与试验结果相对比,分析表明二者吻合较好。最后提出了PTMD及消能减震相结合的体系的实用设计方法,同时给出数值算例以证实该控制体系在降低结构地震反应方面的有效性。对推动结构控制理论的发展具有理论意义和实用价值。

某复杂高层建筑结构弹塑性时程分析及抗震性能评估

近年来框架-核心筒结构在高层建筑中广泛应用,并且由于建筑功能的多样化使得结构体型越来越复杂,因此这就对复杂高层建筑结构分析和设计提出了新的要求.以上海世茂国际广场大楼这一实际工程为背景,对其开展弹塑性时程分析,探究该结构体系在各级地震作用下的抗震性能.首先建立了结构简化分析模型,选择了结构材料应力-应变关系和分析参数;接下来利用CANNY2005程序对模型振动台试验进行模拟计算,考察所采用的力学分析模型和计算参数的正确性,结果表明这些模型和参数能比较准确模拟框架-核心筒结构在地震作用下的变形特征;然后最后对原型结构在各级烈度地震作用下的变形进行分析,具体研究了该结构的层间位移角分布、典型构件变形模式;最后从整体上对结构的抗震性能做出相应的评价.目前该高层建筑业已竣工投入使用.