多层工业钢结构多道抗震防线设计方法及其应用

随着钢结构设计理念的不断强化以及结构安全性能要求的不断提高,多道抗震防线设计已经成为当前结构设计必须考虑的技术要求。为加强多道抗震防线设计方法的理解,并推动其在工业多层钢结构设计中的应用,文章对该方法的原理及适用范围进行阐述,并结合大量的PKPM计算,对比分析不同情况下的多层工业钢结构,给出多防线设计的合理化建议,以供相关工程应用参考。

多道抗震防线下高层建筑连续抗倒塌性能分析

为提升高层建筑结构的稳定性,研究基于多道抗震防线的高层建筑连续抗倒塌性能。选取建筑结构试件,计算试件节点域屈服承载力与极限承载力,判断建筑结构抗震能力,计算建筑结构弹性模量,获取高层建筑结构连续抗倒塌性能相关系数,判断连续抗倒塌性能。研究结果表明:高层建筑在受到破坏时,受损框架抗剪承载力与完整框架之间的差异性较小,当最大基底剪力在耗能梁段遭受破坏时,屈服型耗能梁段框架抗剪承载力会相应升高,框架遭受破坏对高层建筑结构支撑框架抗剪承载力影响较低。

高层框架-核心筒结构抗震防线问题研究

框架-核心筒因能发挥框架和筒体两种结构体系的优点,是高层建筑常用的一种结构形式.但在地震作用下,框架和核心筒能否协调工作抵抗地震作用以及能够如何有效的发挥"两道抗震防线"一直是备受关心的问题.集中讨论了该结构体系的两道抗震防线——核心筒和外框架的地震力分配特点,概述了增强第一道抗震防线——核心筒延性及提高第二道抗震防线——外框架刚度、延性的一些常用方法,并对它们应用于地震区框架-核心筒结构时的优缺点进行了分析.

型钢混凝土框排架混合结构弹塑性地震响应及抗震防线问题研究

型钢混凝土框排架混合结构是一种新型的火电厂主厂房结构体系,合理的剪力墙布置能够使该类结构实现三道抗震防线。采用ABAQUS有限元软件进行8度小震、中震、大震以及9度大震下的弹塑性地震反应分析,获得结构在不同强度地震下的基底剪力、整体侧移、层间侧移角以及结构构件的损伤演化特性。研究结果表明:强震作用下剪力墙首先出现损伤破坏,可以起到第一道抗震防线的作用,有效提高了结构的抗震能力;随着地震作用的增强,结构薄弱部位由煤斗层到运转层再到底部两层下移,且整体侧移曲线由弯剪型向剪切型转变;整体结构的变形性能较好,能够满足"大震不倒"的抗震设防需求。最后,通过计算分析提出适用于不同烈度、不同场地类别下的剪力墙布置数量与抗震构造措施,可供工程设计参考。

核筒悬挂结构三道抗震防线时程分析设计方法

提出了高层建筑核筒式悬挂结构三道抗震防线的时程分析设计计算方法,并编制了相应的计算程序Hangsys。计算结果与核筒悬挂结构模拟地震振动台试验的结果符合较好。因此,核筒悬挂结构完全可以通过精心设计使该类结构具有多道抗震防线,使悬挂结构既具有安全性又具有适用性。

中高层生态复合墙体中的多道抗震防线研究

中高层生态复合墙混合结构体系是一种生态环保、节能节地、耗能减震、能够快速建造的新型建筑结构体系,主要由预制的生态复合墙板、混凝土竖向约束构件、暗梁及楼板装配现浇而成。以带边框墙体的抗震性能试验研究为基础,分析得出墙体具有多道抗震防线即"砌块—框格—竖向约束构件";并利用数值软件ABAQUS对各道防线影响因素进行扩展分析,分别研究:第1道防线不同内填砌块对其的影响;第2道抗震防线中肋梁尺寸、肋柱尺寸、肋梁配筋、肋柱配筋对其的影响;第3道防线中竖向约束构件配筋对其的影响。研究表明:砌块、框格结构及竖向约束构件三道不同防线之间相对强度、相对刚度的匹配是三道抗震设防实现的有效保证;中高层生态复合墙混合结构三道防线的具体形式可以根据结构不同性能水准的高低,或者具体设计要求因地制宜地选择,满足使用者的个性化要求。

基于“伪弹塑性”分析的双重抗震防线设计方法

对理想的框架-核心筒结构双重抗震防线破坏模式进行剖析,提出"适度设防、合理破坏"的双重抗震防线控制目标,明确目标内涵的要点。提出一种"伪弹塑性"分析方法的思路和操作步骤,通过该方法可以得到框架-核心筒结构满足双重抗震防线性能的外框柱承载能力需求。基于此,提出"一种新的二道防线设计方法",该方法无需控制外框柱按照刚度分配的地震剪力比例,而是直接采用一种精确的截面和配筋设计方法即可实现二道防线的性能要求。最后通过一个案例初步验证了新方法的有效性。

多道防线抗震球型钢支座的开发和试验

建议即使在大于规范规定的E2水平的地震作用下桥梁结构也不应出现倒塌、落梁等严重影响交通安全、危害人员生命的震害现象,并相应地提出了三水平设防的桥梁抗震设计方法的抗震性能要求.介绍了实现此方法的一种多道防线抗震球型钢支座的结构形式及其工作机理,最后简要介绍了对该支座进行的力学性能试验,试验结果表明这种支座可以实现三水平设防的桥梁抗震设计,并具有稳定可靠的抗震性能.

高层建筑斜交网格筒结构抗震概念分析

为了解高层建筑斜交网格筒-核心筒新型结构体系在地震作用下的抗震概念,参照工程实例建立了典型的钢管混凝土斜交网格筒-钢筋混凝土核心筒结构,采用弹塑性动力时程分析方法,基于构件塑性能发展过程明确了体系构件的屈服顺序、探讨了墙肢厚度、斜柱截面、连梁高度等因素对体系构件屈服顺序的影响,总结了内外筒抗震防线的分布特点,分析了体系弹性和塑性阶段抗侧刚度的主要影响因素和关键构件以及体系塑性耗能的关键构件。结合"三水准"抗震设防目标和体系抗震防线分布特点以及构件屈服特点,探讨了该类型结构的抗震概念。

基于汶川地震建筑物破坏的抗震设防要求分析

汶川8.0级地震给川西地区造成了严重的建筑物破坏与人员伤亡。通过大量对汶川地震灾区的建筑物破坏情况实地调查,并根据现行建筑物抗震设防要求与建筑抗震设计规范,从建筑物选址、抗震设计及建筑施工等多个环节,对汶川地震中的典型建筑物破坏案例进行讨论分析,探讨破坏原因,并提出相应的解决措施,为今后建筑物的抗震设防工作提供参考经验与科学依据。

适于低层农房的装配式轻钢边框-薄墙板组合结构抗震性能试验研究

为了满足绿色农房产业化的需求,研发了一种装配式轻钢边框-单排配筋薄墙板组合结构受力体系.进行了轻钢框架及组合结构单元低周反复荷载试验,分析了再生混凝土的填充作用对轻钢框架的影响以及墙板钢筋暗支撑、墙板厚度与轻钢边框截面对组合结构力学性能的影响.结果表明:与空钢管框架相比,钢管内填充再生混凝土具有良好的力学性能;薄墙板与轻钢框架组合结构在受力过程中呈现出明显的2道抗震防线.建议采用Park-Ang损伤指数来确定该类装配式组合结构在不同受力阶段的损伤指数,为结构抗震设计提供参考.

点接触式密肋复合墙体抗震性能及承载力计算方法

为了研究密肋复合墙结构多道防线工作机理,提出了RC框格与X型填充砌块、墙板与外框架在角点处连接的点接触式密肋复合墙体,并对其抗震性能进行了试验研究.通过对试验结果进行分析,探讨了墙体的主要破坏形态和破坏过程,研究了墙体的滞回特性、承载力和耗能能力等抗震性能,并与标准墙板试验结果进行了对比,同时对墙板中钢筋应变进行了分析,提出了点接触密肋复合墙体承载力计算公式.结果表明,点接触式墙体与标准墙体相比其承载力和耗能性能略差,但由于墙体各道防线之间的地震作用传递途径和分配关系相对明确,不同阶段的墙体计算模型比较简单,可以通过对各阶段的精确分析计算实现密肋复合墙结构的控制设计,且各道防线之间的分离更易于结构构件的震后修复和更换.

高层建筑的抗震概念设计

"概念设计"是从工程结构的震害和设计经验中总结出来的,对结构的抗震设计具有重要意义,主要内容包括:工程结构的场地选择,建筑的平立面布置,结构选型与结构布置,设置多道抗震防线和确保结构的整体性等。

密肋壁板结构分灾抗震设计

结构分灾抗震设计是基于性能抗震设计的一种实用设计方法。根据密肋壁板结构"砌块-框格-外框"分阶段释放地震能量的破坏模式,将分灾设计理论应用于结构的抗震设计之中,提出填充砌块作为结构的第一道分灾防线,框格作为结构的第二道分灾防线,而外框架及连接加强措施是结构体系的第三道防线的抗震分灾设计模型。以此为依据,对密肋壁板结构的三阶段分灾设计方法进行探讨。

抗震概念设计在高设防烈度结构体系中的应用

"5.12"汶川特大地震的建筑震害调查表明,一栋抗震性能优良的建筑除了需进行必要的结构计算之外,更为重要的是概念设计.本文通过高设防烈度地区的高层建筑结构的工程实例,阐明了抗震概念设计的思想、方法及其在工程结构设计中的应用.

基于分灾模式的密肋复合墙结构的抗震设计

分灾模式下的抗震设计是一种基于性能的抗震设计.根据新型耗能结构体系———密肋复合墙结构独特的构造特点,探讨该结构体系遵循的分灾抗震设计原则.运用双重结构的概念,解析了密肋结构三道抗震防线的组成,并从结构动力学方程出发,利用密肋结构三道防线的特点,分解结构刚度和阻尼,为实现结构的分灾控制设计提供依据.

强震区中等跨度斜拉桥抗震体系研究

在高地震烈度区,中等跨度斜拉桥选择合理的抗震约束体系,对优化结构抗震性能具有较好的效果。以跨径布置(100+240+100)m的斜拉桥为工程案例,对四种不同的横桥向约束体系进行模态分析、非线性时程分析,并比较了过渡墩的三种约束方案对桥梁整体抗震性能的影响,结果表明在横桥向设置弹塑性约束装置可大幅降低结构地震响应;此外,对弹塑性约束的力学参数Fy、K1和K2进行了敏感性分析,得到了结构地震响应的变化趋势,并给出了参数设计的建议。基于理论分析结论,在不同地震水准下,对弹塑性约束装置的工程应用提出了三道抗震设防防线的设计思路,为中等跨度斜拉桥抗震体系的选择提供参考。

浅谈结构抗震概念设计

目前建筑结构抗震理论远未达到科学严密的程度,设计人员因无法准确判定建筑物遇震时的地震作用,故单靠计算难以使建筑物具有良好的抗震性能,因此应运用着眼于建筑总体抗震能力的概念设计方法,从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节,并辅以必要的计算和构造措施。

对7度抗震区采用剪力墙结构的必要性探讨

由《建筑抗震设计规范》7度区多遇水平地震影响系数小于材料的剪压比出发,通过结构动力学方法对某90m高(超限)纯框架结构的地震反应进行研究,得到一些有用的结论,可供相关工程参考。

基于建筑抗震概念设计的几点看法

从建筑抗震概念设计的角度,结合近几年来世界上所发生的大地震,叙述了选择工程场地、优化建筑和结构布置、设置多道抗震防线、设置构造柱和圈梁、设计延性框架的原则,并分析了其抗震机理。