建筑结构的扭转效应对楼层最大层间位移角的不利影响

通过理论公式推导,分析了结构扭转效应对楼层最大层间位移角的不利影响,得出了楼层最大层间位移角和层间位移比的比例关系,提出了楼层理论最大层间位移角的计算方法,并结合实际工程,介绍了该方法在工程中的运用。

高层剪力墙结构最大层间位移角的优化策略

一般情况下,最大层间位移角在结构方案调整下的演变模式与典型特性主要取决于其平动分量。两者的强相关性决定了优化最大层间位移角应从研究平动成分的优化策略入手。建立了最大层间平动位移角与结构布置方案的联系数学模型,并量化分析了两者的敏感性关联。研究结果表明:水平侧向荷载作用下,依据结构的侧移变形形态,合理选择最大层间平动位移角的配套优化调整方案,能辅助结构工程师进行高效决策;地震作用下,应优先采用保证结构刚度降幅低于自重降幅的优化调整方案,以合理优化结构造价。

高层剪力墙结构最大层间位移角的优化分析

通常情况下,结构在外荷载作用下,基于最大层间位移角的优化策略主要是以调整结构构件的数量和尺寸,满足最大位移角的要求为前提。位移角的基础是楼层的平动,方案调整方向主要取决于结构的平动分量。转动和平动之间具有较强的相关性,这就要求基于位移角的优化要从分析结构的平动分量入手,通过位移角与结构方案进行联系,建立数学模型,采用量化分析策略确定两者之间的敏感联系。通过研究发现,根据自身刚度的不同,结构在水平荷载作用下产生的变形有很大的差异,剪力墙结构位移曲线主要有弯曲型和弯剪型两种。在优化设计过程中应区分不同变形采用不同的优化方案,合理调整优化措施。在地震荷载作用下,还应考虑竖向构件对侧向刚度提高和增加结构自重之间的效用,对于极大增加自重但却提供很小侧向刚度的侧向构件应优化取消,合理降低工程造价。

考虑残余位移的多层RC框架结构地震响应分析及放大效应

通过对多层RC平面框架结构在23条地震动记录2个不同强度水平下的非线性时程分析,得到RC框架的最大位移和残余位移等沿着楼层高度的大小和分布。统计分析残余层间位移角、最大层间位移角及两者比值这3个指标的均值、标准差和变异系数。为研究P-?效应的影响,对比是否考虑P-?效应两种工况下多层RC框架结构的分析结果。进一步,对多层RC框架的等效SDOF体系作同样的时程分析,对比了等效SDOF体系和多层RC框架结构的分析结果,研究高阶模态效应对RC框架的影响。对比分析表明,P-?效应和高阶模态效应对多层RC框架结构的残余位移响应的平均放大作用均大于其对最大位移响应的放大效应,残余位移响应的离散性也大于最大位移响应的离散性。另外,随着地震动强度水平的增加,结构地震响应的离散性明显增大。

基于谱位移的中国高层建筑地震易损性曲线研究

地震结构易损性模型是灾害风险评估的重要组成部分,而在目前的中国,随着城市化进程的加剧,目前建成了数量庞大的高层、超高层建筑,但却缺少专门适用于高层建筑的易损性模型。研究通过对已有高层、超高层建筑抗震分析资料及其他基本信息进行统计汇总和分析计算,并利用统计学方法对所得数据进行处理,以最大层间位移角作为目标结构需求,研究了基于谱位移(Sd)的结构地震易损性。根据不同的设防标准和不同的性能水平,建立了相应的曲线,并综合考虑了结构的高度、场地等相关因素的影响。研究获得的系列易损性曲线可以对不同强度地震作用下的高层、超高层结构损害进行有效的评估,并为地震灾害评估提供有价值的参考。

高层混合结构地震整体损伤指标研究

首先基于模态参数,给出高层混合结构在四个损伤状态下的最终软化指标;然后用非线性分析软件CANNY对9个不同结构参数高层混合结构模型进行了近500次不同地震动作用下的非线性时程分析,建立了最大层间位移角与最终软化指标及结构参数之间的关系,以及最大层间位移角和最大总位移角之间的关系;并结合Pushover分析,提出了高层混合结构基于变形和能量的双参数损伤指标,最后通过一高层混合结构的模拟地震振动台试验对建议的各损伤指标量化值进行了验证.

采用增量动力分析方法确定高层混合结构的性能水准

增量动力分析(IDA)方法是一种基于弹塑性时程分析结果的参数分析方法,能够给出任一性能水准下的结构性能,反映结构在未来可能发生的一系列强震下变化的动态特性、结构的极限变形能力等抗震性能。采用IDA方法对9个不同结构特性的高层钢框架-混凝土核心筒混合结构展开分析,提出了高层混合结构的四个性能水准,并给出了相应的最大层间位移角范围,以作为基于性能设计抗震设计的控制指标。

远场地震动对高层建筑地震反应的影响

随着我国城市经济的快速发展,兴建了大量各种结构类型的高层建筑。而在近年来的一些大地震中,出现了远场地震作用引起的高层建筑的震害。针对此类震害现象,对盐城III类和IV类场地中的8栋高层建筑分别进行了在设计地震分组第二组(近场)和第三组(远场)的不同烈度设计基本地震作用(中震)下的地震反应分析,对比了在不同水准近场和远场地震作用下的结构最大层间位移角,总结了近场和远场地震作用对软弱土场地上高层建筑地震反应的影响规律,建议位于软弱土场地上的高层建筑在抗震设计时,需考虑远场地震作用的影响以确保其地震安全。

狭长平面高层住宅结构设计的几点体会

本文结合实际高层住宅的结构设计，通过对建筑物受力特点及计算结果的分析，提出了在类似此狭长平面高层建筑结构设计的一些思路及处理方法，可供设计人员参考。

狭长平面高层住宅结构设计

结合实际高层住宅的结构设计,通过对建筑物受力特点及计算结果的分析,提出在类似此狭长平面高层建筑结构设计的一些思路及处理方法,可供设计人员参考。

媒体重头文章概览

传统风格建筑塔式结构振动台试验及动力分析为研究传统风格建筑塔式结构在地震作用下的动力响应和抗震性能,以西安天人长安塔为研究对象,设计制作了缩尺比为1/15的模型结构并对其开展模拟地震振动台试验。通过白噪声扫频获得该模型在不同水准地震作用后的自振频率、阻尼比等动力特性和刚度退化规律,并研究了不同水准地震作用下结构的动力放大系数、楼层位移及层间位移角、剪力等动力响应。结果表明,在罕遇地震作用后模型结构损伤范围相对较小,楼板混凝土开裂主要集中在柱脚附近;结构自振频率和刚度随输人峰值加速度的增大逐渐降低,而阻尼比逐渐增大;结构顶部的动力放大系数明显高于其他楼层;楼层剪力整体分布随高度的增加呈减小趋势,同一楼层上暗层的层间剪力较明层的大。采用OpenSees软件对模型结构建模并进行有限元分析,并对天人长安塔原型结构进行了抗震性能评估。结果表明:8度多遇地震作用下结构的最大层间位移角为1/782,两个方向上基底剪重比分别为3.57%和3.78%;8度罕遇地震作用下最大层间位移角为1/128,满足现行规范的限值要求。

超高层框筒－伸臂结构受力和变形性能探讨

基于对某超高层框筒一伸臂结构的可行性研究，分析五种结构方案，揭示了设置环向桁架和伸臂对结构体系受力和变形性能的影响。计算表明：在低烈度地区的超高层建筑，一般风荷载是控制性工况，整体稳定性可能会成为结构体系成立与否的决定性因素。若伸臂和环向桁架同时设置，可形成筒体、伸臂和框架柱共同工作，减小了核心筒承担的倾覆力矩，伸臂成为整个结构的第二道抗侧力体系，各类构件受力性能更趋于经济合理。同时，伸臂的设置会引起邻近楼层墙柱内力突变，故应对该区域结构构件提出更加严格的抗震措施，保证其不成为薄弱部位。对比分析认为：此类结构体系应多方案论证其可行性和经济性，伸臂和环向桁架设置的位置、数量和截面尺寸确定应综合考虑各项因素。

结构抗震时程分析输入地震波选择方法研究

为解决建筑工程抗震时程非线性分析时地震波选择的可靠度问题,以山东省某多层框架钢筋混凝土结构为研究对象,运用数值计算的方法,分析不同地震波输入条件下,结构的动力学响应特征。结果表明,7种不同地震波作用下结构最大层间位移角曲线均随着楼层的增加呈现非线性增加后逐步减小的趋势,最大层间位移角极值出现在楼层高度约0.57倍位置,各个地震波的最大层间位移角极值有所不同;地震波I-ELC270得到的平均距最小,地震波BLD090和地震波H-CHI012得到的最大层间位移角偏离较大,平均距分别为-0.0016、0.0012,其余地震波的结果相近;7种不同地震波作用下结构最大层间位移角变异系数均呈现非线性增加的趋势,地震波BLD090得到的最大层间位移角变异系数明显偏小,地震波H-CHI012得到的最大层间位移角变异系数明显偏大。

多层砌体结构抗震性能分析

选择两幢典型6层砌体房屋,输入了具有代表性的77条地震记录,进行罕遇地震下结构动力非线性分析,同时还进行了静力非线性分析,研究了这两幢砌体房屋的最大层间位移角,结果表明其不满足罕遇地震下不倒塌的要求。

楼板开洞层对框架结构抗震性能的影响分析

文章将一栋6层框架结构办公楼作为研究案例,以楼板开洞率与楼板开洞位置为控制因素,以楼板连续开洞层为研究方向,分析楼板连续开洞层对结构整体工作性能的影响。研究结果表明,无论楼板开洞位置是在中部还是边部,当楼板开洞率一定时,随着楼板连续开洞层数的增加,结构的自振周期,最大层间位移角都是呈先增大后减小的趋势。该结论说明,当楼板连续开洞层数逐渐增加时,楼板开洞有助于增强结构的整体工作性能。

关于对高层剪重比调整的探讨

通过对剪重比的了解以及对其相关影响参数的调整比较,在设计中能尽可能的快捷准确的控制结构的剪重比,使得结构更加合理、经济、安全。

双屈服点屈曲约束支撑-钢框架结构抗震性能研究

针对传统钢框架-屈曲约束支撑结构的薄弱层控制难题,本研究提出了一种面向结构最大层间变形控制和薄弱层控制双重需求的并联式双屈服点屈曲约束支撑。相比于已有双屈服点屈曲约束支撑,具有刚度和耗能能力利用率高的优点。基于某钢框架-支撑原型结构,设计了2个传统屈曲约束支撑案例和3个新型双屈服点屈曲约束支撑案例,通过对比各案例的关键地震响应,明确了新型支撑的结构最大变形控制效果和薄弱层控制效果。结果表明:罕遇地震作用下,相比于屈曲约束支撑,新型支撑的最大层间位移角峰值可降低6.2%~21.6%;表征薄弱层损伤集中程度的层间位移角集中系数分别由1.54和1.51最低降至1.29,绝大部分楼层具有了相近的位移角,且小于屈曲约束支撑结构,表明新型支撑引导了薄弱层的迁移,显著减轻了结构变形损伤集中问题。本研究的相关成果可为钢框架-支撑结构的地震响应控制提供参考。

地震动持时对RC框架结构损伤指标影响研究

如何准确考虑地震动持时对结构地震反应及性态的影响,是目前地震工程领域重要热点课题之一。为了研究地震动持时对结构不同反应指标的定量影响,本文首先基于目标谱匹配,得到了频谱相同但持时不同的长、短持时地震动记录各100条,然后基于OpenSees软件,建立了一个6层RC框架结构模型,并以长、短持时两组地震动为输入进行了增量动力分析,最后根据计算结果分析了地震动持时对结构最大层间位移角、滞回耗能及损伤指数等参数的影响。结果表明:地震动持时对结构最大层间位移角影响不大,但对结构的滞回耗能和损伤指数影响很大,长持时地震动作用下结构滞回耗能是短持时地震动作用下2.8倍左右,而损伤指数最大则为1.9倍,说明地震动持时对结构不同类型反应参数影响程度差别较大。本文结果和结论可供结构抗震设计、时程分析及性能评估参考。

框支剪力墙结构抗震性能评估

文章通过比较普通结构和粘滞阻尼器结构在Chichi波影响下对混凝土框架结构的动力时程以及角位移的变化情况,探究粘滞阻尼器结构抗震性能的作用效果,来研究结构的抗震特性。研究结果表明,粘滞阻尼器减震效果显著,在小震情况下避难层和转换层的结构耗能减震效果在30%左右,避难层和转换层之外的楼层,粘滞阻尼器结构耗能减震效果在18%左右。在大震条件下避难层和转换层的结构耗能减震效果在10%左右,避难层和转换层之外的楼层,粘滞阻尼器结构耗能减震效果在6%左右。带粘滞阻尼器结构在不同的震级条件下显著减小了结构层的最大角位移值,从而增强了结构的抗震能力,使结构在更大震级作用下抵抗变形的能力得到提高,在小震作用下最大层间角位移减小了54%,在中震作用下最大层间角位移减小了27%,在大震作用下最大层间角位移减小了13%。当结构物在外力作用下发生的变形较大时,钢混框架结构的剪力墙表现弱非线性状态。

超限型钢混凝土框支剪力墙结构抗震性能评估

通过对普通与带粘滞阻尼器的型钢混凝土框支剪力墙结构进行动力时程分析与静力弹塑性分析,获得结构地震需求曲线和抗震能力曲线,开展抗震性能评估并检验是否达到预期的性能目标;此外,分析了塑性铰的分布与发展,揭示出型钢混凝土框支剪力墙结构的破坏机制.结果表明:粘滞阻尼器有效地降低了型钢混凝土框支剪力墙结构的地震响应,在不同强度地震作用下结构峰值位移和最大层间位移角最大减幅分别为35%和38%,带粘滞阻尼器型钢混凝土框支剪力墙结构的地震需求降幅介于14%～54%之间;型钢混凝土框支剪力墙结构最终形成以梁铰为主的破坏机制,结构破坏时大部分转换构件与剪力墙仍处于弱非线性状态,原结构设计达到"中震作用下框支层与避难层处转换构件与剪力墙仍处于弹性范围"的抗震性能目标.