型钢混凝土剪力墙基于性能的有害层间位移角限值研究

剪力墙结构在地震作用下墙肢底部塑性发展区的高度并不一定等于结构层高,若以塑性发展区的转角限值作为剪力墙结构的层间有害位移角限值,可能导致不准确的结果.本文提出在计算型钢混凝土剪力墙层间有害位移角限值时,应考虑层高与墙肢长度比值的影响.根据型钢混凝土剪力墙的损伤破坏特征及抗侧承载力下降程度,提出其抗震性能等级的划分方法.结合经过验证的三维有限元模型分析,得到不同性能等级的型钢混凝土剪力墙有害层间位移角的限值.分析了不同设计参数对不同性能等级的型钢混凝土剪力墙位移角限值的影响,并拟合位移角限值的计算公式.得到了不同性能等级位移角限值的统计特征值,为型钢混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计与分析提供参考.

隔震剪力墙结构的有害层间位移角研究

以矩形分布荷载模式的隔震悬臂铁木辛柯梁模型推导了隔震结构有害层间位移角及名义层间位移角的计算公式;通过某高层隔震剪力墙结构算例对其有害层间位移和无害层间侧移的分布规律进行研究,分别采用名义层间位移角和有害层间位移角对隔震结构进行优化控制设计,对比了两种设计方案的用钢量指标并通过大震非线性动力时程分析对两种设计方案上部结构的塑性损伤演化规律进行研究。研究表明:隔震剪力墙结构的最大名义层间位移和最大有害层间位移并不是出现在同一个楼层;以有害层间位移角作为目标函数的优化设计方案比原结构方案更具有经济性;罕遇地震作用下,整个上部结构的损伤分布较为均匀,这对于隔震结构的安全性是非常有利的。

基于层间有害位移的黏滞阻尼器配置

高层建筑的水平层间位移中包含着有害位移和无害位移两部分,且在结构上部往往是后者比例大于前者。结构层间设置的消能支撑耗能特性只取决于有害位移,这就导致快速估算由该层竖向构件的弯曲和剪切变形引起的有害位移显得很有意义。就此提出了一种高层建筑结构在地震作用下层间水平变形有害位移简便计算方法,据此讨论了高层建筑结构层间优化配置黏滞阻尼器问题。通过找出水平地震作用下高层建筑每层的有害位移,根据减震结构的层间位移减小需求目标估算结构所需的附加阻尼比,进而得到需要的层间阻尼力,据此来确定阻尼器的参数和数量。运用该方法对一幢经历东日本311大地震且有时程记录的日本高层钢结构,进行了优化配置层间黏滞阻尼器减震分析,以此验证本文建议方法的有效性。

剪力墙结构基于性能抗震设计的目标层间位移确定方法

结构层间变形的计算和性能水平的划分,是基于性能的抗震设计中确定目标位移的关键问题之一。该文根据剪力墙结构的受力特点,将楼层位移分为有害位移和刚体位移,将层间位移分为名义层间位移和有害层间位移;分析了剪力墙结构的名义层间位移、有害层间位移及楼层转角之间的关系,给出有害层间位移的近似计算公式并进行误差分析;对结构层间变形的计算方法进行改进,提出采用有害层间位移角作为剪力墙结构的性能指标,进行结构性能水平的划分,并采用有害层间位移角和顶点位移角两个参数来控制剪力墙结构的变形。最后,给出剪力墙结构目标层间位移的确定方法,以此确定其目标侧移曲线,可进行直接基于位移的抗震设计。

剪力墙结构层间位移计算方法探讨

规范对高层剪力墙结构层间位移进行限制时，没有考虑结构体系侧移模式不同的影响，这对以弯曲变形为主的结构会造成很大的误差，甚至得出一些与实际情况完全不相符的结论。针对这一问题，本文根据剪力墙结构的受力特点，将楼层位移分为有害位移和无害位移，将层间位移分为名义层间位移△ui和有害层间位移△ūi，用倒三角形分布水平荷载的等截面悬臂杆件的弯曲变形曲线作为剪力墙结构的近似侧移曲线，从理论上分析了剪力墙结构的名义层间位移、有害层间位移、层间相对转角以及截面的弯曲曲率之间的关系，给出有害层间位移的实用计算公式。最后，对比分析了控制剪力墙层间变形的几种不同方法，并通过算例分析验证了本文方法实用可行，与实际情况符合较好。

高层钢框架结构考虑P-Δ效应的弹性层间有害位移的简化计算

高层钢框架结构在水平荷载作用下,层间位移包含有害位移和无害位移两部分。在结构侧移的传统计算中,通常忽略P-Δ效应的影响;在二阶侧移计算中,也未从有害位移的角度进一步分析,这对较柔的高层钢框架结构来说会造成较大的误差。因此,针对这一问题,提出了高层钢框架结构考虑P-Δ效应影响的弹性层间有害位移的简化计算方法。通过采用简化方法和对角撑法对一个承受水平均布荷载的15层纯钢框架结构进行模拟计算对比,并讨论了P-Δ效应对层间有害位移的影响。结果表明提出的简化方法实用可行,能够很好地满足工程的实际需求。

高层剪力墙结构层间有害位移计算方法

高层剪力墙结构在水平地震作用下的层间位移包含有害位移和无害位移两部分。从有害位移的定义出发,基于结构挠度方程提出一种简化解析法来计算层间有害位移;以某一15层双肢剪力墙为例,采用简化解析法和楼层转角法(分别以层间位移角,竖向构件切线角,楼板转角作为弯曲转角)来计算结构层间有害位移,并利用对角支撑法来确定弯曲转角的合理取值以及验证简化解析法的正确性。结果表明:结构底层层间位移即为有害位移;结构各楼层有害位移占比随着楼层的提高逐渐减小;采用楼板转角作为弯曲转角可以较为准确地计算结构层间有害位移;采用提出的简化解析法计算结构层间有害位移是可行的。

型钢混凝土组合结构在不同抗震区抗震性能初步研究及其结构位移特征的初步探讨

对型钢混凝土梁柱框架结构、型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁框架结构、纯钢筋混凝土框架结构进行分析,讨论三者在在不同的地震作用下的层间位移角、有害层间位移角、变形特征曲线上的区别。研究表明:型钢混凝土框架结构呈现剪切型的变形特征,薄弱层出现在首层及二层,大震最大层间位移角可取小震时对应数值的6.5倍进行估算,型钢混凝土框架结构更适用于8度半以上抗震设防烈度地区。

某框架-核心筒结构加强层最佳位置的分析

以设置斜腹杆桁架加强层的某框架-核心筒结构为研究对象,利用有限元分析软件Midas building分别建立带有两道加强层的模型1、模型2和模型3,这三种模型的区别是加强层的位置不同。在地震作用下分析3个模型的周期比、层间位移角和层间位移。结果表明:模型3在受力性能方面优于其余2个模型,其加强层所在楼层位置为最佳位置。

新结构体系短肢剪力墙的设计原理研究

在已有的剪力墙计算理论的基础上,创立新的计算模型,根据国家规范确定结构构造措施,提出了短肢剪力墙的设计原则,论述了世界上第一栋短肢剪力墙结构设计的产生根据和发展研究成果。将短肢剪力墙与传统结构进行对比分析,论述了其结构特性和优化方向。根据短肢剪力墙的受力特点,将结构水平位移分为有害层间位移和无害层间位移,得出了有害层间位移的计算公式,采用有害层间位移角参数和主截面高度变化来控制变形,使结构设计参数满足规定。

不规则复杂平面高层结构抗震计算和设计探讨

对一平面不规则的工程实例采用SATWE程序进行了小震作用下的空间结构振型分解法和弹性时程分析法的计算,采用PUSH程序进行了静力弹塑性分析,并采用EPDA程序进行了中震、大震作用下的弹塑性时程分析。结果表明,对于不规则复杂平面结构,在空间结构振型分解法、弹性时程分析法及静力弹塑性分析计算符合要求的情况下,在中震、大震作用下弹塑性时程分析的弹塑性层间位移角也超出了限值,因此,建议对该类结构补充弹塑性时程分析,并宜采用有害层间位移角来控制结构的层间位移,判断结构的薄弱层。

剪力墙结构位移型阻尼器有效位置的初步探讨

通过对剪力墙结构在倒三角分布荷载作用下的有害层间位移以及剪力墙墙肢边缘处的竖向伸缩变形沿竖向分布规律的定量分析以及对工程实例的初步验证,指出如能大幅度放宽结构层间位移角限值,则剪力墙结构位移型阻尼器的有效位置主要在底部数层,既可以安装常规的层间斜撑阻尼器,也可以把阻尼器沿竖向安装在剪力墙边缘构件上。