钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计方法

以变形需求作为设计参数,阐明了RC框架结构基于性能的抗震设计方法的基本原理及步骤:利用弹塑性位移谱法求解结构的位移与变形需求,在层间位移角满足特定要求后,将梁柱塑性铰区的转动量值作为性能设计的参数,结合预期的性能目标由梁柱性能设计方程进行构件变形能力设计。以一10层框架结构为例,给出了RC框架结构基于性能的抗震设计的完整过程,并通过弹塑性时程分析作了比较验证。结果表明:弹塑性位移谱法求解结构位移需求是一种可为工程接受的、简便有效的方法,通过梁柱性能设计方程对变形能力进行定量设计,可将结构的破损程度控制在预先设定的性能目标范围内。

谈钢筋混凝土框架梁柱节点的抗震性能及设计

通过对钢筋混凝土框架梁柱节点的受力特点和它的滞回曲线的研究,分析了梁柱节点的抗震性能,解释了震害特点。同时阐述了梁柱节点的设计准则和设计方法。

钢筋混凝土框架柱的变形能力及基于性能的抗震设计方法

框架柱的变形能力主要取决于轴压比和约束箍筋用量,本文建立了柱塑性铰区配箍特征值λcv、轴压比n及塑性铰极限转动量puθlc之间的函数关系,即λcv-n-puθlc关系式,并与柱试验数据进行了对比,计算公式与试验结果在平均意义上吻合很好。文中推导了柱截面λcv-n-μc关系式,建立了配箍特征值λcv、轴压比n、柱曲率延性μc之间的关系。在本文公式的基础上,讨论了按现行抗震设计规范最小配箍要求的RC框架柱所达到的最大变形能力,同时指出规范的构造要求并不总满足特定的变形要求。文中提出了框架柱的性能设计方程,给出了框架柱在指定性能目标D I下基于性能的抗震设计方法的基本过程。

钢筋混凝土框架梁的变形能力及基于性能的抗震设计方法

本文以Priestley改进的M ander约束混凝土模型为基础推导了RC梁截面λbv-ξn-μbφ关系的一般计算公式和简化计算公式λbv-ξ-μbφ,建立了配箍特征值λbv、相对受压区高度ξn及曲率延性μbφ三者之间的量化关系式,用于梁截面在目标曲率延性下的变形能力设计,给出了梁截面在目标曲率延性下的设计流程图。对所设计的梁截面进行变形能力验算,均可达到设定的目标曲率延性。在简化的λbv-ξ-μbφ公式基础上建立了框架梁的性能设计方程,即λbv-ξ-pθlb关系式,给出了RC框架梁基于性能的抗震设计方法的一般步骤。设计者可灵活地根据性能要求设定可接受的破损指标D I进行梁的性能设计。

中心支撑钢框架结构基于性能的塑性抗震设计

根据功能平衡原理,提出了一种中心支撑钢框架结构基于性能的塑性设计方法。预先选定目标侧移和屈服机制,根据功能平衡方程即可得到结构的设计基底剪力。采用塑性设计法设计支撑构件和节点以便达到预期的屈服机制和性能。采用此方法对一幢6层中心支撑钢框架结构进行了设计,然后采用动力时程分析法验证了该方法的可行性,为中心支撑钢框架结构基于性能的塑性抗震设计法提供了一定的依据。

组合结构及其框架梁柱节点抗震设计

钢--混凝土组合结构由于其经济、刚度大、抗震性能好而广泛地应用于工业建筑,然而对于组合结构构件的某些特性扩大应用范围后,某些构件的工作性能,尚须不断研究。譬如:当钢管混凝土用做基础桩和输电杆框架柱时,其内力和变形十分复杂,其弯扭性能是十分重要的因素。目前填充型圆钢管柱、混凝土梁构成的梁柱刚性抗震节点有很好的抗震性能(圆管截面的流体动力特性好),能够保证组合结构框架梁柱在地震区推广使用。

钢框架梁柱螺栓连接的杠杆力分析

采用三维非线性有限元分析方法,讨论了钢框架梁柱螺栓连接的杠杆力分布及杠杆效应对节点连接受力性能的影响。按塑性设计理论推导了节点连接杠杆力的最大值,提出了保证节点工作性能安全、可靠的计算方法,以利于工程设计。

高层框架梁柱节点施工问题探讨

一种结构抗震性能的好坏主要依赖于自身的强度和延性，框架结构实现其优越性能的基本保证是实现设计准则“强柱弱梁，强剪弱弯，强节弱杆强锚固”。这一准则强调了构件的强度及构件强度的大小排序问题，节点的强度要高于柱，柱的强度要高于梁，目的是在强调强度的同时保证结构的延性。在框架结构中节点是非常重要的，该处是剪切脆性破坏很突出的部位。在地震作用下，节点受到的水平剪力是柱的4～6倍，一旦节点遭到破坏，整个体系就会变为结构可变体系，丧失稳定而倒塌，所以一定要保证节点的强度和延性。

华润置地总部大厦结构设计

华润置地总部大厦属于超B级高度的超限高层建筑,采用带伸臂桁架和环桁架的框架-核心筒混合结构体系。首先对项目基本情况进行了介绍,给出了结构在风荷载和小震以及大震作用下的整体指标关键结果。然后针对东西侧框架梁柱节点偏心对整体模型刚度以及框架柱设计的影响进行了分析,得到了整体模型框架梁端刚度释放比例以及角柱等效长度系数。最后针对核心筒的缩进与转换,进行了重力和侧力下的墙体受力分析,并通过有限元模型进行验证。分析表明通过转换层以上墙体开洞、转换层楼板配筋加强等措施,能避免刚度突变,确保结构传力的有效性,满足抗震性能目标。

钢框架加劲抗弯连接参数分析与设计

在梁柱节点处增加竖向加劲肋能够提高抗弯框架连接节点的抗震能力。本文研究了加劲肋设计参数对连接抗震性能的影响。对加劲肋设计了三个几何参数．并通过非线性有限元方法进行了参数分析。给出并比较了不同参数组合下的应力分布、翅性应变能。数值结果表明，单个加长的加劲肋能够消除节点中的应力集中现象．并能减小节点脆性破坏的几率。根据数值分析结果和先前的试验结论．本文给出了加劲肋的设计参数和设计过程。

高层钢框架结构基于性能的塑性设计方法研究

在罕遇地震作用下,根据现行规范设计的高层钢框架结构会经历较大的非弹性变形,其非弹性性能在一定程度上难以预测和控制。根据功能平衡原理,该文提出了一种高层钢框架结构基于性能的塑性设计方法。预先选定目标侧移和屈服机制作为结构两个关键的性能极限状态。根据能量相等原则,即使结构单调达到目标侧移所需作的功等于等效弹塑性单自由度体系达到相同状态所需要的能量,来计算给定的地震水准下的设计基底剪力。采用塑性设计法设计框架构件和节点以便达到预期的屈服机制和性能。采用此方法对一幢10层钢框架结构进行了设计,然后采用动力时程分析法和静力非线性分析法验证了该方法的可行性,为高层钢框架结构基于性能的塑性抗震设计法提供了一定的依据。

多层钢框架半刚性端板连接的循环荷载试验研究

为研究多层钢框架半刚性梁柱端板连接的抗震性能,对8个不同构造端板连接足尺试件进行了循环荷载试验研究, 分析了端板厚度、螺栓直径、端板外伸加劲肋、柱腹板加劲肋、平齐式和外伸式等因素对节点承载力、转动刚度、极限转动 能力、耗能能力、延性和极限破坏状态的影响。试验结果表明,半刚性梁柱端板连接具有良好的延性和耗能能力,可以应用 于多层抗震钢框架中。根据试验结果及相关分析,提出了多层抗震钢框架中端板连接的标准构造为:两端外伸,设置柱腹 板加劲肋和三角形端板加劲肋,柱翼缘在端板外伸边缘上下各100mm范围内局部加厚,厚度与端板厚度相同。对提高端 板连接节点的抗震性能提出了宜采用大直径螺栓、中等厚度端板的设计建议。本文还在"强节点,弱构件"抗震设计一般原 则的基础上提出了"强连接,弱板件"的端板连接抗震设计概念。

关于钢结构抗震设计的探讨

在抗震设防目标、抗震设计类别、设计反应谱、地震作用取值和梁柱连接等方面对CECS160和GB50011进行了分析比较。CECS160和GB50011对钢筋混凝土结构地震作用取值基本相同,而两者对钢结构地震作用的取值差别较大,基底剪力比同样条件钢筋混凝土结构要大,这就部分忽视了钢结构的塑性变形耗能在削减地震反应上的作用。构造细节对保证结构延性起着极其重要的作用,针对钢框架刚性连接,对GB50011中不同烈度(或CECS160中的抗震设计类别)分别建议了较严格的梁柱连接形式,使钢结构延性利用得到保证。

一向少墙高层剪力墙结构抗震设计计算方法

对高层建筑一向少墙剪力墙结构的结构体系特点进行了分析,指出了当少墙方向的扁柱楼板框架剪力比μiwf大于0.1时,扁柱楼板框架作用较大,必须验算扁柱楼板框架的承载力;少墙方向的X向剪力墙一般为非矩形的复杂截面,设计时建议采用组合墙肢的设计方法;梁柱框架一般为异形柱截面,应按异形柱设计;少墙方向的扁柱楼板框架,楼板的验算应考虑水平荷载的作用;建议少墙方向的设计方法采用抗震性能化设计法。