钢框架-剪力墙结构体系设计浅析

本文以国机集团中国中元东北科技创意产业园建设项目一期工程科研办公楼项目为例,初步探讨钢框架-剪力墙结构体系的受力性能及设计要点,以供参考.

结构概念设计在框架-剪力墙结构体系中的应用

框架-剪力墙结构是当前城市优选的建筑方式,广泛应用于商用高层建筑或民用建筑中。本文介绍了这一结构在受力、变形等应力方面的特征,提出了具体实际应用的注意事项,具有一定的现实意义和借鉴价值。

框架-剪力墙结构隔震参数的优化研究

文章针对框架-剪力墙结构进行了隔震参数的优化研究.由于框架和剪力墙的变形特性不相同,为了对上部结构进行更精准的分析,文章通过运用多质点分布参数体系,通过赋予框架和剪力墙对应的相关参数,探讨了框架-剪力墙结构在采用基础隔震的情况下其上部结构的变形特性,并给出了框架-剪力墙隔震体系上部结构框剪刚度比的优化意见.

阶梯形框架-剪力墙结构的解析有限元法

为克服框架-剪力墙结构理论解析解只适应等刚度和均布荷载、倒三角形分布荷载和集中荷载作用,无法解决变刚度、复杂荷载作用分析的不足,利用固接体系框架-剪力墙微分方程的奇次解,建立了解析有限元列式,推导了单元在均布荷载和倒三角形分布荷载作用下的非节点荷载等效公式,给出了剪力在框架、剪力墙中分配的有限元算法。对所建立的有限元列式和非节点荷载等效公式进行实例验证,比较了解析有限元和常规有限元随网格密度变化的收敛性能,验证了解析有限元在阶梯形变刚度框架-剪力墙结构分析中的适应性能。得到了解析有限元结果与理论解完全一致,解析有限元不依赖网格密度、收敛性能优越等结论。本文所建立的解析有限元为变刚度框架-剪力墙结构提供了一种简便的分析工具。

钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构抗震性能试验研究

对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构足尺试件进行了水平低周往复加载试验,研究了灌浆轻钢剪力墙与钢框架的耦合效应,分析了结构的破坏模式、受力特征和耗能机理,得到了结构的承载能力、抗侧刚度、延性及耗能能力等。通过与纯钢框架及冷弯薄壁型钢灌浆墙体结构的试验结果对比,发现灌浆轻钢剪力墙通过自攻螺钉采用内嵌的方式与钢框架连接,二者具有良好的协同工作性能,框剪结构的抗剪承载力和抗侧刚度分别是钢框与墙体对应值之和的1.50倍和1.64倍,结构延性系数达5.42,抗震性能优良,研究结果可为该类结构的设计研究提供科学基础。

装配式钢结构建筑中钢框架+防屈曲钢板剪力墙结构体系应用

为研究钢框架+防屈曲钢板剪力墙结构在装配式钢结构建筑中的应用效果,以某城市的改建安置房项目为例,设计钢框架+防屈曲钢板剪力墙结构体系,并按照施工流程完成该结构体系施工;同时采用ABAQUS有限元软件构建该体系的计算模型,分析防屈曲钢板剪力墙和预期对应的钢框架梁柱之间的整体水平静力、剪力墙的受力特性以及耗能情况。结果显示:钢框架+防屈曲钢板剪力墙结构体系的实际应用效果良好,防屈曲钢板剪力墙的耗能比例达到94.1%。

框架-剪力墙结构在高层建筑隔震设计的应用研究

本文主要研究框架-剪力墙结构在高层建筑隔震设计中的应用。在此基础上,详细探讨了框架-剪力墙结构的隔震优化设计方法,提出了隔震装置的选择与布置、结构动力分析以及隔震效果评估等方面的优化措施,可为后续类似项目的隔震设计提供参考借鉴。

矩形钢管混凝土组合异形柱框架-剪力墙结构体系住宅设计

矩形钢管混凝土组合异形柱框架-支撑结构体系对风荷载比较敏感,不宜用于80m以上的高层建筑中。沧州福康家园项目25,26层钢结构住宅高度约为80m,采用矩形钢管混凝土组合异形柱框架-剪力墙体系,其中4号楼结构高度达76.4m,该结构为目前采用异形柱技术的最高建筑。以4号楼为例,通过有限元软件对其进行设计计算,结果表明各项指标均满足各规范要求。通过静力弹塑性分析可知,矩形钢管混凝土组合异形柱框架-剪力墙体系在罕遇地震作用下的破坏机制合理,具有较好的抗震性能,满足相应规范要求。由此可知,新体系具有良好的建筑效果,抗震性能良好,在高层住宅领域应用前景广阔。

框架-剪力墙双重抗侧力体系柱计算长度系数研究

针对框架-剪力墙双重抗侧力体系,通过刚度特征值综合反映框架与剪力墙的侧向刚度,考察其对框架剪力分担率与屈曲荷载的影响。建立了高度为48 m、72 m、96 m和120 m四个计算模型,分别采用有限元法和简化方法计算结构的屈曲荷载与框架柱的计算长度系数。刚度特征值可以综合反映框架与剪力墙相对刚度以及结构高度的影响,特征刚度值越大,框架分担的剪力也随之增大。框架屈曲荷载修正系数γ可以用于定量表征框架受到剪力墙侧向支撑作用强弱的程度,γ随着结构高度增大迅速减小。当框架-剪力墙高度较大时,其框架部分的屈曲荷载可能低于相应纯框架的屈曲荷载,说明此时框架部分为剪力墙提供了侧向支撑。计算结果表明:对于纯框架,按结构标准层分段加载有限元分析得到柱的计算长度系数在各标准层范围内保持不变,且各标准层之间差异不大;基于同层柱相互支援的修正《钢结构设计标准》法,得到柱的计算长度系数与分段加载有限元分析的结果较为接近,两者误差为−9.5%~14.2%。框架-剪力墙柱的计算长度系数介于无侧移框架与有侧移框架之间;随着结构高度增大,其值与纯框架的计算结果逐渐接近;修正《钢结构设计标准》法得到的计算长度系数与分段加载有限元分析的结果较为接近。由于柱的轴力随楼层高度增大逐渐减小,根据欧拉公式计算得到柱的计算长度系数不断增大,说明逐层加载有限元模型在确定柱计算长度系数方面存在局限性。该文方法可供框架-剪力墙双重抗侧力体系确定框架柱计算长度系数时参考。

外剪力墙-内框架混凝土结构的振动台试验研究

为了研究外剪力墙-内框架混凝土结构这一新型结构体系的抗震性能,基于原型设计了1/7比例的16层模型,选取了LANDERS波、SFERN波和一组人工波进行了振动台试验.分析了结构的破坏现象、动力特性、加速度反应、位移响应及应变反应,根据层间位移角并结合试验现象综合评估了其抗震性能.结果显示:在7度频遇地震和7度基本地震作用下结构表面未观察到裂缝,基本频率下降不超过2%;在7度罕遇地震作用下,模型刚度线性退化,仅第2层顶部转角墙连梁端部出现竖向微裂缝,层间位移小于规范规定的弹塑性限值,结构受到轻微破坏;在8度罕遇地震作用下,裂缝进一步发展,最大层间位移角达到1/72,结构破坏程度加剧;在8度半罕遇地震作用下,3层连梁端部彻底开裂、剪力墙底部水平贯穿,结构受损严重但未倒塌.结构下部Y方向的抗侧刚度不足,若适当加强底部,则结构的整体抗震性能可进一步提高.综合来看,外剪力墙-内框架结构体系能够满足我国现行抗震规范“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防要求.剪力墙刚度远大于内部框架柱,所以地震作用主要由外部剪力墙承担,内部框架柱在试验结束后仍保持完好,说明该结构体系能够在满足我国现行抗震规范基本要求的基础上实现内部空间的灵活划分.

框架-剪力墙结构弹塑性地震剪力分配分析

基于背景工程,构建考虑协同工作机制的平面分析结构模型,分别对3组不同刚度特征值的框架-剪力墙结构展开参数分析,对框架剪力与结构基底剪力的比值进行定量分析研究,总结弹塑性状态下结构的内力分配机制.针对设计过程中是否对框架剪力进行调整,建立2类分析模型,探讨了剪力调整对结构配筋、罕遇地震下结构性能以及结构抗倒塌能力的影响.结果表明,现行规范规定的剪力调整对框架-剪力墙抗震性能的影响较小,且调整方案对强柱弱梁的设计原则存在不利影响.结构设计过程中,在保证强柱弱梁和塑性铰转动能力的前提下可不必采取剪力调整措施.

高层钢结构框架-中心支撑体系设计要点

对于高层建筑钢结构框架-中心支撑体系,在设计时应使钢柱的刚度和承载能力符合要求;保证钢梁的抗剪性能满足要求;尽量避免轴压比超过规定的限制值。基于案例工程的结构特点,从结构构造、材料选择、节点连接和抗震计算分析等方面角度,提出保证结构安全性的保护措施建议:使用钢管混凝土柱;节点选择为贯穿型板式连接。

RC框架-剪力墙隔震结构地震韧性设计研究

高烈度地区重要建筑往往采用RC框架-剪力墙结构体系,采用隔震技术设计该类建筑,满足《建设工程抗震管理条例》中规定的设防地震下正常使用要求,甚至满足罕遇地震下的高韧性目标需求,成为了该类结构设计的重点难题。该研究以一8度区的RC框架-剪力墙工程为例,对该结构的抗震方案展开了设防和罕遇地震下的地震韧性评价。在此基础上,针对隔震结构提出了3种上部结构设计理念,并设计了3个隔震案例,进行了设防和罕遇地震下的韧性评价。分析结果表明:传统抗震结构在设防地震下无法满足正常使用需求,抗震韧性等级仅为一星;按降一度贴限设计确定隔震上部结构截面且按降一度确定上部结构配筋时,设防地震下需3.1 d的修复时间才能恢复正常使用功能,罕遇地震下的抗震韧性等级为二星;按降半度贴限设计确定上部结构截面,且按降一度确定上部结构配筋时,建筑功能可基本不中断,满足正常使用需求,但罕遇地震下的抗震韧性等级仍为二星;按不降度贴限设计确定上部结构截面且按降一度确定上部结构配筋时,建筑功能完全不中断,满足正常使用要求,罕遇地震下可达到韧性三星。研究的相关成果可为高烈度地区RC框架-剪力墙结构的隔震韧性设计的深入研究提供参考。

钢管混凝土键连接框架梁和剪力墙的受剪性能

目的 研究钢管混凝土键连接框架梁和剪力墙的受剪性能,为工程应用提供设计依据。方法 应用有限元分析软件ABAQUS对比钢管混凝土键连接与现浇连接梁墙的结构受剪性能,分析前者受剪机理及不同因素对受剪性能的影响。结果 钢管混凝土键连接梁墙的结构承载力和延性系数较现浇结构分别提高约10%和34%;钢材强度从Q235到Q390,初始刚度增加8.44%;截面高度从100 mm到120 mm,延性系数提高17.73%;截面厚度每增加2 mm,承载力提高约15%;截面长度和混凝土强度等级对承载力、初始刚度和延性系数的影响均小于15%,纵向距离对其受剪性能几乎无影响。结论 采用钢管混凝土键连接梁墙的结构总体受剪性能优于现浇结构;钢材强度和截面厚度分别是影响初始刚度和承载力的主要因素。

高烈度区某RC框架-剪力墙结构减震前后抗震韧性对比研究

以位于8度区(0.30g)的某13层RC框架-剪力墙结构作为研究对象,基于《建筑抗震韧性评价标准》(GB/T 38591—2020),对其减震前后的抗震韧性水准进行了对比分析。结果表明:结构在减震前的抗震韧性等级为零星,修复时间控制了韧性等级,加速度敏感型非结构构件的修复费用主导了总修复费用,结构构件的修复时间主导了总修复时间;采用黏滞阻尼器减震技术后,结构在大震下最大层间位移角和楼面绝对加速度峰值分别降低了23.5%和16.8%;结构构件的损伤得到控制,从而有效控制了结构构件的修复时间,结构抗震韧性等级提升至一星。虽然减震后的楼面绝对加速度也得到了较好的控制,但仍高于加速度敏感型非结构构件的损伤阈值,导致减震前后该类构件的修复时间和修复费用变化不大。

塔楼偏置框架-剪力墙结构变形敏感性与优化设计

在高层框架—剪力墙结构的设计中,剪力墙的布置对结构系统的整体设计指标有关键影响。在设计剪力墙布置时即要兼顾建筑功能和品质,尽量避免剪力墙对建筑功能的影响,又要做到提高结构整体效率,降低结构成本。以此为出发点,结合实际工程案例的设计,研究了带大底盘塔楼偏置的框架-剪力墙结构体系,剪力墙布置位置对结构整体指标的敏感性。通过改变剪力墙布置位置这一单因素影响,考察结构整体周期、周期比、位移角、扭转位移比等指标的相关性。并以此数据,分析剪力墙布置敏感性,按照敏感性优先级依次布置剪力墙,直到结构可以满足整体指标要求。通过敏感性分析对剪力墙进行优化布置,避免了结构设计中,对敏感性较低的结构组件和构件进行无谓的加强,即提高了工程设计的经济性,同时为建筑设计创造了更佳的使用空间,达到建筑功能、结构指标及工程成本的协调统一。

基于BIM技术的某装配式框架-剪力墙结构设计研究

为探索装配式框架-剪力墙结构计算模型与BIM深化模型的转化协同,应用BIM设计软件对结构深化设计及多专业集成化设计进行研究。本文以某栋办公楼为例,采用PKPM软件进行装配式框架-剪力墙结构设计,PKPM-PC软件快速完成集成化装配式结构部品部件设计,一键生成二维施工图纸,利用VAULT软件完成多专业协同。设计结果表明:采用BIM技术比传统的二维建模更高效,数据信息从设计到施工传递的更加准确。BIM技术的应用减少了重复建模,满足了设计阶段到施工阶段中数据的互用需求,提高了部品部件的标准化程度,优化设计管理水平,降低建设成本。

框架-剪力墙结构施工技术探析

以某建筑工程为例,重点分析框架-剪力墙结构的受力特点,并提出框架-剪力墙结构平面布置和竖向布置方案,围绕框架-剪力墙结构的施工工艺进行探讨,以期在科学设计和施工后建设质量可靠的框架-剪力墙结构,提升建筑的建设品质。

框架-剪力墙结构抗震设计的设计要点与方法探讨

框架—剪力墙结构是目前城市中高层公共建筑最常见的结构选型之一。本文结合河北省廊坊市某办公综合楼的工程实践案例,对框架-剪力墙结构的受力特性、框架和剪力墙的布置方式等内容进行了定量的分析,对于该建筑框-剪结构的选型设计要点与方法进行了探讨,对该类项目的实际设计、建造工作具有积极的现实意义和较好的可借鉴作用。

浅谈某框架-剪力墙结构综合楼安全性鉴定及抗震鉴定

文中以20世纪90年代建成的闽西某框架-剪力墙结构综合楼为工程实例,分别阐述了在建筑静力和地震作用下的安全性评估的检测分析过程,介绍了建筑物安全性鉴定及抗震鉴定的基本程序、鉴定方法、评价标准等,可为类似工程的检测鉴定提供参考。