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。

基于位移自适应能力谱Pushover方法

为改善Pushover方法预测效果,本文提出一种基于位移自适应能力谱Pushover方法。这种方法吸收了基于位移自适应Pushover算法、N2法以及能力谱方法的优势,引入了自适应能力谱特性。同时该方法可以高阶振型影响以及结构屈服以后侧向力分布的变化,也能反映结构瞬时变形状态的影响。为了评价该种方法的预测效果,以两个高层钢框架为例,采用Opensees软件进行Pushover分析以及弹塑性时程分析,将本文提出的方法计算结果与模态Pushover方法,基于力的自适应Pushover方法以及弹塑性时程分析的计算结果进行比较。结果表明:各种Pushover方法对楼层位移的预测效果明显好于层间位移角,基于位移自适应能力谱方法对预测楼层位移以及层间位移角预测效果误差指标小于其他Pushover方法,因此本文提出的这种方法可以有效改善目前Pushover方法预测性能。

基于遗传算法的剪力墙结构设计优化方法

剪力墙结构体系的高层结构容易出现剪力墙偏心布置的问题,同时引起其在水平作用下抗扭性能不足的问题。通过分析遗传算法的优点及适用性,确定采用遗传算法以实现对剪力墙抗扭性能优化问题。具体讨论了基于遗传算法的优化方法条件的设定,并阐述了基于遗传算法对剪力墙优化的具体步骤。以某工程项目建筑结构作为模型算例,对其简化模型进行基于遗传算法的400代迭代优化,并对优化后的原建筑模型进行验证。结果表明基于遗传算法对剪力墙结构的优化效果良好,优化后的剪力墙结构在水平荷载作用与扭转作用下楼层位移比能得到有效的降低,证明了基于遗传算法对高层剪力墙结构优化的可行性。

对几种楼层侧向刚度计算方法的探讨

基于对我国现行规范给出的按剪切刚度、剪弯刚度和楼层剪力与楼层层间位移比等三种计算楼层侧向刚度方法的研究,指出剪切刚度是剪弯刚度的简化算法,当抗侧构件高宽比1≤h/b≤4时,采用剪切刚度计算误差较大;由于无害位移的存在,按层间剪力和层间位移比来计算楼层刚度,会使得结构中上部楼层的刚度计算值比实际刚度偏小;剪弯刚度可综合考虑楼层各抗侧构件的剪切、弯曲和轴向刚度的影响,按其计算的楼层侧向刚度结果比较合理。

基于位移自适应Pushover分析方法

为了克服传统Pushover方法的局限性,本文提出了一种基于位移自适应Pushover分析方法,这种方法采用位移加载方式进行Pushover。克服了传统基于力的Pushover方法无法准确预测性能指标的缺陷,同时不仅能考虑结构屈服后刚度变化还能(改成以及)考虑高阶振型影响。同时结合本文的Pushover方法,提出了新的目标位移确定方法。为了验证本文方法的有效性,选择了两个基准钢框架进行动力弹塑性时程分析,将各种计算方法结果与动力弹塑性时程分析结果进行比较。结果表明:综合来看,基于位移自适应Pushover方法与其他方法相比能准确预测结构在地震下的楼层位移、层间位移角以及楼层剪力。

基于模糊控制算法的抗震减震效果研究

近年来,不少地区地震事故频发,造成了大量的人员伤亡及财产损失。为此,文中开展基于模糊逻辑控制算法的抗震减震效果研究,以为后续地震安全预警机制奠定理论分析基础的同时,在地震初期进行预警,为人们争取宝贵的逃生时间。通过引入一个在OpenSEES软件中创建的11层建筑结构模型,在Matlab中引入隶属函数并制定模糊规则,将楼层位移和速度作为输入量进行仿真分析;其次,分析对比无控制和模糊控制两种状态下模糊逻辑控制系统的抗震减震效果。结果表明,该系统有明显的抗震减震效果,在模糊控制状态下,建筑结构框架的位移、加速度等均有减少,其中对于顶层峰值位移的响应控制率达到58.3%,而对于顶层峰值加速度响应控制率达到27.4%。

强震下高层钢筋混凝土框架结构体系抗震耗能分析

为研究框架结构在地震作用下的耗能机理,依据现有规范设计并建立10层、15层钢筋混凝土空间框架结构体系的三维实体精细有限元模型,并对该两种框架进行地震波弹塑性时程分析,分析不同水平地震波对框架结构层间位移角与塑性耗能的影响。结果表明:两种框架各层最大绝对位移随楼层与地震波峰值的增大而增大,各层的最大层间位移在2层、3层,多遇、罕遇地震下两种框架的最大层间位移角均未超过位移角限值1/50,当地震波烈度分别达到1 500 gal、1 200 gal时,10层、15层框架结构体系的最大层间位移角超过1/50;小震时,框架结构的总塑性耗能值很小,表明框架仍处于弹性状态,随着地震波加速度的增大,框架的总塑性耗能迅速增加,特别是地震强度超过1 000 gal以后;随地震波加速度的增大,框架的各部件的塑性耗能值增大,梁、柱的耗能占比增大而楼板的耗能占比减小。

基于MPA考虑土-结构相互作用的RC框架抗震性能的研究

采用ATC-40推荐的土集中参数模型,将土-结构相互作用引入MPA分析中,并考虑重力荷载下的P-Δ效应,研究RC框架的抗震性能。利用SAP2000对一10层RC框架分别进行考虑SSI的MPA分析、Accel和Mode1侧向加载模式的Pushover分析以及非线性动力时程分析,进行不同场地类型下结构抗震性能的评估。多遇地震结果表明:考虑SSI的MPA分析最接近时程分析的结果,顶点位移和层间位移角误差分别在10%和20%以内。罕遇地震结果表明:考虑SSI效应后,常规Pushover分析的误差较大,已不能满足精度要求;而考虑SSI的MPA在一定程度上能评估结构的抗震性能。若结构未倒塌,考虑SSI的MPA能较好地估计塑性铰的分布;若结构倒塌,考虑SSI的MPA得到的梁铰分布与时程分析较一致,然而低估了底层柱铰的塑性变形,但不影响对结构薄弱层的判断。

大震作用下带拱式转换层高层结构动力弹塑性分析

针对大震作用下带拱式转换层高层结构的地震反应,分析了该结构楼层侧移、楼层剪力、薄弱部位及塑性铰分布等,表明:转换层相邻上下两层及转换层下弦杆跨中为结构薄弱部位.为了在罕遇地震作用下,结构塑性铰能够合理分布,达到"大震不倒",对该结构薄弱部位应采取加强措施,并对此进行了动力弹塑性时程分析,结果表明,加强后结构薄弱部位转移到转换层上部楼层中,且结构塑性铰分布较合理,由此提出该结构底部柱承载力增大系数:当Ⅰ类场地时为1.3,Ⅱ类场地时为1.9,Ⅲ类和Ⅳ类场地时为2.2;转换层相邻上部柱承载力增大系数为1.25;转换层下弦杆跨中承载力增大系数为3.5.

厚板转换层设置高度对结构抗震性能的影响

为了分析厚板转换层设置高度对结构抗震性能的影响,根据建筑结构抗震设计规范,系统研究了地震作用下结构的破坏机理及计算方法,建立了地震作用下结构的运动方程,采用自振周期、楼层位移及层间位移角作为结构抗震性能指标,基于振型分解反应谱法对各指标进行了研究。结果表明:随着厚板转换层设置高度的增加,结构低阶振型的自振周期增大;楼层位移变大,层间位移角增大,结构整体抗震性能下降。

橡胶支座地下室顶板与基础顶面隔震对比

在简化模型的基础之上,根据拉格朗日方程推导出橡胶支座地下室顶板隔震动力反应的计算公式。利用MATLAB软件进行数据处理,并结合ORIGIN软件把数据以图像的形式简单明了地表现出来,为更加细化的数据比较分析打下了扎实的基础。结果表明:把橡胶支座设置在地下室顶板与无隔震支座相比具有明显的隔震效果,当Cr=3 000kN/(m·s),kr=2 000kN/m时,隔震效果保持在90%以上,甚至达到96.56%。

竖向收进高层结构的弹性时程分析

在高层建筑设计中,尤其是带商业裙房的高层,上部楼层相对于下部楼层的收进是非常常见的,尺寸过大的收进属于竖向不规则结构。通过PKPM软件对漳州诏安华府怡景住宅项目1#楼进行辅助结构分析,针对规范要求,采用弹性时程分析法研究该竖向收进的高层结构,通过选取人工波与天然波作用下的地震时程反应,得到结构弹性下最大楼层的位移、剪力曲线,并将此曲线与CQC计算法下的最大楼层的位移、剪力进行比较,然后取大值。同时,介绍了竖向收进高层的的结构设计要点和抗震加强措施。

组合结构的抗震性能分析

运用SAP 2000有限元结构分析软件建立结构的线性三维模型,并分别对加层有支撑的组合结构模型及加层无支撑的组合结构模型进行了分析。通过对比两种结构在模态分析和振型反应谱分析下得到的关于自振周期、楼层位移和层间剪力的数据,得出了相关结论。结论表明:加层有支撑的组合结构抗震性能优于加层无支撑的组合结构。

核心筒厚度对高层钢-混凝土混合结构抗震性能的影响

为了研究核心筒厚度对高层混合结构抗震性能的影响,利用同济大学MTS多高层钢结构设计系统,根据钢-混凝土混合结构抗震概念设计原理,采用典型的平面布置形式建立高层混合结构计算模型,计算在不同地震烈度、不同场地土、核心筒厚度不同时结构的最大楼层平均位移、最大层间弹性位移角。绘出不同情况下模型的最大楼层平均位移、最大层间弹性位移角变化曲线。得到核心筒厚度对高层混合结构抗震性能有较大影响,可为工程实用计算提供可靠的理论依据。

明浦软件孵化大楼T形平面结构设计

介绍了一幢平面和竖向都不规则的五层T形框架结构的设计过程,包含多个结构方案在罕遇地震下的弹塑性时程分析对比,提出了多层不规则框架结构的设计对策和方法,可供同类工程设计时参考。

板厚对带错层高层结构抗震性能的影响与优化

为研究地震作用下楼板厚度的变化对高层错层建筑结构抗震性能的影响,本文以工程实例为研究对象,用SATWE软件建立结构模型为框架结构,建立不同板厚的四种结构有限元分析模型。用弹性动力时程分析法进行比较各结构方案的最大楼层位移、各结构方案的层间位移角和各结构方案的侧向刚度。结果表明,随着楼板厚度的增加,结构最大楼层位移、层间位移角和侧向刚度都有增大的趋向。通过对比可知,工程结构中楼板厚度选用130mm可以满足抗震要求,整体抗震性能良好,又较为经济实惠。

楼板厚度对带转换层多户型结构抗震性能的影响分析

为研究楼板厚度对带转换层的多户型结构抗震性能的影响,以工程实例为对象,采用SATWE软件,分别以200mm、220mm和250mm的转换层楼板厚度建立三种模型,比较了不同板厚结构的自振周期、剪力和位移。结果表明,随着楼板厚度的增加,结构位移、自振周期和剪力都有增大的趋向,综合分析比较,220mm厚的转换层楼板的抗震性能综合值最优。

采用短柱基础减小框架结构底层计算高度分析

框架结构设计时，为减小底层计算高度，设置基础短柱作为上部结构嵌固端，结构设计概念清晰，且简单易操作并能取得很好的经济效果。文章通过某工程实例，具体分析不同基础短柱刚度对结构动力特性、楼层位移、基底反力、构件内力的影响，从而得出基础短柱相对上部柱的合理刚度，并给出短柱的配筋构造要求。

P-Δ效应对空腹式巨型框架结构弹塑性响应分析

以钢筋混凝土空腹式巨型框架为例,通过Pushover分析研究P-Δ效应对结构性能点、塑性铰分布、最大楼层位移、层间位移角的影响。结果表明:考虑P-Δ效应后,倒三角分布加载时Sa、Sd、D、V、最大楼层位移、层间位移角的最大增幅分别为1.39%、2.05%、0.68%、1.31%、71.48%、136.91%;均匀分布加载下Sa、D、V、最大楼层位移、层间位移角的最大增幅分别为2.53%、0.2%、1.17%、28.88%、44.92%;考虑P-Δ效应后,结构的塑性铰分布数量反而下降,结构的抗侧移刚度也下降。

直板楼梯与折板楼梯对框架结构刚度的不同影响

研究了直板楼梯和折板楼梯对框架结构刚度的不同影响,建立了独立框架单元和整体框架两种分析模型,分别比较了无楼梯、直板楼梯、缓台板布置在楼层处的折板楼梯和缓台板布置在中间平台处的折板楼梯四种情况在相同受力情况下横向和纵向的楼层水平位移,通过比较四种情况下楼层的水平位移,得到了三种不同形式的楼梯对框架结构刚度的影响,结果表明,缓台板布置在中间平台处的折板楼梯对整体框架结构刚度的影响比直板楼梯小.