基于概念设计竖向不规则结构的抗震分析

对于钢筋混凝土框架结构在地震作用下的反应 ,本文采用时程分析法分析结构在弹性阶段的反应和采用弹塑性静力分析法分析结构在弹塑性阶段的反应 ,主要分析了由结构竖向刚度、屈服强度和质量的变化而引起结构在弹性阶段的基底剪力和弹塑性阶段结构延性系数的变化。

竖向不规则钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计方法

考虑结构在地震作用下不同反应阶段的动力特性,采用振型反应谱法,建立结构在不同地震作用水平下的弹塑性需求曲线族,即结构的层间剪力-位移需求曲线。结合结构的能力曲线,提出以楼层为研究对象的层间能力谱法。由结构的性能目标与位移延性的关系,建立性能目标与层间需求曲线的关系,从而得到考虑结构延性的层间需求曲线。通过计算分析表明,层间能力谱法可以有效的用于对竖向不规则结构进行基于性能的抗震设计,可以方便地对不同地震作用水平、不同性能目标的结构进行地震作用计算和配筋计算,并能控制结构在不同地震作用下的变形性能、塑性铰出现顺序及部位,与时程分析方法相比偏于保守,且比直接基于位移的设计方法具有明显的优势。

竖向不规则结构抗震性能研究现状及其在设计规范中的应用

结构竖向不规则布置是导致结构地震损伤破坏的主要原因之一.介绍了建筑结构沿竖向的强度、刚度和质量不规则布置的定义、不规则的主要内容及其在地震作用下损伤破坏的特点;总结回归了钢筋混凝土竖向不规则结构地震反应需求的研究现状以及国际上典型的结构设计规范中结构竖向不规则条款的限定.针对竖向不规则结构目前的研究现状,提出了今后值得进一步加强研究的方向.

竖向不规则结构的抗震性能评估

基于模态Pushover方法和等强度延性需求谱理论,给出了竖向不规则结构评估的方法和步骤。通过模态Pushover方法,以考虑竖向不规则结构在地震作用下高振型的影响,利用等强度延性需求谱对等效单自由度体系进行计算,得到其延性和位移需求,并转化为多自由度体系的位移需求。利用上述方法对典型的竖向不规则结构算例进行了分析计算,结果表明该方法能够有效应用于竖向不规则结构的计算。

竖向不规则结构Pushover侧向力分布模式研究

本文研究了竖向不规则结构Pushover分析中的侧向力分布问题,建立了3个竖向不规则平面框架结构模型,提出了振型组合自适应分布的实现方法。利用5种不同的侧向力分布模式对3个结构模型进行了Pushover分析,并与弹塑性时程分析进行了对比。结果表明,振型组合自适应分布与时程分析结果最为接近,对复杂的竖向不规则结构,可以利用该分布模式进行Pushover分析。

竖向不规则基础隔震结构抗连续倒塌机制研究

为了研究竖向不规则基础隔震结构抗连续倒塌性能,文章建立典型的收进式竖向不规则钢筋混凝土基础隔震结构有限元模型,以备用荷载路径法为基础,采用竖向静力非线性Pushdown方法进行了分析,通过对备用荷载路径内力变化分析,研究了剩余结构抗连续倒塌性能。研究表明:除了角柱和角支座外,其他底层框架柱和隔震支座失效后其备用荷载路径均会经历梁机制、机制转换及悬链线机制3个阶段;隔震层较小的侧向约束,导致隔震支座失效后其备用荷载路径的悬链线机制难以充分发挥抗倒塌作用;初始失效位置的不同也会导致剩余结构抗连续倒塌性能的差异,对于结构中位置较为特殊的构件应予以专门设计和分析。

竖向不规则结构非线性静力推覆分析的水平侧向力研究

非线性静力分析方法可以较为简便地预估结构的弹塑性反应,但仅取常见水平侧向力分布模型并不能满足实际工程的需要,例如高振型的影响和不规则结构的特殊性。对竖向不规则结构进行非线性时程分析,建立了水平侧向力分布与结构层刚度的关系式,从而提出了一种新的水平侧向力分布形式和方法。结合几种常见的水平侧向力形式,对5种侧向刚度不规则的情况进行了推覆分析,并与时程分析结果进行了比较,结果表明该方法不但可以找到各种侧向刚度不规则结构的薄弱层而且还具有较高的精度。

竖向不规则钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震评估方法

考虑结构在地震作用下不同反应阶段的动力特性,根据结构的振型分析,采用振型反应谱法,建立了结构在不同地震作用水平下的弹塑性需求曲线族,即结构的层间剪力-层间位移需求曲线,结合结构的能力曲线,提出了以楼层为研究对象的层间能力谱法。通过对一个竖向不规则框架结构的抗震性能进行评估,对层间能力谱法的使用方法和应用原理进行了详细的阐述,并与能力谱法果进行了对比,结果表明层间能力谱法可以有效的判别出结构的薄弱层、识别结构各楼层在地震作用下所处的受力状态。

竖向不规则结构Pushover分析的侧向荷载分布模式研究

侧向荷载分布模式的选取是Pushover分析中的一个关键问题,尤其当高振型影响显著和结构不规则时其选取直接影响Pushover分析结果。针对竖向不规则多高层结构楼层侧向刚度突变的特点,从楼层质量、侧向刚度、振型参与系数等影响因素出发,提出了一种改进的固定侧向荷载分布模式。对四种竖向不规则形式的结构在不同侧向荷载分布模式下进行Pushover分析,并与时程分析结果进行比较,研究了不同侧向荷载分布模式Pushover分析结果的有效性和适用性。计算结果表明,采用改进的侧向荷载分布模式进行Pushover分析,不但可以找出各种竖向刚度不规则形式的结构薄弱层,而且还具有较高的精度。

竖向不规则结构的静力推覆分析

在强烈地震作用下,结构的薄弱层往往率先发生弹塑性变形集中,甚至造成结构局部或整体倒塌。而静力弹塑性分析(Push-over)方法作为一种简单而有效的结构抗震能力评价工具,可以较为快捷地判明结构的薄弱部位,并用于指导结构的抗震设计。本文简要介绍了Push-over分析的实施步骤,并运用结构通用分析软件SAP2000对几种典型不规则形式的结构进行了分析,说明Push-over分析方法在探测结构薄弱部位方面的实用性。

竖向不规则钢结构水平侧向力分布模式与Pushover分析

合理选取侧向水平力分布模式是Pushover分析中的一个关键问题。对于形状较为规则且基本振型起主要控制作用的结构,传统的水平侧向力分布模式对分析结果影响不大,得到的结构破坏方式也没有太大的差异。但是形状不规则且高阶振型影响不能忽略的结构则受水平侧向力分布模式的影响很大。针对竖向不规则多、高层结构侧向刚度突变的特点,从楼层质量、侧向刚度、振型参与系数等影响因素出发,提出了一种改进的水平侧向力分布模式。对一典型竖向不规则钢框架结构分别进行了不同侧向力分布模式下的Pushover分析,并与IV类场地典型地震波作用下的弹塑性时程分析结果进行了比较。计算结果显示,改进分布模式下的Pushover分析与时程分析结果最为接近,验证了所提模式的可行性。

中国水利博物馆竖向不规则高层钢结构的研究

对中国水利博物馆不规则高层钢结构工程进行了概念设计和数值模拟分析,包括单塔大底盘、顶部空旷、层层错柱内收高层建筑受力特点和结构选型,得出一些结论和建议,为其他类似工程的设计提供借鉴。

考虑屈服位移的竖向不规则结构抗震性能评估

本文给出了一种改进的模态pushover方法,对竖向不规则结构进行抗震性能评估。通过考虑不规则结构高振型的影响,利用模态pushover方法将结构简化为不同的等效单自由度体系,并对其进行弹塑性时程分析,将所得到的结果进行组合,得到原结构的楼层位移和层间位移等性能指标。由于结构处于屈服阶段与处于弹性阶段时的各节点变形的关系有显著区别,因此对于进入塑性阶段的振型,采用屈服后的各节点变形关系计算位移变形响应,将计算得到的各个振型结果组合得到整体结构的位移。通过四个算例分析,表明改进的方法所得到的结果更加接近于弹塑性时程分析的结果,证明此方法能够有效地应用于竖向不规则结构的抗震性能评估与计算。

竖向不规则框架结构静力弹塑性分析的侧向荷载分布研究

侧向荷载分布模式的选取是静力弹塑性分析中的一个关键问题,尤其当高振型影响显著和结构不规则时其选取直接影响静力弹塑性(Pushover)分析结果。针对竖向不规则多高层结构楼层侧向刚度突变的特点,从楼层质量、侧向刚度、振型参与系数等影响因素出发,提出了一种改进的固定侧向荷载分布模式。本文对四种竖向不规则形式的结构在不同侧向荷载分布模式下进行Pushover分析,并与时程分析结果进行比较,研究了不同侧向荷载分布模式Pushover分析结果的有效性和适用性。

a类竖向不规则结构的设计探讨

结合某工程实例,介绍了模拟计算方法并做了理论分析,获取了能够较大幅度降低地震效应的主要因素及设计方法,并得出了有关竖向不规则结构的设计结论。

侧向荷载分布在竖向不规则结构中的仿真分析

侧向荷载分布形式是静力弹塑性分析方法的基础,影响到结构分析的准确性和评估结果的可靠性。基于常用和改进的侧向力模式对竖向不规则结构进行分析,力求得到合适的侧向力分布形式。基于结构计算软件,采用多种侧向力分布形式,针对四个竖向不规则结构进行仿真分析,得到了结构的楼层位移和层间位移等指标,并与时程分析结果进行对比。结果表明应采用多种侧向力分布模式对竖向不规则结构进行计算,从而为科学研究的进行和工程实际应用提供参考。

竖向不规则结构的抗震设计

本文以一榀四层规则RC框架为对比框架,采用调整层高的方式改变层刚度,并利用SAP2000对结构进行Push2 Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting December 2005over分析,研究Push2over方法在探测竖向不规则结构薄弱层方面的实用性。

偏心支撑对竖向不规则结构的抗扭转性能影响研究

为探究竖向不规则钢框架结构的抗扭转性能以及偏心支撑对其抗扭转性能的影响,建立收进层高度不同的L型竖向不规则钢框架结构并分别在其四周按不同布置方式加设D型偏心支撑,对结构进行抗扭转性能分析对比。结果表明:竖向不规则结构的立面收进层高度越大则下部结构的扭转效应越小、上部结构的扭转效应越大,收进层高度应尽可能地高以提高竖向不规则结构的抗扭转能力;同种偏心支撑的不同布置方式对结构抗扭转性能的提升效果不同,"V字形"布置方式下的总体效果最好。

不规则性对基础隔震结构抗连续倒塌性能影响研究

为研究基础隔震结构抗连续倒塌性能,以备用荷载路径法为基础,采用静力非线性Pushdown方法和静力线性方法对一栋典型的收进式竖向不规则钢筋混凝土基础隔震结构进行分析,从备用荷载路径的抗连续倒塌机制和需求能力比两个角度研究竖向不规则钢筋混凝土基础隔震结构的抗连续倒塌性能,为基础隔震结构抗连续倒塌设计提供参考;为进一步研究结构布置形式不规则性以及裙楼和塔楼层数变化对竖向不规则基础隔震抗连续倒塌性能的影响,分别建立塔楼布置不同、裙楼与塔楼层数变化的模型进行对比研究。研究表明:除角柱失效工况自身无法产生悬链线机制外,其余底层框架柱失效工况中备用荷载路径在整个推覆倒塌过程中均表现出明显的悬链线机制;当隔震支座失效时,由于隔震层水平刚度小,相邻支座无法提供足够的侧向约束作用而难以形成明显的悬链线机制;增加结构冗余度和备用荷载路径中参与荷载传递的构件数量可以有效提高剩余结构抗连续倒塌能力;除角柱和角支座外,隔震支座失效工况DCR值普遍大于对应位置底层框架柱失效工况,备用荷载路径中某些构件的失效风险相对较大。

基于变换路径法的竖向不规则RC框架动力增大系数研究

以一系列不同布置形式的竖向不规则RC框架为对象,基于变换路径法对底层中柱失效的框架分别进行了非线性静力和非线性动力倒塌分析,研究了动力增大系数的取值范围,提出了针对该特定结构形式的分类指标。结果表明:GSA 2003中建议的动力增大系数2.0偏于安全,使所设计结构具有较高安全储备的同时,也难免造成一定浪费;随着塔裙层数比的增大,结构抵抗荷载动力效应的能力逐渐降低,在偶然荷载作用下发生倒塌的风险也随之增大;减小结构塔裙层数比,降低结构不规则程度能够减小结构倒塌风险。