耗能腋撑钢筋混凝土框架结构减震分析

结合某工程算例,分别利用ETABS和PERFORM-3D软件对比分析了金属阻尼腋撑、黏滞阻尼腋撑、钢筋混凝土腋撑和普通框架结构在小震和大震作用下的整体抗震性能,并分析了小震下腋撑设置对框架梁柱内力的影响。结果表明:在小震和大震下,带腋撑框架结构的层间位移角都比普通框架的小,其中黏滞阻尼腋撑框架平均减震幅值最大,分别为51.3%和43.4%;层剪力最小的是黏滞阻尼腋撑框架,平均减震幅值分别为52.8%和16.97%。小震下金属阻尼腋撑主要提供结构附加刚度,其与钢筋混凝土腋撑对框架梁柱内力影响一致,均使梁柱节点处弯矩和剪力减小但轴力增大,而黏滞阻尼腋撑使梁柱内力均减少。大震下金属阻尼腋撑和黏滞阻尼腋撑框架的损伤程度较轻,金属阻尼和黏滞阻尼腋撑的耗能分别占到了24.66%和39.33%,显示出了耗能腋撑良好的减震作用。

带防屈曲耗能腋撑钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

该文设计制作两榀带防屈曲耗能腋撑钢筋混凝土框架模型和一榀普通钢筋混凝土框架模型,分别对其进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验。研究两类框架结构的破坏特征、滞回特性、强度和刚度退化、耗能能力以及关键测点应变变化情况,并采用有限元软件SeismoStruct对其进行模拟对比分析。研究结果表明:设置防屈曲耗能腋撑提高框架结构的初始刚度和承载能力,延缓裂缝的开展;提高结构的整体耗能能力;改变框架结构的受力模式,使塑性铰的发展从梁端和柱端转到腋撑连接处,减小梁柱节点区的受力,有效地保护了梁柱节点;防屈曲耗能腋撑框架的破坏特征与普通框架相同,均由柱脚形成塑性铰而破坏。

耗能腋撑对钢筋混凝土框架抗震加固性能分析

为了减小强烈地震作用下钢筋混凝土框架梁柱节点的损伤破坏,在不影响建筑使用空间的前提下,提出在梁柱节点区附近设置耗能腋撑,改善框架结构的抗震性能。以一榀普通单层钢筋混凝土框架结构为研究对象,耗能腋撑采用防屈曲支撑,对框架结构进行低周反复数值模拟试验研究,并变化耗能腋撑布置方式,研究耗能腋撑对框架抗震性能影响。计算结果表明,带耗能腋撑框架滞回曲线饱满,框架结构的强度与刚度退化得到减缓,延性系数提高了53%;随着耗能腋撑与梁端距离或夹角的增大,框架结构的初始刚度与承载力均得到提高,两者分别提高了48%和39%,其延性系数最大可达到8.66;而耗能腋撑与梁的夹角对框架结构的刚度退化系数影响并不显著。耗能腋撑有效地改善了钢筋混凝土框架的抗震性能。

带腋撑钢筋混凝土框架结构的力学性能

提出了一种新型的带腋撑钢筋混凝土框架结构,研究了该新型框架结构在竖向荷载和水平荷载下的力学性能.和常规的钢筋混凝土框架结构相比,该新型结构的设计控制截面的位置位于梁腋撑处、柱腋撑处以及框架柱底,框架梁端、框架柱端的弯矩、剪力大幅度减小.大尺寸新型框架结构的加载试验和非线性有限元分析结果表明:在荷载作用下,该新型结构的塑性铰首先出现在梁腋撑处,然后才在梁跨中出现,梁端、柱端及节点区受力性能良好,合理的设计可以保证结构具有良好的承载能力和变形能力.

基于IDA的带耗能腋撑转换框架地震易损性分析

基于普通和带耗能腋撑钢筋混凝土转换框架结构的增量动力分析,对两者开展地震易损性研究,并建立其易损性曲线方程,评估带耗能腋撑钢筋混凝土转换框架结构的抗震可靠性,分析防屈曲耗能腋撑对钢筋混凝土转换框架结构破坏机制的影响.研究表明,防屈曲耗能腋撑可显著地降低钢筋混凝土转换框架结构处于不同破坏状态的超越概率,降幅为5%～80%,改变普通转换框架结构在转换层及其相邻楼层处形成"层侧移机构"的破坏机制,有效地降低转换构件的损伤破坏,防止钢筋混凝土转换框架结构发生整体与局部倒塌破坏.由于耗能腋撑对框架柱产生较大附加剪力,建议转换构件采用钢-混凝土组合构件,形成带耗能腋撑型钢混凝土转换结构.

基于增量动力分析的带耗能腋撑钢筋混凝土转换结构抗震性能评估

增量动力分析(IDA)是一种用于结构抗震性能评估的参数分析方法。通过分析IDA曲线,可更全面地了解结构的地震需求、刚度退化、强度退化与地震动强度的关系。基于转换结构抗震性能差的问题,在转换层处设置耗能腋撑,以普通和带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构为研究对象,对其进行增量动力分析,评估普通与带耗能腋撑钢筋混凝土转换结构的抗震性能。分析表明,耗能腋撑能有效地降低转换层处的地震反应,不同工况下的最大层间位移角减幅为20%～60%,最大层间位移角均值曲线在转换层处的突变得到减缓。普通与带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构对应"基本完好"和"防止倒塌"性能水准的层间位移角限值分别为1/850、1/100与1/720、1/80,均小于高规规定框架结构在相应性能水准下的层间位移角限值1/550和1/50。普通与带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构无法满足"大震不倒"的要求,需要调整耗能腋撑的参数以满足规范要求。

带耗能腋撑竖向不规则短肢剪力墙结构减震性能分析

在不影响建筑使用空间前提下,提出在抗侧构件不连续处设置耗能腋撑以改善竖向不规则结构抗震性能。以底部大空间短肢剪力墙结构为研究对象,利用大型通用有限元程序ETABS研究耗能器类型与场地土对耗能腋撑工作性能和竖向不规则结构受力性能的影响。研究表明,黏滞型耗能腋撑对文中分析模型各楼层地震反应有较好的控制效果,对转换层处层间位移角与层剪力最大值减幅最大,分别为40.14%和15.66%,对顶层加速度与基底剪力峰值的最大减幅分别为16.06%和23.57%,黏滞型耗能腋撑最大能耗散输入结构能量的42%,而黏弹型耗能腋撑对结构的控制效果不理想;当地震震级较大、震中距较小时,耗能腋撑对坚硬与软弱场地土的模型结构控制作用相差不大,减震位移比在转换层处达到最小值0.76;随着震级减小或震中距增大,耗能腋撑对该模型结构的控制作用随场地土变硬而逐渐增强,其减震位移比介于0.68～0.74之间。

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构抗震性能研究

为解决转换结构抗震性能差的问题,提出带耗能腋撑钢管混凝土柱-型钢混凝土梁新型转换结构形式。对一榀1∶4普通型钢混凝土框架转换结构和带耗能腋撑型钢混凝土框架转换结构进行拟静力试验。从试件破坏形态、荷载-位移曲线、塑性铰发展、应变发展和耗能能力等方面研究带耗能腋撑型钢混凝土转换结构的抗震性能。试验结果表明:耗能腋撑有效控制了节点区梁、柱端塑性铰的发展,使塑性铰向转换梁加腋处转移;腋撑附加轴力对转换梁下部纵筋应变影响较大,对钢管柱应变影响较小;带耗能腋撑型钢混凝土转换结构较普通型钢混凝土转换结构的梁端开裂荷载提高了60%、承载力提高了6.2%、延性系数提高了57.24%、等效黏滞系数提高了10.7%,表现出良好的耗能能力,提高了结构的抗震性能。

带耗能腋撑型钢混凝土转换结构减震性能分析

为了解决底部大空间结构上刚下柔,底部框支层变形大的问题,在不影响建筑使用空间的前提下,本文提出在柔性底层设置耗能腋撑以改善转换结构抗震性能。以带梁式转换层的型钢混凝土框架结构为研究对象,利用大型通用有限元程序ETABS对型钢混凝土转换结构及带耗能腋撑型钢混凝土转换结构进行地震反应对比分析,研究耗能器类型与场地土类型对耗能腋撑工作性能和转换结构受力性能的影响作用。研究表明,粘滞型耗能腋撑对本文算例的层间位移角与层间剪力的最大值减幅均可达到36%左右,结构顶层加速度与基底剪力的峰值最大减幅分别为29%和56%;而粘弹型耗能腋撑仅对转换层处有一定减震作用,控制效果不理想;软弱场地与坚硬场地上带耗能腋撑转换结构的减震位移比分别介于0.80～0.90和0.65～0.85之间,耗能腋撑对坚硬场地上转换结构的减震效果较佳。

耗能腋撑加固SRC梁转换结构的抗震性能

为避免转换结构在转换层处发生严重震损,提出采用耗能腋撑对转换结构进行加固.对普通转换框架和耗能腋撑加固转换框架进行低周反复试验.试验结果表明:通过合理的设计,采用耗能腋撑对转换结构进行加固可控制转换梁裂缝的进一步发展;加固后转换结构的初始刚度提高,承载力较普通试件提高10.9%,延性系数提高77.1%,滞回耗能和等效粘滞系数分别提高93.1%和1.07倍;采用耗能腋撑对震损转换层结构进行加固不仅达到了抗震加固的目的,而且可以改善转换层结构的抗震性能.文中还建立了耗能腋撑加固转换结构的精细化有限元模型,并与试验结果进行了对比.结果表明,文中建立的模型具有较高的精度,可以用于该类加固结构的后续有限元分析.

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构抗震性能参数分析

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构是新型的转换结构,通过试验研究验证该新型结构与普通型钢混凝土转换结构相比具有良好的耗能能力和抗震性能。采用有限元数值模拟方法,研究框架柱轴压比、转换梁托柱轴压比、腋撑设置位置、腋梁刚度比等设计参数对该新型结构抗震性能的影响。分析结果表明,在框架柱和托柱轴压比较大的结构中设置耗能腋撑,可以更加明显的改善结构的抗震性能。综合结构响应分析和腋撑变形耗能分析的结果,得出腋撑角度θ的最佳取值为30°～45°,腋撑端部距梁端距离a的最佳取值为Lb/6～Lb/5,腋梁刚度比Kh'的最佳取值为0.2～0.3。

钢筋混凝土带腋撑框架结构(英文)

提出了一种设置带腋撑的新型钢筋混凝土(含预应力混凝土)框架结构。该结构由常规的钢筋混凝土框架结构以及设置在节点区的腋撑组成。腋撑的上、下端分别和框架梁、框架柱刚接。腋撑的设置,改变了框架梁端、框架柱端的设计控制截面的位置,大幅度减少了框架梁端、框架柱端的设计控制截面的弯矩值、剪力值,并且大幅度减少了框架梁跨中的挠度。试验结果表明,该新型结构具有良好的性能。该新型钢筋混凝土带腋撑框架结构适用于单层或多层大跨度的混凝土结构房屋建筑以及土木工程构筑物,有广泛的应用前景。

带腋撑梁式转换结构地震易损性分析

针对钢筋混凝土梁式转换结构存在竖向刚度突变不利于抗震的问题,在转换层处设置了钢筋混凝土腋撑,以降低转换结构竖向刚度突变程度,改善其抗震性能。通过对普通与带腋撑钢筋混凝土转换框架结构进行增量动力分析,建立其地震易损性曲线方程,并且研究了腋撑对钢筋混凝土转换框架结构破坏机制的影响。分析结果表明,钢筋混凝土腋撑能有效地减缓转换框架结构地震反应,显著地降低转换框架结构在各个破坏状态下的超越概率。在强烈地震作用下,钢筋混凝土腋撑能有效地避免结构在首层与转换层处形成"层侧移机构"的破坏机制,防止钢筋混凝土转换框架结构发生整体或局部倒塌破坏。

RC框架-钢管混凝土腋撑结构抗震性能分析

腋撑是设置于梁柱节点区域的短斜撑,用于提高结构抗水平力作用性能。与普通框架支撑相比,腋撑能提高建筑的有效使用空间,提高建筑的使用功能。腋撑可采用钢支撑、混凝土支撑以及耗能支撑等形式。钢管混凝土腋撑相比于钢腋撑,其轴向承载力较高;相比于混凝土腋撑和耗能腋撑,其施工更为方便。以新沂市某中学教学楼为背景工程,分别构建RC框架和RC框架-钢管混凝土腋撑结构模型,计算两种结构的振型、自振周期、能力曲线以及刚度退化速率等动力性能指标,通过对比分析,探讨增加钢管混凝土腋撑后对结构抗震性能的影响。研究表明,增设钢管混凝土腋撑后,结构的水平极限承载力和初始刚度大幅提高,层间位移明显减小,RC框架-钢管混凝土腋撑结构是一种抗震性能较好的新型结构。

能力谱法在腋撑转换剪力墙结构抗震性能设计中的应用

按照刚度等效、内力等效的原则,对剪力墙结构进行模拟框架等效代换,从而能够通过分析杆件单元塑性铰出现的特点、次序来研究剪力墙结构的弹塑性性能。针对高层建筑转换结构使用中的要求,提出了一种腋撑式的新型梁式转换结构,并对该种结构进行了剪力墙结构算例的Push-over分析。采用能力谱法评估了该结构的整体抗震性能,表明该方法是对带转换层剪力墙结构进行弹塑性分析、评估结构抗震安全性的一种有效方法。

大跨度预应力钢筋混凝土带腋撑框架结构试验研究

大跨度预应力钢筋混凝土带腋撑框架结构是一种新结构形式,本文对其在竖向及水平反复荷载作用下的力学性能进行了比例模型试验研究,主要研究其承载能力、变形特点、破坏形态及应力应变特点,并重点研究腋撑对结构性能的影响,结果表明腋撑对提高结构承载力和刚度具有明显作用,但局部区域呈现脆性破坏。

带腋撑钢框架结构受力特性研究

结合带腋撑钢框架的腋撑位置改变,研究腋撑的设置对结构内力分布的影响和变形的影响;结合带腋撑钢框架结构的设计结果与经济性分析,找出腋撑的理想设置位置。

带腋撑的梁式转换结构抗震性能分析

由于钢筋混凝土梁式转换结构具有截面尺寸大,竖向刚度突变严重等不利于抗震的弊端,因此介绍一种新型带腋撑的梁式转换结构,通过降低其竖向刚度的突变,提高结构抗震性能。运用Sap2000有限元模拟软件建立不带腋撑和分别在X向、Y向以及双向带腋撑的梁式转换结构有限元模型,通过对比分析4种不同工况下结构的抗震性能,得出带腋撑的梁式转换结构其抗震性能有明显的提高。由此可见腋撑的设置可以大大降低转换梁弯矩和端部剪力,并且均衡竖向刚度的突变。

带腋撑型钢混凝土大跨度框架结构的力学性能

根据广州某工程项目中遇到的工程难题,提出了一种新型带腋撑型钢混凝土大跨度框架结构,通过非线性有限元分析,研究该新型结构的力学性能。结果表明:新型结构和常规的型钢混凝土框架结构相比,其设计控制截面由梁跨中和节点区的梁端、柱端转移了到梁、柱和腋撑的连接处;梁柱节点区和框架梁跨中处设计控制截面弯矩值大幅度降低;在竖向加载下,靠近中柱的梁腋撑连接处首先出现塑性铰,随后塑性铰出现在梁跨中处和靠近边柱的梁腋撑连接处,梁端及节点区受力性能良好,最终边柱腋撑连接处也出现塑性铰;在水平荷载下,远离水平加载点的边柱柱脚为最不利截面,该新型结构具有良好的受力性能、变形性能和较好的抗震性能。

带高耗能黏弹性阻尼器腋撑RC框架结构抗震性能

为研究高耗能黏弹性阻尼器腋撑对RC框架结构抗震性能的影响,基于已有普通框架试验和高耗能黏弹性阻尼器精细力学模型,对普通RC框架结构和带高耗能黏弹性阻尼器腋撑RC框架结构进行了宽频大幅值水平正弦稳态激励荷载作用下的抗震性能数值模拟分析.对比研究了2类框架的滞回性能、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、附加阻尼比、关键部位点钢筋应变规律等.研究结果表明:加设高耗能黏弹性阻尼器腋撑RC框架结构的耗能能力、承载力、侧向刚度及附加阻尼比大幅度提高,对结构承载力退化和刚度退化的抑制效果显著;激励频率对2类结构大位移幅值的滞回特性以及钢筋处于弹性阶段应变的影响不大,而对中小位移幅值的滞回特性以及钢筋处于塑性阶段应变的影响较大;加设高耗能黏弹性阻尼器腋撑改变了框架结构的受力模式,大幅度减小了梁柱节点区的受力,有效地保护了梁柱节点.