T型RC框架-钢支撑结构体系的抗震性能

鉴于不规则结构地震响应的复杂性,文章将平面不规则RC框架结构和3种不同类型的钢支撑结合起来,建立大底盘T型RC框架结构模型,并增设X型支撑、倒V型支撑和单斜杆型支撑的结构模型,分别进行了振型分析、反应谱分析和时程分析,以研究不规则RC框架结构的地震响应和增设钢支撑对结构的抗震性能提升效果。研究结果表明,增加钢支撑能有效提升RC框架结构的抗震性能,并减少不规则结构的扭转效应,结构的自振周期、周期比、楼层位移及层间位移角均明显减小。与单斜杆型支撑相比,增设倒V型支撑和X型支撑对结构抗震性能的提升作用更明显,并且增设X型钢支撑结构的抗震性能最佳。

框架-支撑体系钢结构抗震耗能分布研究

为认识不同类型支撑钢框架结构的耗能分布,解决钢框架设置支撑体系的优化问题,以广东省肇庆市某多层框架-支撑体系商用办公楼为例,运用数值模拟的方法,建立3种不同类型钢框架-支撑体系,分析结构体系的耗能机制和耗能分布。结果表明,无支撑普通钢框架结构的能耗分布呈明显的不均匀性,其结构能耗主要由钢梁承担,而钢柱的能耗承担比例较小,钢柱的耗能比曲线随着层高比的增加呈现波动式增加方式,钢梁的耗能比曲线随着层高比的增加呈现多峰值特征;偏心支撑钢框架结构和中心支撑钢框架的钢架柱和钢架梁耗能比均随着层高比呈现非线性增加后非线性减小的趋势;在相同的层高比条件下,偏心支撑钢框架结构钢架梁的耗能比比钢架柱大,而中心支撑钢框架的钢柱耗能比比钢梁大。

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。

钢框架-偏心支撑结构消能梁暗置侧向支撑设计

在钢框架-偏心支撑结构中,针对钢结构住宅等建筑中不能接受常规消能梁侧向支撑的情况,设计了一种在消能梁段端部的楼板内设置型钢连接件及暗梁组成的暗置侧向支撑。有限元模拟分析表明,在规范规定的消能梁段下翼缘侧向水平荷载的作用下,该消能梁暗置侧向支撑能显著减小消能梁的扭转变形和侧向弯曲变形;在考虑消能梁上局部楼板失效的情况下,暗置侧向支撑也能提供消能梁合适的扭转约束刚度。通过某工程的原位静荷载试验,验证了该暗置支撑对消能梁发挥的预期侧向支撑作用。

钢筋混凝土框架——钢支撑结构体系在大型商业建筑中的应用

从结构选型角度出发,对一幢大型商业建筑进行了方案比较,最终采用了钢筋混凝土框架-钢支撑结构体系。利用SATWE软件研究了该体系的结构受力特性,并进行静力弹塑性分析,提出了相应的设计原则及措施,供类似工程参考。

钢框架-偏心/中心组合支撑结构的特性研究

对工程实践中出现的钢框架-偏心支撑结构中局部布置中心支撑形成新的组合支撑结构体系进行了研究。结合算例的对比分析表明,在线弹性阶段,钢框架-偏心/中心组合支撑结构的宏观抗侧刚度与框架-偏心支撑结构、框架-中心支撑结构抗侧刚度无较大差别。静力推覆对比分析表明,钢框架-偏心/中心组合支撑结构较容易进入耗能梁和中心支撑混合耗能的不合理模式,钢框架-底部偏心+上部中心支撑结构在地震下的屈服次序是不合理的,不宜将中心支撑组合应用于钢框架-偏心支撑结构之中。对确因建筑等原因需将两种支撑混合应用时,应以偏心支撑耗能梁优先耗能、避免支撑混合耗能的原则,进行必要的弹塑性分析设计,确保混合体系合理的抗震性能。

基于铰接框架支撑体系的装配式钢结构建筑施工技术的设计与应用

常规的装配式钢结构建筑施工技术主要使用耳板吊装法拼装楼板三榀桁架,但其易受现场施工条件限制,导致建筑主体结构用钢量过高。为了降低施工成本,基于铰接框架支撑体系设计一种全新的装配式钢结构建筑施工技术,即组装钢结构建筑施工构件,并利用铰接框架支撑体系连接钢结构建筑墙体,最后安装建筑主体结构,从而完成装配式钢结构的建筑施工。分析结果表明,基于铰接框架支撑体系的装配式钢结构建筑施工技术的建筑主体结构用钢量较低,施工效果较好,符合钢结构建筑施工要求,具有一定的经济价值。

钢框架—钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异补偿对结构性能的影响

经过多种补偿方案的比较,提出钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的楼层组优化补偿方案,并研究竖向变形差异补偿对结构的内力和变形的影响。利用有限元程序SAP2000进行结构分析,在分析中分层施加竖向荷载,考虑混凝土收缩和徐变的影响。分析表明,钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异楼层组优化补偿方案,既能保证补偿的精度,又经过优化使施工更为方便,是一种比较合理的补偿方案。采用楼层组优化补偿方案可以使楼层的最大累积变形差异明显减小,保证水平构件的水平度。在补偿结构中,只有位于平面四角处的连系梁内力减小较多,其他梁或柱的内力变化很小。与原结构类似,在补偿结构中,钢框架柱之间的竖向变形差异远远小于柱-筒之间的竖向变形差异。

高层钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构破坏过程的数值模拟

利用ABAQUS通用有限元程序对钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构的破坏过程进行了数值模拟。研究结果表明:该类结构在弹性阶段,芯筒承担绝大部分的水平力,一旦芯筒开裂,钢框架开始承担大部分水平力,且随着地震作用的加强,承担比例不断加大,钢框架起到了抗震第2道防线的作用;芯筒在地震往复作用下首先在底部开裂;随着损伤的不断积累,底层几乎全部开裂,中部沿楼板四周也开裂;框架在中震与大震作用下均处于弹性阶段;在特大震作用下,先底柱后中部梁出现塑性绞;楼板在地震作用下产生了较大变形,在与芯筒和钢框架梁相连部位均产生了大量裂缝;该类结构在地震作用下是双重抗震体系。

某钢结构建筑项目中铰接框架支撑体系的应用

在传统的装配式钢结构建筑施工中,通常采用耳板吊装法对楼板的三榀桁架进行拼装,这种方法往往会遇到现场条件的制约,进而影响建筑主体结构的用钢量,往往导致用钢量偏高。为解决这一问题,提出了一种创新的施工技术——基于铰接框架支撑体系的装配式钢结构建筑施工技术。该施工技术首先组装钢结构建筑施工构件,其次利用铰接框架支撑体系连接钢结构建筑墙体,最后安装建筑主体结构,从而完成装配式钢结构的建筑施工。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构非经典阻尼地震响应分析

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构地震响应属于非经典阻尼体系动力分析。为了应用基于振型叠加的CQC法分析地震响应,目前有四类方法可供选择:整体计算方法、模态阻尼比法、强迫解耦法、复模态分析法。这四类地震响应分析方法各有利弊,哪一个方法更为有效,工程师往往不好判断。对于钢框架-钢筋混凝土核心筒结构阻尼比如何取值,本文进行了分析研究,首先综述了上述四类地震响应分析方法的理论背景,根据不同构件单元变形能的大小,提出采用变形能加权平均的方法,计算组合结构的综合阻尼比。通过实例分析,计算结果取得了较好的精度,该方法可以用于工程的抗震分析。

带BRB的钢筋混凝土框架-核心筒结构的地震响应分析

以某20层的钢筋混凝土框架-核心筒结构为研究对象,利用ETABS软件建立普通框架-核心筒结构和带BRB支撑的框架-核心筒两种结构模型,分别采用反应谱分析和非线性时程分析的方法对两种模型进行计算分析对比。结果表明,在多遇地震下,带BRB的钢筋混凝土框架-核心筒结构在层间位移角、最大楼层位移等方面均有一定的控制效果,而且可以提高结构的抗侧刚度和抗扭刚度。在罕遇地震下,带BRB的结构具有很好的耗能效果,能够较好地改善结构的抗震性能。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能分析

为了提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在地震作用下的协同工作性能及减小结构在竖向荷载作用下的变形差异,可采取以下措施:在钢框架上加设大型斜撑;在钢框架和核心筒之间增设伸臂桁架以及同时增设大型斜撑和伸臂桁架。利用有限元软件ETABS,对比分析了这几种结构形式的协同工作性能。分析结果表明:在钢框架上加设大型斜撑可明显提高结构的刚度,框架的剪力分配率更易满足规范要求,框架柱的材料利用效率更高;增设伸臂桁架对整体结构的刚度影响不大,但可有效减小钢框架和核心筒之间的竖向变形差;同时增设大型斜撑和伸臂桁架可显著提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在强震作用下的性能分析

选用15条地震记录,采用有限元软件ABAQUS,对钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在强震作用下破坏直至失效的过程进行研究。分析结构在强震作用下的变形、破坏顺序和破坏机理,并采用增量动力分析方法对钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在强震下的性能进行评价。

钢筋混凝土框架结构抗震加固方法应用研究

基于大量钢筋混凝土框架结构建筑物接近设计使用年限,或者部分建筑在遭受地震后出现不同程度的损坏、或者国内部分地区抗震设防要求提高等原因,许多建筑物需要按照现行规范进行抗震加固。本文以某钢筋混凝土框架结构公寓楼抗震加固工程为例,分别应用增设剪力墙、增设钢支撑、扩大柱截面三种方法进行加固设计,然后采用ANSYS软件对加固后结构的弹性位移角、结构构件内力、结构弹塑性位移角进行对比分析,同时结合实际施工要求进一步分析了每种方法的可行性,归纳出三种方法的优劣,为该加固工程选择合适的加固方法提供依据。通过本文的研究,期望为类似工程的抗震加固提供一定的参考。

双屈服点屈曲约束支撑-钢框架结构抗震性能研究

针对传统钢框架-屈曲约束支撑结构的薄弱层控制难题,本研究提出了一种面向结构最大层间变形控制和薄弱层控制双重需求的并联式双屈服点屈曲约束支撑。相比于已有双屈服点屈曲约束支撑,具有刚度和耗能能力利用率高的优点。基于某钢框架-支撑原型结构,设计了2个传统屈曲约束支撑案例和3个新型双屈服点屈曲约束支撑案例,通过对比各案例的关键地震响应,明确了新型支撑的结构最大变形控制效果和薄弱层控制效果。结果表明:罕遇地震作用下,相比于屈曲约束支撑,新型支撑的最大层间位移角峰值可降低6.2%~21.6%;表征薄弱层损伤集中程度的层间位移角集中系数分别由1.54和1.51最低降至1.29,绝大部分楼层具有了相近的位移角,且小于屈曲约束支撑结构,表明新型支撑引导了薄弱层的迁移,显著减轻了结构变形损伤集中问题。本研究的相关成果可为钢框架-支撑结构的地震响应控制提供参考。

采用牺牲耗能支撑的钢框架-支撑结构抗震性能分析

钢支撑是钢框架-支撑结构中重要的抗侧力构件,研发新型支撑对改进结构的抗震性能具有重要意义。本文以15层钢支撑框架结构为研究对象,采用屈曲约束支撑(BRB)和牺牲-耗能支撑(SED)对比分析结构的抗震性能。弹塑性分析结果表明,BRB始终保持着较高的屈服后强度,结构中与支撑相连的梁、柱在后期承受了附加的轴力,增加了主要结构构件耗能的比例。牺牲-耗能(SED)支撑在达到峰值荷载后,其牺牲元件退出工作,承载力得到有控制的降低,减少了相连框架柱后期所受轴力,使得主结构中的塑性铰得到了一定程度的减少,进而主动吸引更多地震能量消耗在支撑中,达到了在强震作用下更好保护主体结构的目的。

火力发电厂主厂房钢筋混凝土纵向框架抗震支撑设置

鉴于大型火电厂主厂房钢筋混凝土纵向框架结构,目前常用的抗震措施尚缺乏足够的理论依据和试验研究,结合某设计实例,对火力发电厂主厂房纵向框架-抗震支撑结构和纯框架结构两种结构形式分别进行了抗震计算.结果表明:7度地震(0.15g)I、类建筑场地土、600 MW及以下机组主厂房的除氧煤仓间纵向结构可以不设抗震支撑,直接采用纯框架结构,其抗震性能可以满足抗震设防的要求.

钢筋混凝土框-撑结构在多层建筑设计中的探讨

在已有试验研究成果的基础上,针对钢筋混凝土框架-支撑结构的特性,对比分析了框架结构、框架-支撑结构、框架-剪力墙结构的受力特点,提出设置支撑能够有效地提高多层框架结构的抗侧刚度、抗扭刚度以及解决不规则结构平面偏心的问题。对支撑体系在高烈度区框架结构设计中的应用提出一些建议及探讨。

多层不规则钢框架-中心支撑结构设计

主要介绍了一栋多层不规则钢结构办公裙房的结构设计和抗震性能分析。办公裙房地上共四层,总高度22.4m,东侧三层~屋面层局部存在16.8m的大悬挑,采用钢框架-中心支撑的结构形式。对办公裙房的结构超限情况判别,发现涉及扭转不规则、楼板不连续、竖向抗侧力构件不连续、侧向刚度不规则和局部穿层柱等多项不规则项。选用多种软件建立结构三维模型进行小震计算分析,并对结构在设防地震及罕遇地震作用下的抗震性能进行了补充分析。对关键结构构件设定合理的抗震性能目标,对受力薄弱环节进行了补充验算并采取合适的加强措施。结果表明:办公裙房结构的各项计算指标均满足要求,不规则项得到有效控制,抗震性能良好,结构安全可靠。