增设落地剪力墙对框架结构地震剪力分配的影响研究

为研究地震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌机理,验证基于内力分配得到的抗倒塌措施的合理性,设计2组缩尺比例为1∶4的框架结构模型并开展振动台对比试验,单次双向输入地震动峰值加速度为1.0 g,分析地震作用下填充墙-框架结构变形模式和破坏特点,对比分析有、无落地剪力墙框架结构柱间内力分配规律。研究结果表明,填充墙影响框架结构整体变形及柱破坏模式,横向满砌填充墙约束结构扭转变形,即使在双向地震作用下,偏心结构也未发生扭转;由于窗下半高连续填充墙的约束作用,窗间柱抗侧刚度变大,在地震作用下承担的地震剪力是不受半高连续填充墙约束柱的6~8倍;设置落地剪力墙可优化底层柱间地震剪力分配,使框架柱地震剪力分配趋于均匀,避免结构因“凝震聚力”而发生倒塌,实现“大震不倒”。

基于有限基础刚度的框架-剪力墙结构抗震设计

从框架-剪力墙结构协同工作基本微分方程入手,推导基于有限基础刚度的框架-剪力墙结构侧移刚度以及水平荷载作用下的侧移和内力计算方法。重点研究剪力墙下和框架柱下基础刚度对框架-剪力墙结构侧移刚度、最大层间相对水平位移及内力分布的影响规律,揭示现行规范对框架-剪力墙结构框架剪力调整的必要性。提出框架-剪力墙结构合适基础刚度的理念和确定方法,有利于进一步完善高层建筑抗震设计。分析结果和震害情况表明,剪力墙下基础刚度退化,框架-剪力墙结构在水平荷载作用下内力重分布显著,框架内力沿竖向分布有所增大,特别是底层框架柱剪力、弯矩急剧增大,应引起足够重视。

框架-核心筒结构双重抗震防线研究综述

为保证框架-核心筒结构双重抗震防线的安全,中国规范对外框架按照刚度分担的剪力比例进行了限制,实际设计过程中,很多工程很难满足规范限值要求。对该体系双重抗震防线的相关研究进行了梳理总结,分别从震害、振动台试验和数值分析角度进行了阐述,指明不同研究方法在该问题上存在的不足和局限性。讨论了当前研究中存在的问题和对执行规范过程中的不同理解;从基于性能抗震设计的角度,提出双重抗震防线应达到的合理目标,并对今后应开展的研究和主要焦点进行了展望。

无支撑半刚性连接钢框架的简化分析

用变刚度的螺旋弹簧模拟梁柱节点半刚性连接的弯曲特性 ,建立了半刚性连接钢框架梁单元的刚度矩阵。通过分别引入横梁修正线刚度和修正转动刚度 ,将等效代替框架法和无剪力分配法推广应用于无支撑半刚性连接钢框架的结构分析 。

钢框架-内嵌冷弯薄壁型钢复合墙体抗剪滞回性能研究

钢框架—内嵌冷弯薄壁型钢复合墙体(PF-CFSF)结构体系可适用于多、高层建筑结构。采用SAP2000有限元分析法针对PF-CFSF结构在水平低周往复荷载下的抗剪滞回性能进行分析,结果表明采用SAP2000有限元法能够较精确的模拟PF-CFSF结构的滞回性能,PF-CFSF结构由于钢框架的参与相对于冷弯薄壁型钢复合墙体耗能能力加强;随着水平位移级的增加,钢框架分担的剪力和耗能能力均相应增大。同时给出了PF-CFSF结构协同工作的抗侧承载力计算简化公式,可用于PF-CFSF结构体系抗震设计。

RC框架-剪力墙结构的框架地震层剪力分配

我国《建筑抗震设计规范》与《高层建筑混凝土结构技术规程》关于框架-剪力墙结构地震层剪力分配的规定是依据设计经验提出来的,并没有考虑框架与剪力墙各自抗侧刚度比值的影响,因而较为笼统,明显欠缺合理性。连续化分析方法中框架-剪力墙结构的刚度特征值是表征框架-剪力墙受力和变形的重要指标。本文采用静力弹塑性分析(Pushover)方法和动力弹塑性时程分析方法对刚度特征值为1.0～4.5的8栋框架-剪力墙结构进行了全过程研究,得到了多遇、基本和罕遇地震作用下不同刚度特征值的框剪结构楼层剪力分配,以及罕遇地震下剪力墙刚度退化对楼层剪力分配的影响,并给出了框架层剪力分配公式供设计参考。

压缩性地基上铰接排架的应力分析

本文提出了分析压缩性地基上铰接排架应力的方法。

框架—剪力墙结构在竖向荷载作用下框架与剪力墙轴力分配关系的数值计算研究

运用有限元分析软件Ansys,对框架—剪力墙结构在竖向荷载作用下框架与剪力墙的轴力分配关系进行了计算分析,找出了影响轴力分配关系的主要因素,并拟合出其经验公式,为应用于实际工程提供参考。

内填冷弯薄壁型钢组合墙体钢框架体系滞回性能研究

内填冷弯薄壁型钢组合墙体钢框架体系是在冷弯薄壁型钢住宅结构应用过程中产生的新型结构体系,目前国内外对该结构体系鲜有研究。为了研究该体系的滞回性能,利用ANSYS有限元软件建立了该结构体系的有限元模型,并对其进行水平循环加载,对该结构体系的耗能能力和剪力分配进行了分析。研究结果表明,该结构体系具有良好的耗能能力;加载初期主要由组合墙体耗散能量,加载后期,钢框架为主要的耗能构件;与钢框架相比,组合墙体的剪力分担率较高,并在后期不断增大。

楔形悬臂梁的侧扭屈曲分析

根据总势能公式引入无量纲参数,利用能量变分法推导出楔形悬臂梁侧扭屈曲临界荷载的近似求解公式。采用有限元软件Abaqus对理论计算结果进行了验证,理论计算与数值计算结果吻合良好,验证了理论公式的正确性。最后,分析了小截面高度与大截面高度的比值和跨度对误差产生的影响,可为完善钢结构设计规范提供有利依据。

倍数定理在高层建筑规则框架设计中的应用

本文将结构力学的倍数定理应用于多层及高层三跨对称,两跨不对称框架内力分析中。即在多层及高层框架梁、柱初选截面尺寸h×b时,首先满足倍数定理再采用精度很高的无剪力分配法进行内力分析。无剪力分配法使未知数减少2/3,大大减少了计算机的存储量,也为手算带来了方便。

底部两层框架-抗震墙砖房侧移刚度的确定方法

对底部两层框架－抗震墙砖房侧移刚度的确定方法进行分析，指出了现有方法存在的问 题，提出了较为合理的侧移刚度确定方法和简化计算公式。

钢框架-冷弯薄壁墙体结构的抗侧力性能研究

采用ANSYS软件对钢框架-冷弯薄壁墙体结构进行有限元数值分析,得到该体系在单调水平荷载作用下的变形和应力分布,研究此体系的抗侧承载能力和抗侧刚度,分析钢框架与内填冷弯薄壁墙体之间的相互作用、协同工作性能和抗侧能力的分配。研究表明,钢框架-内填冷弯薄壁墙体结构具有较高的抗侧刚度和抗侧承载能力,其延性性能优良,是一种理想的双重抗侧力体系,可用于多层或小高层钢结构住宅,作为结构的抗侧力构件。

变截面对称刚架的无剪力分配法

根据无剪力分配法的基本原理,推导出变截面单跨多层对称刚架在任意荷载作用下的一般计算公式,适用于各种变截面对称刚架及等截面刚架的计算.与等截面刚架的计算相比,变截面刚架的计算只需将形常数与载常数按无剪力分配法公式进行简单的修正便可,其他计算与等截面刚架完全相同.

利用剪力分配法求解等高排架的探讨

讨论了在混凝土结构设计中利用剪力分配法求解等高排架时的不同计算步骤,将既有作用于柱顶水平集中力又有任意荷载情况下的求解方法进行了分步计算,得出了分步计算方法更便于理解,且不宜出错的结论。

铁路连续复合刚构桥墩梁刚性节点的受力分析

连续复合刚构桥墩梁刚性节点受力复杂,本文以工字型钢连续组合梁+RC桥墩的刚接接头为例,应用大型通用有限元软件MSC.Nastran进行3D-FEM分析,研究了其传力特性,重点探讨了剪力键传力机制.通过对连续复合刚构桥主梁(工字型钢主梁的组合梁)与RC桥墩刚性连接构造细节的3D-FEM分析,探讨了刚性节点的传力机制,重点是剪力键所承担的剪力分布.分析结果表明,墩梁刚性节点采用剪力键连接方式可以有效的传递内力,而且节点的施工性能得到极大改善.研究成果有利于组合刚构桥的设计和应用.

典型框架-核心筒单重与双重抗侧力体系的抗震性能与剪力分担研究

在中国规范体系下,框架-核心筒结构应设计为双重抗侧力体系,其对二道防线的设计有明确的规定,即框架-核心筒体系的框架部分必须具有足够的抗侧刚度和承载力。国外的一些规范(如美国规范ASCE7等)则允许单重抗侧力体系,即水平荷载由剪力墙承担,框架部分只承担竖向荷载。因此,为了比较单重与双重抗侧力体系的抗震性能,该文首先根据中国规范设计一典型框架-核心筒双重抗侧力体系模型,然后在保持结构重力荷载代表值相等(混凝土用量基本不变)的前提下,基于以下调整原则设计了框架-核心筒单重抗侧力体系模型:1)在双重结构体系的基础上取消结构二道防线,即取消结构框架部分的楼层剪力调整;2)为了减小框架构件截面尺寸,该研究取消了框架构件抗震等级的要求,使筒体承受大部分的水平地震作用,而框架只承担结构的竖向荷载。该文对比分析了两种结构体系在多遇和罕遇地震作用下的响应特征和构件损伤情况,进而讨论两种体系的倒塌机理以及抗倒塌性能。最后讨论单重与双重体系在不同地震水准下,框架所承担剪力和剪力分担比的变化情况以及对应关键构件的破坏情况。研究表明:在地震作用下,双重抗侧力体系结构的响应略大于单重抗侧力体系,两者的抗倒塌能力相当。然而,单重体系的用钢量比双重体系少。

几种框架分析方法的综合与优化

本文对常用的几种框架分析方法进行了适当综合与优化。对包括侧移情形在内的框架内力分析问题 ,提出了更为适用的联合分配法。

某超高层建筑结构设计几个概念性问题的分析

框架-核心筒结构是目前我国超高层建筑结构设计的主要结构体系,结构抗侧力体系、刚重比、水平位移限值是结构概念设计的重要内容,文中通过确定结构方案并进行结构弹性计算分析,对超高层结构设计若干问题进行讨论并提出处理方法。

中心支撑-钢框架高层公寓的结构分析及优化研究

中心支撑-钢框架(CBF)结构作为双重抗侧力体系常用于高层建筑,水平荷载计算时涉及剪力在两种抗侧力体系间的分配,目前,简化的理论计算方法有按支撑体系与框架体系间的抗侧刚度比值或者按照两种体系的变形协调来分配总剪力.对于高层建筑,尤其是对于长条形、立面有收缩的公寓建筑,理论计算方法存在偏差,需要对两种理论计算方法的适用性进行评价.同时,长条形建筑的长宽比大,沿建筑长边的框架榀数较多,与常规CBF结构相比,框架体系分担的剪力较大,从受力角度出发,可通过将梁柱节点设为铰接,释放柱端弯矩,减小框架体系受到的剪力,从而改变剪力在支撑体系与框架体系之间的分配比例,实现减小框架柱截面尺寸和减少用钢量.该优化方法通过改变受力体系的内力实现减重,值得重视.对某12层长条形高层公寓分析结果表明:对于长条形、立面有收缩的公寓建筑,基于变形协调的理论计算方法得到的剪力在两种抗侧力体系间的分配与电算接近,误差最大为负13.9%;而基于刚度比的方法与电算相差较大.对框架体系的部分梁柱节点设置为铰接后,支撑与框架体系受到的剪力占底部总剪力的比例分别增大4%和减小4%,当减小框架体系柱截面,并保持结构的周期比、最大层间位移角、最大应力比不变,结构的单位用钢量可以减少4.7%.