某高层悬挂结构地震响应分析

为实现首层广阔的公共开放空间,上海某高层建筑采用屋顶桁架悬挂20层办公楼层。为正确地评估该高层悬挂结构在罕遇地震活动下的弹塑性行为,研究在罕遇地震下的变形形态和构件损伤情况,文中利用ETABS分析软件,选取7组7度50年超越概率2%的地震波三向输入,考虑材料非线性和几何非线性,对该结构进行罕遇地震弹塑性时程分析。分析结果表明,结构在罕遇地震下的弹塑性层间位移角满足规范要求,无严重破坏或者倒塌,罕遇地震下性能表现合理可靠。可为相关悬挂结构设计提供参考与借鉴。

基于不同规范设计的现役RC框架损伤分析及可修复性能评估

我国现役大多数钢筋混凝土(RC)框架是基于GBJ 11-1989、GB 50011-2001和GB 50011-2010三次抗震设计规范所设计,由于建筑功能的需求,常见框架结构的首层层高明显高于其它层,易导致结构层间变形集中。选择底层层高明显高于其它层的三栋现役RC框架为分析算例,综合考虑填充墙面外变形、节点区剪切变形、柱内钢筋粘结滑移等因素,利用OpenSees有限元分析软件,分别建立其三维空间有限元模型。对三个模型进行了低周往复加载分析和大量地震动激励下的动力时程分析,研究了结构在中震、大震和特大震三个水准下的损伤程度、层间变形的分布模式及可修复性能。结果表明:相对于GBJ 11-1989和GB 50011-2001,基于GB 50011-2010抗震设计规范设计的结构损伤最小,对于潜在薄弱层的加强效果更加明显;中、大震水平,三次规范设计结构发生倒塌的概率均较低,但基于GBJ 11-1989抗震设计规范设计的结构损伤较严重,较难修复;特大震水平,基于GBJ 11-1989和GB 50011-2001抗震设计规范设计的结构倒塌风险较大,基于GB50011-2010抗震设计规范设计的结构倒塌概率相对较低,但其修复需较大的经济投入。经过规范的依次修订,在特大震水平,基于GBJ 11-1989至GB50011-2010抗震设计规范设计的结构中结构构件的失效率逐渐降低;基于GB 50011-2001和GB 50011-2010抗震设计规范设计的结构中,柱以延性破坏为主,但基于GBJ11-1989抗震设计规范设计的结构中,柱发生明显的脆性破坏。

某高层建筑连体结构设计研究

以某高层建筑连体结构为案例,针对其建筑总高度不高、连接体体量相对较大的特点,对连接体两侧的主体结构进行了框架-剪力墙结构、屈曲约束支撑框架结构、框架结构三种结构体系的选型分析,并对连接体所采用的钢桁架形式进行了优化选型分析,最终采用了主体结构为框架结构、连接体钢桁架以腹杆受拉为主的整体结构形式。研究了该连体结构的自振特性、层间刚度及层间位移角的分布特征。对该连体结构的一些关键问题进行了研究,包括连接体钢桁架上下弦楼板应力、关键构件和节点的设计、抗连续倒塌能力以及构件性能目标和大震下结构的变形和损伤情况。分析结果表明,该高层连体结构的结构选型合理,结构具有较好的整体性,关键构件和节点的设计均能达到预设的性能目标且构造合理,连体结构具有较好的抗连续倒塌能力,可满足大震不倒的性能目标要求。

新型混合装配式剪力墙结构罕遇地震动力弹塑性分析

基于非线性有限元分析软件MSC.Marc,对一个10层新型混合装配式剪力墙结构进行了罕遇地震作用下动力弹塑性分析。分析结果表明,罕遇地震作用下,连梁应力较大,起到耗能作用;墙肢受压损伤主要出现在1层-3层墙体暗柱处,暗柱内的纵筋屈服;内外墙协同工作性能良好。新型混合装配式剪力墙结构弹塑性层间位移角满足规范要求的1/120限值要求,结构具有较好的抗震性能,满足大震不倒的性能要求。

近场罕遇地震作用下干字型输电塔减震控制研究

采用ANSYS建立干字型输电塔的有限元模型,并在输电塔塔头和塔身布置SMA阻尼器,在10条近场罕遇地震波作用下分析干字型输电塔的塔顶位移、塔顶加速度、关键截面轴应力和基底反力等响应指标,研究SMA阻尼器的减震控制效果。结果表明,在近场罕遇地震波作用下,安装SMA阻尼器后可减小输电塔的塔顶位移、塔顶加速度和关键截面轴应力等响应,但输电塔基底反力有所增大,在输电塔结构设计、施工及维护中应引起关注。

罕遇地震作用下某图书馆的动力弹塑性分析

某图书馆分为4栋楼且设防震缝形成相对独立的结构单体,均采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,其中3栋楼均存在三项及以上的不规则项。本文选取建筑功能较多且结构较复杂的A栋作为研究对象,其结构存在平面扭转不规则、凹凸不规则和楼板局部不连续等3项不规则,属于超限高层结构。结合A栋结构的超限情况及规范要求,在确保其多遇地震作用和设防地震作用的预期性能目标实现后,采用SAUSAGE软件对其结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,分析基底剪力、楼层位移、能量图及等效阻尼比等指标,对整体结构和结构构件的抗震性能进行分析和评价。研究表明,剪力墙均处于无损伤状态,个别框架柱和框架梁出现轻微损伤,本结构满足预期的性能目标。

Tilt-up建筑体系楼盖抗震性能数值模拟研究

对一栋单层Tilt-up厂房进行罕遇地震的弹塑性时程分析,结论如下:(1)在三条地震波作用于结构时,剪力墙作为结构的主要抗侧力构件承担着大部分剪力,符合设计理念;(2)结构的顶点最大位移和层间位移角均小于规范限值,满足要求。

贵阳老百货大楼结构动力弹塑性分析

研究结构在罕遇地震作用下的损伤情况、变形性能,探寻结构的薄弱部位和薄弱层是动力弹塑性分析的主要目的,弹塑性分析还可以对结构的抗震性能进行综合评估,进而指导结构设计,保证结构安全。本文以某超高层框架-核心筒为例,采用动力弹塑性三维非线性结构分析软件Perform-3D进行罕遇地震作用下的计算,结果表明:在罕遇地震作用下连梁能够迅速进入损伤,作为结构抗震第一道防线,在整个地震过程中保持很好的耗能作用;框架柱受弯均未达到屈服状态,作为二道防线的框架柱具有较好安全储备;剪力墙应变处在弹性阶段,墙体保持基本完好。

上海中银金融中心罕遇地震弹塑性时程分析

上海临港西岛金融中心由南北双塔楼及裙房组成,塔楼结构高度均为195m,结构体系采用框架+巨型支撑-核心筒结构,结合34F单侧悬挑平台形成结构加强层(设置悬挑桁架和环桁架)。对结构进行7度(0.1g)的罕遇地震弹塑性时程分析,结果表明结构在罕遇地震作用下发生损伤,使得弹塑性分析的基底剪力较弹性分析的基底剪力小;X方向最大层间位移角为1/155,Y方向最大层间位移角为1/169,均小于1/100的规范限值要求,结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形满足性能目标;大部分连梁发生中度~重度损伤,核心筒和巨型支撑局部出现轻度损伤,框架柱、悬挑桁架、伸臂桁架和环桁架基本保持弹性,无损伤,加强层楼板在核心筒角部区域发生中度损伤,伸臂桁架弦杆区域发生严重损伤。

旭辉七里庄综合楼超限异形墙结构设计

旭辉七里庄综合楼项目建筑方案来自美国斯蒂文·霍尔建筑师事务所,结构形态较不规则。地上采用剪力墙结构体系,局部剪力墙在地下2层顶板进行转换,基础采用筏板以增强整体性。本工程属于特别不规则结构,设计时采取了对应加强措施。使用SATWE和ETABS软件对多遇地震下结构进行分析,主要整体指标均满足规范要求。此外,针对此不规则结构还进行了一系列专项分析,包括异形墙体分析、性能化设计与剪力墙型钢布置、中震楼板应力分析、舒适度分析、温度作用分析和大震弹塑性分析。结果表明,本工程结构设计安全合理,可以满足抗震设防要求并实现预期建筑功能。

医院建筑中隔震结构的设计及分析

分析了隔震层高度对建筑结构的影响,详细阐述了三种不同层高的隔震层结构分析模型。分析结果表明,上部结构及隔震层支柱、支墩设计可不考虑隔震层高度在一定范围内变化带来的影响。

东江之星超高框架-核心筒结构抗震超限设计

东江之星商业中心项目位于广东省东莞市,抗震设防烈度为6度(0.05g)。18号商业、办公楼房屋高度247.85m,为超B级高度高层建筑,采用框架-核心筒结构,存在超高、局部楼层楼板不连续、穿层柱等超限项。为保证结构的抗震性能,项目采用了延性较好的内置钢管叠合柱。根据项目特点确定合理的抗震性能目标,采用多种有限元计算软件对结构进行小震、中震弹性分析及大震弹塑性分析。

连续曲线梁桥横向抗震加固设计研究

为提升曲线梁桥横桥向抗震性能,以某座非规则的三跨连续曲线梁桥为例,建立考虑挡块横向限位性能退化下不同盖梁挡块间隙、强度的全桥弹塑性三维数字时程分析模型。结果表明,考虑横向盖梁挡块限位性能退化的曲线梁桥结构模型,其罕遇地震时更接近实际,主梁和挡块位移与变形响应更大,下部结构弯矩响应峰值减小;盖梁挡块强度越大,对主梁和支座的限位效果越明显,但同时对盖梁抗力性能需求也越高,下部结构响应也会增加;合理的挡块间隙能够协调发挥挡块和支座各自性能。

建筑结构罕遇地震响应与地震动位移谱关系研究

本文详细探讨了建筑结构罕遇地震响应与地震动位移谱之间的关系。通过算例分析,对比了大震弹性与大震弹塑性响应的差异,并通过地震动位移谱解释了差异原因。本文比较了人工地震动与包括汶川地震在内的天然地震动位移谱差异,指出了这种差异将导致罕遇地震作用下长周期结构的人工波计算结果普遍大于天然波计算结果。本文依据地震动位移谱给出了罕遇地震分析时的地震动选取原则。

大型超高钢结构电视塔抗震性能分析

以388 m高河南省广播电视塔为例,研究了大型超高钢结构电视塔抗震性能的分析与评价方法.为评判河南电视塔可能出现的薄弱部位等抗震性能,利用时程分析法对该结构分别进行了多遇地震弹性时程响应分析与罕遇地震弹塑性时程响应分析.同时,为了解河南电视塔刚接模型与铰接模型抗震性能的区别,对该结构两种不同计算模型在弹性阶段的动力行为与弹塑性阶段的非线性动力特性进行了对比分析.研究结果表明:该结构两种分析假定的计算模型均满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求,刚接模型整体抗震性能略优于铰接模型.

钢-混凝土混合结构罕遇地震弹塑性静、动力分析方法

对钢-混凝土混合结构进行了罕遇地震作用下弹塑性静、动力分析方法的探讨。给出了罕遇地震下钢-混凝土混合结构的弹塑性分析有限单元模型以及结构的整体分析模型;探讨了适应于钢-混凝土混合结构特点的罕遇地震静、动力分析方法、实现过程;结合算例分析,讨论了弹塑性静、动力分析的技术要点、注意事项,并且进行了弹塑性静、动力分析的结果对比研究工作。

某带穿层柱框架结构的抗震性能分析

文章以某带穿层柱框架结构商业建筑为例,通过对该结构进行多遇地震下的弹性计算和罕遇地震下的弹塑性分析,并结合大震推覆计算分析了结构整体和穿层柱受力性能。分析结果表明,在大震作用下,结构整体及穿层柱具有较好的承载和变形能力,能够达到期望的性能指标。抗震性能分析找出了抗震薄弱构件以指导结构设计,可供类似工程参考。

罕遇地震下城际铁路连续梁桥延性抗震设计

研究目的:罕遇地震作用下,城际铁路桥梁结构可能进入到弹塑性工作状态,对城际铁路桥梁结构进行弹塑性地震响应分析和延性抗震设计具有重要的工程价值和研究意义。结合大连市金州新区至普湾新区城际铁路工程的设计实例,基于纤维梁柱单元模型的基本原理,建立主桥(25+30+25)m预应力混凝土连续箱梁桥的弹塑性分析模型,采用傅里叶变换和反复迭代法将铁路规范反应谱拟合为地震动时程曲线,进行罕遇地震下桥梁的地震响应分析及桥墩延性抗震设计。研究结论:结果表明:地震激励下,仅制动墩进入到塑性状态,延性系数最大值为3.02,小于规范给定值4.8,抗震验算满足规范要求。本文给出的桥梁弹塑性分析方法和延性抗震设计结果为城际铁路连续梁桥的延性抗震设计提供了一种实用手段和依据。

基于极限平衡理论的钢与混凝土组合框架结构抗震分析

基于极限平衡理论建立一种钢与混凝土组合框架结构罕遇地震作用时简化分析方法。通过理论分析和试验现象,确定组合框架破坏机制;基于极限平衡原理,根据结构在地震作用下达到极限状态时变形和内力分布规律,分别计算框架顶部侧移等于H/50、H/40和极限荷载对应侧移值时组合框架抗震强度,计算结果与国内外十九榀组合框架低周反复荷载试验结果吻合较好,说明此计算方法可有效地预测组合框架结构在罕遇地震下的抗震强度;提出通过对组合框架变形能力和抗震强度同时进行控制,以使结构满足罕遇地震下抗震要求的简化方法。

设置消能连梁的某框-剪结构抗震性能研究

对在连梁处设置软钢剪切型阻尼器的某框架-剪力墙结构在罕遇地震作用下的抗震性能进行了研究。分析结果表明,仅在底部加强区设置约束边缘构件时,结构不能满足大震不倒的设防要求,该结构剪力墙中约束边缘构件应通高设置,抗震构造措施提高后的结构能够达到大震设防目标,剪力墙累积受压损伤得到有效减小,各层连梁中的阻尼器均起到了较好的消能减震作用,提高了结构的整体抗震性能。