外附减震子框架提升既有RC框架结构抗震性能

为了对比外附屈曲约束支撑子框架的不同形式对既有钢筋混凝土框架结构进行消能减震加固的区别。根据《建筑抗震设计规范》(GB 50010-2010)的反应谱,忽略屈曲约束支撑子框架质量,利用未设置屈曲约束支撑的单自由度体系和设置屈曲约束支撑的单自由度体系的层间抗侧刚度比,推导了两者周期、层剪力和层间位移的计算式。将屈曲约束支撑子框架作为既有钢筋混凝土框架结构增设的抗侧力子结构,给出了多遇地震作用下的刚度比-层间位移和层剪力曲线。随后,针对多自由度体系,忽略阻尼的影响,基于变形叠加原理论述了未设置与设置屈曲约束支撑子框架体系之间的周期、层位移和层剪力的关系式。基于推导的相关计算式并结合实际工程应用总结,提出了设置屈曲约束支撑子框架加固既有多层钢筋混凝土框架结构的实用设计流程。最后,结合工程案例对比了采用钢筋混凝土子框架与钢结构子框架的区别,算例表明,采用屈曲约束支撑钢结构子框架体系更具有优势。

黏滞阻尼器钢框架减震结构非线性反应探析

针对黏滞阻尼器钢框架减震结构,采用Midas对结构进行7度罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,对比普通钢框架抗震结构弹塑性时程分析的结构响应,评价黏滞阻尼器钢框架减震结构抗震性能。研究结果表明:黏滞阻尼器钢框架减震结构在罕遇地震下,最大层间位移角小于1/50的限值,其时程位移及加速度响应均小于普通钢框架抗震结构,黏滞阻尼器钢框架减震结构拥有更加良好的地震耗能能力。同时,对三种不同布置形式的黏滞阻尼器钢框架减震结构进行弹塑性时程分析,得出黏滞阻尼器平行或对称布置,可发挥最大抗震效应的结果。

基于小波函数的IDA分析在RC框架结构中的应用

针对某实际框架结构的抗震性能评估问题,利用OpenSees建立结构有限元模型,以谱加速度为地震动强度指标,层间位移角最大值为结构损伤指标,通过基于小波函数的拟合方法合成目标反应谱的地震动加速度时程,并对结构进行增量动力分析。结果表明,在相同条件下,基于小波函数所仿真出来的IDA曲线离散性显著降低,随着拟合精度的提高,三个分位数曲线更加集中,结构的IDA分析也更为有效。研究结果为提高框架结构的抗震性能提供了有效途径。

考虑结构-水相互作用的连续刚构桥水平地震反应分析

以三水二桥为实例,采用结构有限元法对具有单肢薄壁墩的连续刚构桥进行水平地震反应分析,分析时考虑了桩-土相互作用和结构-水相互作用以及不同水深对结构地震反应的影响。计算结果表明:桩-土相互作用和结构-水相互作用对该种连续刚构桥的抗震是不利的;按反应谱法计算所得桥墩的横向内力较大,按时程分析法计算所得主梁内力和桥墩的纵向内力较大;连续刚构桥抗震设计时应采用反应谱法和时程分析法相结合进行分析,所得的成果和分析结论可供同类桥抗震分析参考。

钢筋砼框架结构易损性评估的参数敏感性分析

运用基于位移的地震易损性概率评估方法,以梁铰破坏机制的钢筋砼框架为例,就地面峰值加速度、框架梁的几何参数和结构的材料参数在易损性评估中的敏感性展开研究.研究表明,地面峰值加速度、框架梁几何参数和钢筋极限应变的均值变化会对钢筋砼框架结构的地震易损性评估结果产生较大的影响,它们的变异系数取值也会对易损性评估结果产生一定的影响,但影响程度要小于均值的变化;砼极限应变的概率分布特征则对地震易损性的评估结果影响甚微.

楼梯对教学楼框架抗震性能的影响

设计了包含各种楼梯布置和不包含楼梯的两类典型钢筋混凝土教学楼框架计算模型,采用模态分析法、反应谱法对各模型进行了弹性阶段地震反应特性对比计算分析,选择性的进行了pushover分析。结果显示:楼梯参与结构整体计算后,结构抗侧移刚度增加、结构扭转振动显著、梯间框架部分梁柱内力成倍增大等现象;楼梯的不同布置对结构抗震性能有重要影响,存在较为合理的楼梯布置;楼梯的存在也使整体结构塑性铰分布更合理,但楼梯则成了最薄弱环节。

复杂形体超高层钢框架-混凝土核心筒混合结构减震的研究

以拟建超高宁夏电视塔(NXTVT)工程为背景,利用SAP2000建立其三维有限元分析模型。超高宁夏电视塔呈现底部小、上部大、中部略呈细腰形的花瓶状复杂形体;而且,楼层的不连续分布导致结构质量和侧向刚度沿竖向分布的不均匀。因此,整体结构形式复杂,对抗震要求高。首先,对结构的动力特性进行分析研究。在此基础上,使用振型分解反应谱法和FNA动力时程法对该结构的地震反应进行多维分析。接着,对安装非线性液体粘滞阻尼器(NFVDs)结构进行动力时程分析,以评价NFVDs对该结构的多维减震性能。通过大量的计算分析与比较,综合出了许多有益的结论与建议,为该实际工程或类似工程的减震设计提供参考依据。

框架结构填充抗震墙加固数值模拟分析

增设抗震墙加固作为一种比较成熟的加固方法,在混凝土框架结构加固中已得到广泛的应用,但传统意义上的抗震墙需从基础至所需部位上下连续,有时会给抗震加固带来诸多不便。本文以局部采用填充抗震墙翼墙和带框钢支撑方式加固的1/5缩尺框架结构模型的振动台试验结果为依据,采用大型通用有限元分析软件MSC.MARC进行了与试验相同模型和工况的弹塑性分析,并与试验结果进行了对比分析。数值模拟分析结果得出了与试验相同的结论,即该加固方法能明显提高类似框架结构的抗震承载力。

几种单跨框架结构抗震加固方法的比较

增设框架柱、屈曲约束支撑和剪力墙是常见的加固单跨框架结构的方法。本文以一栋典型的单跨框架教学楼为例,基于Midas/gen的反应谱分析和静力弹塑性分析,比较了这3种加固方法对结构抗震性能的影响。

钢框架结构地震响应与破坏过程的耐震时程分析

耐震时程法(ETM)是一种基于动力时程的结构抗震分析方法,其典型表征在于随着持续时间的增加,地震动强度逐渐增大。本文合成了基于中国抗震反应谱的耐震时程曲线,并以此作为输入,对一个8层3跨钢框架结构的抗震性能进行了分析和评估。采用增量动力分析方法(IDA)对结构在不同耐震持时下的整体响应进行了评估;以大震下天然地震动分析结果为标准,对比了结构在耐震时程曲线(ETA)作用下的塑性铰分布概率、形成顺序和延性分布。研究结果表明:耐震时程法能较好地预测钢框架结构的非线性动力响应及破坏过程,且分析次数少,这为钢框架结构的抗震性能快速分析与评估提供了一种新的手段。

高层框架结构长周期地震反应分析

由于缺乏可靠的长周期地震动记录,目前国内外对长周期地震动的研究尚不成熟,对长周期地震动作用下高层建筑结构的地震反应研究也较少。以美国喜来登酒店20层钢筋混凝土框架结构为背景,建立三维有限元分析模型,并以该结构底部的实测地震波NR24464作为输入,进行了高层框架结构的地震反应分析。在此基础上,分别从1999年我国台湾省集集地震中选取长周期TCU115地震波和2003年日本十胜冲地震中选取长周期HKD054波作为输入,对该高层框架结构进行了长周期地震反应分析,并同NR24464地震波作用下的反应结果做了比较。通过对不同类型地震波作用下的结构内力反应、位移反应和加速度反应结果的比较研究,探讨了高层钢筋混凝土框架结构的长周期地震反应特征。

大型异形体组合结构抗震性能

为研究由不同材料构成的大型异性体组合结构的抗震性能,采用通用有限元分析及设计软件MIDAS/Gen对底部为规则混凝土框架结构、上部为圆柱形闭合钢架结构的组合结构建立了分析模型,采用组阻尼考虑不同材料阻尼比的影响,对整体结构进行抗震反应谱分析,计算水平地震作用下结构的位移与受力情况.研究结果表明:不同的结构类型会使组合结构产生较大变形,应采取有效措施;不同材料组成的组合结构,应考虑组阻尼对结构的影响.

钢框架-内藏钢板支撑剪力墙结构抗震性能分析

钢框架-内藏钢板支撑剪力墙结构体系是一种具有良好抗震性能的新型抗侧力结构体系。本文结合工程实例,应用有限元软件SAP2000对结构自身动力特性进行研究。通过反应谱法和弹性时程法分析,研究场地类型、阻尼比、地震动等多种因素对该结构在多遇地震作用下抗震性能的影响,为实际工程设计提供指导。

轻钢加层厂房的地震反应分析

结合实例,利用ANSYS有限元软件,采用三维空间有限元模型,对钢筋混凝土框架结构、门式刚架及加层后的整体结构进行了模态分析和谱分析,获得了结构的动力特性和地震作用效应的变化规律,为轻钢加层厂房的应用提供了一定参考。

异形柱框架—剪力墙结构的抗震设计与性能分析

通过对异形柱框架—剪力墙结构的工程实例及构建的矩形柱框架—剪力墙结构进行在地震作用下反应谱分析和弹塑性时程分析的对比,探讨了异形柱框架—剪力墙结构的动力特性。计算结果表明:异形柱框架—剪力墙结构与矩形柱框架—剪力墙结构的抗震能力基本相当,但在烈度较高的地区及结构平面不规则时,应考虑地震作用方向角的敏感性对结构的不利影响。

钢筋混凝土框架顶部钢结构加层的抗震性能研究

以四川大学江安校区建筑与环境学院大楼加层改造工程为背景,采用数值模拟分析,原上人屋面钢筋混凝土框架在顶部进行钢结构加层后,对钢筋混凝土框架与加层钢结构不同连接形式及加层柱截面形式变化等进行反应谱分析和时程分析,计算结果表明,加层后原结构层间位移及底部剪力均有所降低,加建钢结构起到了阻尼器作用。

近断层滑冲型地震动作用下框架-剪力墙高层结构的IDA研究

近断层滑冲型地震动是一类特殊的长周期地震动,针对这一类地震动,现行抗震规范并未出台相应的条文,且有关单独考虑近断层滑冲型地震动作用下高层结构动力响应的研究成果很少。基于15条可靠的近断层滑冲型地震动,利用Perform-3D非线性分析软件进行建模,对一个30层框架-剪力墙高层结构进行了增量动力分析(IDA)。结果表明,近断层滑冲型地震动频率成分集中在0~2Hz范围段内,且其反应谱谱值在中、长周期段内明显大于普通地震动的。将最大层间位移角作为结构需求,得到正常使用(NO)、立即占用(IO)、生命安全(LS)、防止倒塌(CP)性能水平的量化指标限值依次为1/1 160、1/575、1/361、1/55。依据现行规范设计的框架-剪力墙高层结构,在近断层滑冲型地震动强度相当于多遇地震时,结构能够满足"小震不坏"的抗震设防目标;在相当于罕遇地震时,结构不能满足第三性能水准"大震不倒"的要求。

不规则高层钢框架结构地震反应分析

以两个不规则高层钢框架结构为研究对象,进行地震反应分析,建立了两个有限元模型,分别对其进行模态、反应谱和线性时程分析,通过层间位移角及楼层位移的发展变化对其抗震性进行评估,并通过楼层位移、层间位移角来分析结构的薄弱环节。结果明显表明,钢框架支撑体系拥有良好的抗侧向位移能力与优越的抗震性能,可在建筑业得到推广使用。

框支短肢剪力墙转换结构的抗震性能研究

采用SAP2000软件,以框支短肢剪力墙转换结构为算例,进行梁式转换结构的模态分析和弹性时程响应的分析,通过对结构的时程分析与反应谱分析结果的对比,结果表明,对框支短肢剪力墙转换结构进行时程补充计算是不可或缺的。