框桁式墙体抗震性能试验及影响因素研究

为研究新型框桁式墙体抗震能力,设计4片框桁式墙体试件进行拟静力试验,对比分析了墙体试件的破坏形态、滞回曲线、承载力、延性及性能特征点。并应用ABAQUS软件建立墙体的非线性数值模型,考虑了轴压比、混凝土强度、配箍率和配筋率等因素的影响,计算得到了荷载-位移曲线,分析了承载力及延性变化特征。结果表明:各墙体试件破坏过程为,内部桁杆先于外框墙肢发生变形并耗能,而后桁杆与外墙肢的底部相交处形成塑性区并破坏;在桁式杆件中配置角钢、增大混凝土强度、配箍率和纵筋配筋率也可提高试件延性,而配置角钢时,配筋率对承载力的影响不明显,混凝土强度较高时,其延性不再明显提高;增大轴压比可提高试件的承载力,但会使试件的延性降低。研究结果可为框桁式墙体抗震设计提供依据。

装配式轻钢框架-短肢组合墙结构抗震性能研究

为研究装配式轻钢框架-短肢组合墙结构的抗震性能,对3个足尺试件(1个轻钢框架结构、1个轻钢框架-短肢桁架结构、1个轻钢框架-短肢桁架组合墙结构)进行了低周反复荷载试验。分析了结构破坏模式、滞回曲线、承载力、刚度退化、变形性能、耗能和应变。结果表明:短肢桁架以及短肢桁架组合墙作为结构第一道抗震防线,高效提升了轻钢框架结构的抗震性能;相对于轻钢框架结构试件,轻钢框架-短肢桁架组合墙结构试件的极限承载力提高了28482%,初始刚度提高了24446%;组合墙内的短肢钢桁架与混凝土的共同工作性能良好,混凝土的约束作用抑制了短肢桁架的屈曲失稳,短肢桁架提高了组合墙核心混凝土的变形能力。所提出的装配式轻钢框架-短肢组合墙结构传力路径明确、抗震性能优越、装配便捷,特别适用于低、多层装配式轻钢组合结构,其设计思路同样可用于其他装配式钢框架结构。

一场六馆多塔连体结构抗震性能研究

福州市长乐区“三馆三中心”项目属于抗震不规则结构,为地下一层,地上建筑为底部6个独立单塔(四~五层)、顶部整体串联而成的连体结构。底部塔楼采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构,顶部两层连接体采用钢桁架结构。结构存在扭转不规则、楼板不连续、竖向构件不连续、尺寸突变等不规则情况,属于特别不规则结构。以该项目为例,基于抗震设计方法,采用YJK-Paco软件对模型进行弹塑性分析,对比了单塔模型和多塔模型的动力特性,分析了连体结构传力路径和特征;通过罕遇地震工况下时程分析,掌握了关键构件在大震作用下的工作状态,保证连体关键构件性能不遭受破坏。研究结果可为此类多塔复杂连接项目提供参考。

V形柱支撑大跨度叠层空腹桁架结构设计

湖南东方红建设集团科技创新中心项目1#办公楼采用框架-剪力墙结构体系,为V形柱支撑大跨度叠层空腹桁架的复杂受力结构,较多地采用了型钢混凝土或钢结构构件。为了实现建筑的悬浮效果和良好的室内净高要求,在36m大跨度区域采用了型钢混凝土叠层空腹桁架,仅在不影响建筑使用功能的桁架底层端部设置了斜腹杆,提高空腹桁架的受力性能和材料利用率。重点论述了结构选型和针对薄弱环节的加强措施,对关键构件和节点进行了详细分析。结果表明:结构受力合理,能够实现多道设防的抗震性能目标,大震作用下关键构件保持弹性或不屈服,关键节点构造合理,结构安全度高,有足够的安全储备。

天府国际金融中心复杂穿层柱结构设计

天府国际金融中心项目3#、4#、5#、6#楼采用框架-核心筒结构体系,房屋结构高度分别为98.8、129.9、90.4、139.4m。外框架中穿层柱占比为89%~100%,穿层柱长度为8~24m,穿层柱层数为2~5层,裙房仅与穿层柱连接,结构穿层柱关系复杂。通过增设水平桁架等概念设计,结合抗震性能化设计及穿层柱专项分析等对结构的抗震性能进行了分析与评估。对核心筒墙体、水平桁架、薄弱部位的楼板等采取了加强措施。结果表明:增设的水平桁架可以协调塔楼与裙房协同工作,也降低了穿层柱的复杂程度,相关的加强措施增强了结构第一道防线的承载能力,改善了第二道防线的承载能力,结构可以满足预设性能目标。对于带复杂穿层柱的结构,按提出的穿层柱极限分析法进行构件设计可有效增强穿层柱的稳定承载力,提高整体结构的安全性。

天音大厦超限高层结构设计

天音大厦项目A座和C座塔楼,因立面复杂、造型独特,存在大悬挑和多项结构不规则。根据建筑功能的需要,确定合理的结构形式,采用SATWE、MIDAS Building软件对结构在多遇地震和风荷载作用下进行计算分析,采用SAUSAGE软件对结构在罕遇地震作用下进行计算分析,得到了振型周期、层间位移角、楼板应力、楼盖舒适度、构件挠度、关键构件受力性能等重要的分析结果。结果表明:A座采用悬挑空腹桁架和斜柱转换,C座采用悬挑桁架的结构形式,传力路径明确,结构计算各项指标满足规范要求,结构设计合理、安全、可靠。

双向退台“悬空”建筑结构设计及关键技术研究

宕口酒店依山而建,位于旧有采石场开挖后遗存台地。建筑正立面呈双向退台造型,与后方山体轮廓线基本保持一致。主塔楼以7层为界,上下两组楼层分别呈南北和东西向布置,总体呈T形平面。利用楼电梯间隔墙设置5个钢筋混凝土筒体,构建“多塔+连体+长悬臂”的框架-剪力墙结构。针对塔楼整体性偏弱特点,合理设置抗震缝以简化结构体系;东西侧端跨各增设一段联肢墙,增强整体抗扭刚度;增加走廊区域楼板宽度;调整筒体内楼梯间布置,以实现东西向框架梁得以贯通设置;位于7层错层区域改为坡屋面等,以上措施能实现弱化平面和立面布置的不规则程度,增强塔楼整体性的综合效应。计算分析表明,靠近端跨的筒体对抗扭刚度贡献起控制性作用。大震弹塑性对比分析表明,位于后方山体边跨柱底设置隔震支座对降低框架柱损伤程度有明显作用,且对相邻墙肢损伤影响程度有限。

汕头某体育馆结构设计

汕头某体育馆主要由比赛场馆和游泳场馆两部分组成。主体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,体育场馆屋盖采用平面桁架+支撑体系;游泳场馆屋盖采用立体管桁架结构体系,上部屋盖与下部主体结构之间通过设置滑动铰支座进行连接。对地基基础、主体结构、倾斜屋面以及钢结构屋盖设计进行了全面的论述。利用SATWE和SAP2000对整体结构以及钢结构屋盖进行了多模型的计算分析和包络设计,对倾斜屋面产生的推力以及超长结构的温度应力进行了专项分析并采取相应加强措施。结果表明:整体结构和各部分构件在各种工况下的指标均能满足规范要求,结构布置合理,措施合理有效,设计安全可靠。

内藏钢桁架混凝土组合低剪力墙抗震性能试验研究

进行了3个1/3缩尺的低剪力墙的抗震性能试验研究,包括1个普通混凝土低剪力墙、1个内藏钢框架混凝土组合低剪力墙和1个内藏钢桁架混凝土组合低剪力墙。在试验研究基础上,对比分析了各剪力墙的刚度及其衰减过程、承载力、延性、滞回特性、钢筋应变、耗能能力及破坏特征。试验表明:内藏钢框架和内藏钢桁架混凝土组合低剪力墙的抗震性能比普通混凝土低剪力墙明显提高。

异形柱框架结构中支撑与填充墙作用的对比研究

根据异形柱纯框架、异形柱框 桁架和异形柱填充墙框架的低周反复试验结果 ,对比了三种结构形式在承载能力、抗侧刚度以及耗能方面的差异 ,并分析了支撑和填充墙对框架的作用 。

内藏钢桁架混凝土组合中高剪力墙抗震性能试验研究

进行了3个1/3缩尺的中高剪力墙的抗震性能试验研究,包括1个混凝土中高剪力墙、1个内藏钢框架组合中高剪力墙和1个内藏钢桁架组合中高剪力墙。在试验研究基础上,对比分析了各剪力墙的刚度及其衰减过程、承载力、延性、滞回特性及破坏特征。试验表明:内藏钢框架混凝土组合中高剪力墙的抗震性能比普通混凝土中高剪力墙明显提高;内藏钢桁架混凝土组合中高剪力墙的抗震性能比普通混凝土中高剪力墙显著提高。

内藏钢桁架混凝土组合高剪力墙抗震性能试验研究

进行了3个1/3缩尺的高剪力墙的抗震性能试验研究,包括1个普通混凝土高剪力墙、1个内藏钢框架混凝土组合高剪力墙和1个内藏钢桁架混凝土组合高剪力墙。在试验研究基础上,对比分析了各剪力墙的刚度及其衰减过程、承载力、延性、滞回特性及破坏特征。试验表明:内藏钢框架混凝土组合高剪力墙的抗震性能比普通混凝土高剪力墙明显提高;内藏钢桁架混凝土组合高剪力墙的抗震性能比普通混凝土高剪力墙显著提高。

带钢桁架连梁的框架剪力墙结构振动台试验研究

钢桁架连梁作为一种新型的连梁形式,具有优良的延性与耗能性能,而采用钢桁架连梁的建筑结构,其整体抗震性能尚需进一步研究。通过对一幢12层带钢桁架连梁的框架剪力墙结构1∶15比例模型的地震模拟振动台试验,研究了该结构的动力特性与地震响应。结果表明,钢桁架连梁具有足够的刚度,能够有效连接剪力墙,使得该结构具有良好的变形能力,能够满足延性设计要求。因此,带钢桁架连梁的框架剪力墙具有良好的抗震性能。

错列桁架─框架─剪力墙结构体系的分析

分析了错列桁架─框架─剪力墙结构体系在建筑使用功能上的优点、结构的受力和变形特点。沿用沿高度连续化的假定，推导出这种铰结体系结构的位移及内力计算公式。利用这些公式可编制计算图表，方便于设计计算。

新型框桁式墙体抗震性能试验研究

传统钢筋混凝土剪力墙结构震后损伤不易修复,且刚度布置不够灵活,文中提出一种由外边框和内部桁式杆件组合而成的新型框桁式墙体,为研究其抗震性能,共设计了8个框桁式墙体试件并进行了低周反复荷载试验。详细分析了各个试件的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、承载力、耗能能力、刚度退化规律及位移延性等,试验结果表明:通过合理设计后,框桁式墙体试件破坏顺序明确;试件的破坏形态受剪跨比的影响。桁杆数量对正负向刚度的影响较大,通过改变桁杆配筋率,配钢率,轴压比等方式对框桁式墙体承载力影响较大,但延性提高有限,框桁式墙体的延性相对较低,采用配置角钢的桁式杆件后,延性系数可有效提高。文中研究可为后续框桁式墙体抗侧力体系的抗震性能研究奠定基础。

成都东安湖体育公园体育场结构设计

成都东安湖体育公园体育场主体结构采用钢筋混凝土少墙框架结构,屋盖钢结构采用悬挑平面桁架+立面单层交叉网格。除西侧主席台看台区域外,均采用预制看台板;突破常规,在29m标高桁架高度内设置300m长的高区观景平台及在16m标高单层网格交叉处设置两个约165m长的低区观景平台,其平台的竖向支承均为立面弧形交叉网格。在建筑南侧布置了四个为29m标高观景平台提供竖向交通用途的钢筋混凝土筒体。通过对结构进行静力分析、稳定性分析、地震弹性及弹塑性分析、节点分析、大跨楼板舒适度、结构抗连续倒塌等系列计算分析,保证了结构的安全、合理、经济。

钢筋混凝土框—桁架结构体系的抗震性能试验研究

本文讨论了在２０层以下的高层建筑用框—桁架结构体系替代框桁架剪力墙结构体系的方案。通过对钢筋混凝土框—桁架结构体系的理论分析和抗震试验研究，表明用框—桁架结构代替框架—剪力墙结构是可行的，框—桁架结构具有良好的抗震性。

HDC加固震损框桁式复合墙体抗震性能试验及恢复力模型研究

高延性混凝土(HDC)具有较高的应变硬化性能和多裂缝开展的特性,利用HDC加固9个震损框桁式复合墙体,并通过低周反复荷载试验研究了轴压比、桁杆个数以及桁杆是否内置钢板对复合墙体滞回特性的影响。基于试验结果分析,给出了其刚度退化规律、加卸载刚度计算公式以及相应的滞回规则,并建立了HDC加固震损框桁式复合墙体三折线恢复力模型。最后将得到的计算曲线与试验曲线进行对比,两者大致相同。表明该三折线恢复力模型可以较好的反映框桁式复合墙体在低周反复荷载作用下的恢复力特性和受力特征,为工程震损结构的加固和框桁式复合墙结构设计提供一定的参考和依据。

RC框桁式墙体破坏模式及地震损伤模型研究

文中提出一种由钢筋混凝土(RC)外边框和内部桁式杆件组合而成的新型框桁式墙体,为研究该新型墙体的地震损伤性能以实现损伤控制,进行了3个1:2模型比例的框桁式墙体试件的低周反复荷载试验,详细分析了试件从加载开裂直至破坏的各阶段裂缝发展规律与损伤积累过程。通过对既有损伤模型及框桁式墙体损伤特点的分析,引入基于延性和累计滞回耗能的双参数地震损伤模型,并通过非线性多元回归分析获得模型影响参数α和β。结果表明:该墙体首先在桁杆上出现裂缝且裂缝逐渐贯通,再以节点为中心开展裂缝,最终破坏发生在外框底部区域,该试件的破坏顺序明确;文中提出的双参数损伤模型能够较好地反映此类试件在地震作用下,损伤指数在加载初期增量较小、而在屈服后损伤指数增加迅速的实际情况。研究结果可为新型框桁式墙体的抗震设计提供参考。

唐山新华大厦工程结构设计

唐山新华大厦结构平面和竖向布置均较复杂。根据工程场地条件,采用筏板基础,上部结构采用框架-剪力墙抗侧体系。通过设置后浇带、加大构件截面等措施,解决了4层通高大堂给结构设计带来的困难。结构顶部的空中走廊长度大,设计中采用了钢桁架。计算分析表明,结构变形合理,满足规范的相关要求。