高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构基于性能的层间位移角限值研究

在基于性能的抗震设计中,为了控制建筑结构不同程度的损伤,保证结构具有一定的可恢复性能,需要对建筑结构在不同性能等级下的层间位移角进行限制.利用PERFORM-3D软件对四个不同高宽比的高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构进行增量动力分析,得到了不同强度地震下连梁、墙肢、框架梁及框架柱损伤的大小和分布.根据各类构件在地震作用下的损伤分布,建议了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构的性能等级划分方法.基于结构的易损性分析结果,得到了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构在不同性能等级下的层间位移角限值,并研究了高宽比对不同性能等级下层间位移角限值的影响,为高层混合结构基于性能的抗震设计提供参考.     

高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构基于性能的层间位移角限值研究

在基于性能的抗震设计中,为了控制建筑结构不同程度的损伤,保证结构具有一定的可恢复性能,需要对建筑结构在不同性能等级下的层间位移角进行限制.利用PERFORM-3D软件对四个不同高宽比的高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构进行增量动力分析,得到了不同强度地震下连梁、墙肢、框架梁及框架柱损伤的大小和分布.根据各类构件在地震作用下的损伤分布,建议了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构的性能等级划分方法.基于结构的易损性分析结果,得到了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构在不同性能等级下的层间位移角限值,并研究了高宽比对不同性能等级下层间位移角限值的影响,为高层混合结构基于性能的抗震设计提供参考.     

高烈度区大高宽比高层钢结构抗震性能研究

针对《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—2015)对钢结构民用建筑建议的高宽比限值,通过变化高度以及变化宽度两种方法获得设计一系列不同高宽比的钢框架-支撑结构,并通过PERFORM-3D软件分析各模型结构进行弹性和弹塑性分析,研究各模型在多遇及罕遇地震下的层间位移角、楼层剪重比以及结构受拉情况,依据损伤理论计算了各模型结构的整体损伤,进而对其损伤的程度进行了判定。同时,对超过规范高宽比限值结构的设计给出了建议。     

地震作用下中美规范RC结构层间位移角限值的#br# 对比研究

为研究地震作用下我国规范层间位移角限值的合理性,将其与美国规范的层间位移角限值进行对比。基于等位移原理推导中美规范层间位移角限值的对比方法,提出中美规范层间位移角限值富裕度指标β。设计框架、剪力墙、框架 剪力墙和框架 核心筒等80个典型RC结构模型,验证结构在设防烈度地震作用下处于弱非线性。分析结构体系、场地类别和设防烈度对β的影响,结果显示,模型的β值均大于1,说明中国规范层间位移角限值比美国规范更为严格。以β作为修正系数,将四种结构体系的位移角限值统一调整为1/500,重新设计16个模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法,验证层间位移角限值调整后结构在强震下的安全性。建议：多遇地震作用下RC结构层间位移角限值可取1/500。     

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正《土木工程学报》01/2020地震作用下中美规范RC结构层间位移角限值的对比研究为研究地震作用下我国规范层间位移角限值的合理性,将其与美国规范的层间位移角限值进行对比。基于等位移原理推导中美规范层间位移角限值的对比方法,提出中美规范层间位移角限值富裕度指标β。设计框架、剪力墙、框架-剪力墙和框架-核心筒等80个典型RC结构模型,验证结构在设防烈度地震作用下处于弱非线性。分析结构体系、场地类别和设防烈度对β的影响,结果显示,模型的β值均大于1,说明中国规范层间位移角限值比美国规范更为严格。以β作为修正系数,将四种结构体系的位移角限值统一调整为1/500,重新设计16个模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法,验证层间位移角限值调整后结构在强震下的安全性。(韩小雷,张垒,杨光)     

地震作用下中美规范RC结构层间位移角限值的对比研究

为研究地震作用下我国规范层间位移角限值的合理性,将其与美国规范的层间位移角限值进行对比。基于等位移原理推导中美规范层间位移角限值的对比方法,提出中美规范层间位移角限值富裕度指标β。设计框架、剪力墙、框架-剪力墙和框架-核心筒等80个典型RC结构模型,验证结构在设防烈度地震作用下处于弱非线性。分析结构体系、场地类别和设防烈度对β的影响,结果显示,模型的β值均大于1,说明中国规范层间位移角限值比美国规范更为严格。以β作为修正系数,将四种结构体系的位移角限值统一调整为1/500,重新设计16个模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法,验证层间位移角限值调整后结构在强震下的安全性。建议:多遇地震作用下RC结构层间位移角限值可取1/500。     

超高层混凝土结构的层间变形限值

层间位移限值是钢筋混凝土超高层结构设计中的一个重要参数。本文对国内外规范的层间位移限值进行了比较 ,分析了限制层间位移的目的 ,并提出了一个新的层间变形参数———区格广义剪切变形。为研究这一问题 ,进行了一个11层框架 剪力墙模型的静力加载试验 ,并对不同高度和结构形式的9幢超高层建筑进行了计算和分析。试验研究和计算分析均表明 ,钢筋混凝土超高层建筑的层间位移角限值取1/500较为合理     

钢筋混凝土高层建筑在风荷载作用下最大层间位移角限值的讨论与建议

分析了我国高规不同版本有关层间位移角限值规定的演变,对影响层间位移角计算结果的各种因素进行讨论,在分析层间位移角组成的基础上,提出层间位移角限值的合理建议,供有关规范修订和工程设计参考应用。     

超高层混凝土结构的层间变形限值

层间位移限值是钢筋混凝土超高层结构设计中的一个重要参数。本文对国内外规范的层间位移限值进行了比较 ,分析了限制层间位移的目的 ,并提出了一个新的层间变形参数———区格广义剪切变形。为研究这一问题 ,进行了一个11层框架 剪力墙模型的静力加载试验 ,并对不同高度和结构形式的9幢超高层建筑进行了计算和分析。试验研究和计算分析均表明 ,钢筋混凝土超高层建筑的层间位移角限值取1/500较为合理     

RC框架-核心筒结构中核心筒高宽比限值研究

针对《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)建议的核心筒高宽比限值,通过对一系列不同核心筒高宽比的框架-核心筒结构在不同烈度下的弹性和弹塑性分析,研究了各模型在小震、中震、大震作用下的层间位移角、楼层剪力大小及其分配规律,依据损伤理论计算了各模型在不同设防烈度下结构整体及局部构件的损伤,进而对其损伤的程度进行了判定。结果表明,6度(0.05g)区、7度(0.1g)区框架-核心筒结构的核心筒高宽比可达到16;而对于7度(0.15g)区、8度(0.2g)区的框架-核心筒结构,虽然核心筒高宽比的提高能保证"大震不倒"的性能水平,但中震作用下由于大部分连梁、框架梁都能屈服且损伤程度较大,达不到"中震可修"对于结构性能和经济效益的要求,故应维持规范规定的核心筒高宽比为12的限值。     

考虑结构整体特性的钢筋混凝土框架震后残余侧移响应研究

为了研究钢筋混凝土框架结构震后残余位移及结构整体特性对其影响,首先对3个楼层数不同的钢筋混凝土平面框架结构进行静力推覆分析,得到结构第一模态推覆曲线及相应等效三线形推覆曲线,进而基于等效推覆曲线获得结构整体的屈服后刚度比和下降段刚度比。其次,通过对钢筋混凝土平面框架结构在3个地震动强度水平、22条地震动记录输入下的弹塑性时程分析,分别计算得到最大层间位移角和最大残余层间位移角的平均值、标准差和变异系数,并分析结构整体特性如结构基本自振周期、屈服后刚度比、下降段刚度比等对最大层间位移角和最大残余层间位移角的影响,以及最大层间位移角和最大残余层间位移角之间的相关性。结果表明,最大层间位移角和最大残余层间位移角受结构基本自振周期影响明显,同一地震动强度水平下,两者均随结构基本自振周期的增大而增大。随着结构屈服后刚度比的增大和下降段刚度比绝对值的增大,最大残余层间位移角也增大,其离散性也随之变大。与上部楼层相比,高强度水平地震动下非线性发展较为充分的结构下部楼层的最大层间位移角和最大残余层间位移角的相关性较好。     

隧道对地表临近既有建筑物层间位移影响分析

城市地下隧道的存在将改变地表临近既有建筑的地基条件,进而影响建筑的地震响应。基于广义层间位移谱,研究地下隧道对距隧道不同距离的地表建筑结构的层间位移的影响,同时分析隧道对结构层间位移沿无量纲高度分布的影响。结果表明:地下隧道的存在将增加临近地表建筑结构的层间位移,对结构的安全性带来危害,在工程设计和分析中不容忽视;当地表建筑位于距离隧道中心线2倍隧道直径的区域外时,隧道的影响可以忽略;隧道的存在对临近建筑结构层间位移沿高度分布趋势的影响并不明显,但是将显著增加结构抗震性能薄弱部位的层间位移。     

高层核筒悬挂结构地震响应的参数分析

本文基于地震响应时程,对高层核筒悬挂结构进行参数分析。首先给出了悬挂减振结构体系的计算模型,在此基础上给出了以主体核筒的顶点位移和基底剪力响应为综合优化目标,悬挂楼面的层间位移角为约束条件的优化数学模型,对设置于核筒和悬挂楼面之间粘滞阻尼器的刚度和阻尼系数进行优化。结果表明:存在最优阻尼器的阻尼系数,使得主体核筒的响应最小;当阻尼器的刚度较小时,可以忽略其对结构动力响应的影响;悬挂楼面的层间位移角作为约束条件,影响结构参数的优化值;通过设置合理的参数才能够同时满足优化目标和悬挂楼面的层间位移角限值。     

钢筋混凝土框架结构竖向不规则参数的概率评估

采用蒙特卡罗模拟方法分析钢筋混凝土(RC)框架结构竖向不规则参数的抗震控制效果。以底层和中间层竖向楼层承载力和刚度不规则的5层和10层RC框架结构为分析对象,考虑地震动输入的随机性,通过非线性动力时程分析确定结构的最大层间位移角,并分析其随竖向不规则系数变化的规律和超越极限状态水准的失效概率。分析结果表明：楼层竖向承载力和刚度不规则对结构最大层间位移角的影响较大,最大层间位移角随竖向不规则系数的减小而增大,底层不规则较中间层不规则的影响大,承载力不规则较刚度不规则的影响大;竖向不规则对结构地震反应超越极限状态水准的失效概率有显著的影响,失效概率随竖向不规则系数的减小而增大,竖向不规则系数越小失效概率越大;承载力不规则系数为0.7和刚度不规则系数为0.8可作为竖向不规则参数的抗震控制点。     

基于构件变形的RC框架结构可修复能力评估方法研究

针对RC框架结构可修复能力不明确的问题,提出基于构件变形的RC框架结构可修复能力评估方法。研究以柱达到严重破坏作为结构拆除的判断准则,引入结构可修复能力储备系数来量化结构可修复能力。以结构动力失稳作为结构倒塌的判断准则,对按照我国规范GB50011-2010设计的48个RC框架结构分别进行增量动力分析;探讨柱分别达到严重破坏和结构倒塌状态下的层间位移角分布规律,包括最大层间位移角和残余层间位移角。发现柱达到严重破坏的残余层间位移角均值为1.48%,主要分布在0.5%~2.5%之间,且残余层间位移角超出0.5%时柱严重破坏的概率较高;柱达到严重破坏时最大层间位移角的数据离散性比不同残余层间位移角限值对应的数据离散性更小,且在基于残余层间位移角的拆除准则中可修复能力储备系数对残余层间位移角限值变化较为敏感,表明基于柱达到严重破坏的拆除准则比基于残余层间位移角的拆除准则更合理,可用于量化结构可修复能力。     

面内往复荷载作用下足尺砌体填充墙的易损性研究

为了研究钢筋混凝土(RC)框架结构中砌体填充墙的地震易损性，进行了6个足尺含填充墙RC框架试件的面内往复加载试验。各试件中RC框架的设计参数均相同，其中3个试件含普通黏土砖填充墙，另外3个试件含水泥空心砌块填充墙。试验过程中，记录了砌体填充墙的损伤发展过程，并以墙体裂缝宽度和破碎坠落现象作为损伤指标，定义了“明显破坏”、“严重破坏”和“危及安全”等3个损伤状态。在此基础上，以层间位移角作为工程需求参数，建立了普通黏土砖和水泥空心砌块填充墙的易损性曲线。易损性分析结果表明，当试件的面内侧向变形达到GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》规定的框架结构弹性层间位移角限值时，黏土砖和空心砌块填充墙均极有可能达到或超越“明显破坏”状态，且空心砌块填充墙尚有22%的概率达到或超越“严重破坏”状态。与黏土砖填充墙相比，水泥空心砌块填充墙的易损性参数具有更大的离散性，且其整体性更差，当侧向变形较大时会出现破碎砌块坠落的现象。根据试验结果，给出了砌体墙最大残余裂缝宽度、最大裂缝宽度和层间位移角之间的近似相关关系。     

建筑内浮放式设备抗倾覆高宽比限值研究

提出了浮放式设备抗倾覆高宽比限值的概念,建立了结构—浮放式设备体系的力学模型,推导了地震作用下建筑内浮放式设备抗倾覆高宽比限值计算公式,并对影响设备高宽比限值的因素进行了分析。结果表明,质量对设备高宽比限值几乎没有影响,摩擦系数和地震动强度是影响设备高宽比限值的主要因素,而场地条件对设备高宽比限值的影响与摩擦系数有关。     

钢筋混凝土框架结构层间弹塑性位移计算方法及试验研究

钢筋混凝土框架结构的层间弹塑性位移是判别结构倒塌极限状态的重要指标,目前我国抗震规范规定的弹塑性位移限值仍是基于构件试验研究的结果,缺乏结构层面的计算方法和试验验证.为此,将规则框架结构的层间位移等效为梁柱组合体的侧移变形,分析组合体变形的组成,建立了梁柱组合体变形与构件变形的转换方法,提出了"强柱弱梁"型框架结构层间...     

基于高斯过程的钢-木混合结构刚度比全局敏感性分析

在钢-木混合结构中,轻木剪力墙和钢框架的刚度比是影响结构性能的重要参数。为了研究不同楼层刚度比对结构响应的影响程度,采用基于高斯随机过程的回归模型,进行了基于方差的全局敏感性分析。在分析中,建立了180个不同钢-木混合结构,以不同楼层刚度比作为影响因素,考虑了4种不同的结构响应,并以主效应和全效应作为敏感性的评价指标。结果表明,高斯过程模型对于自振周期表现出非常良好的预测能力,确定系数可达0.99以上;比较不同楼层刚度比的敏感性指标可知,当某一层结构钢框架刚度出现明显变化时,该层刚度比对结构最大层间位移角影响较大。同时,该层刚度比的全效应与主效应指标之差大于0.3,表明最大层间位移角与刚度比之间的关系具有较强的非线性特征;最大加速度对第2层刚度比最为敏感;基底剪力对各层刚度比的敏感性顺序会随地震水准的变化而改变;自振周期对结构中下部楼层刚度比更为敏感,且其全效应与主效应之差小于0.001,表明自振周期基本由刚度比的主效应决定。     

高强钢组合K形偏心支撑框架抗震性能对比分析

为研究不同强度组合的高强钢组合K形偏心支撑框架结构的抗震性能,设计了一组不同强度(Q345、Q460、Q690钢材)组合的5层K形偏心支撑框架结构算例Q345-5、Q460-5和算例Q690-5,选取10条地震动记录对其进行动力时程分析,得到各算例在不同水准地震作用下的耗能梁段转角和层间位移角。研究表明：8度罕遇地震作用下,高强钢组合K形偏心支撑框架的层间位移角比传统K形偏心支撑钢框架大,各算例耗能梁段全部进入塑性变形阶段;塑性层间位移角到达规范限值时,算例Q460-5框架梁开始进入塑性变形阶段,算例Q690-5框架柱、框架梁和支撑均处于弹性变形阶段,还可以承受更大的地震作用;达到定义的极限状态时,与传统偏心支撑钢框架相比,算例Q460-5能够承受的地震作用和耗能梁段转角更小;算例Q690-5承受的地震作用和耗能梁段转角更大。