内嵌式摇摆墙刚度对框架结构抗震性能的影响

研究了内嵌式摇摆墙刚度对框架摇摆墙抗震性能的影响,建立了一个6层钢筋混凝土框架结构模型,应用有限元软件SAP2000对附加不同刚度的内嵌式框架摇摆墙结构进行了静力非线性分析,分析结果表明,摇摆墙刚度的不同对框架结构的损伤机制,变形模式有着一定的影响。     

内嵌式框架-摇摆墙结构振动台试验研究分析

本文通过对一个内嵌式框架-摇摆墙模型进行模拟地震振动台试验,对结构的动力特性、阻尼比、位移反应和加速度反应进行测试,研究模型结构的破坏机制和抗震性能。研究表明:模型结构具有良好的整体破坏机制,与纯框架结构相比,内嵌式框架-摇摆墙结构的刚度明显加大,所承受的地震作用变大,结构延性和耗能能力显著提高。模型试验的结果对框架-摇摆墙结构的研究具有重要的参考意义。     

混凝土框架摇摆墙结构体系的抗震性能分析

为研究框架摇摆墙结构体系的抗震性能,以1个6层混凝土框架结构模型为例,利用通用有限元软件SAP2000建立了该结构的简化模型,并通过弹塑性动力时程分析,得到了附加摇摆墙前后结构的地震响应。分析结果表明:附加摇摆墙后,结构以摆动振型振动,各层的层间位移角趋于一致,结构层间变形的集中得到有效控制,从而使结构形成整体屈服破坏机制,防止局部层屈服破坏机制的产生,充分发挥整个结构的耗能能力;附加摇摆墙后,结构周期略有减小,不会显著增加结构基底剪力,即使仅附加高度为结构总高度一半的摇摆墙,也能有效控制结构底层的变形集中;该框架摇摆墙结构体系具有良好的抗震性能。     

山地掉层框架-摇摆墙结构抗震性能研究

竖向刚度不均匀是山地掉层框架结构的突出特点,其在地震作用下的动力反应特性与普通框架结构存在较大的差异,山地掉层框架结构在地震中易在上接地层出现层屈服破坏机制。为改善该类结构的抗震性能,在山地掉层框架结构外部附加底部铰接、具有一定转动能力的摇摆墙,形成山地掉层框架-摇摆墙结构体系。对3个总层数为七层的掉不同层不同跨的山地掉层框架摇摆墙结构进行动力弹塑性分析结果表明,附加摇摆墙的山地掉层框架结构的基本周期较原结构的相差不大。摇摆墙设置在不同位置的山地掉层框架摇摆墙结构动力反应特性不同。摇摆墙的加入能够均匀结构各层层间变形,有效改善山地掉层框架结构的抗震性能,可避免原薄弱层上接地层的破坏集中现象,实现了整体耗能机制。     

框架-摇摆墙结构体系中连接节点试验研究

框架-摇摆墙结构是一种新型的抗震结构体系，摇摆墙与框架相连的节点构造是实现该结构体系的关键技术之一。为了推广框架-摇摆墙结构的工程应用，针对框架-摇摆墙结构的特殊性能要求设计了连接节点，并进行了试验研究。试验采用带隔震支座的钢框架模拟具有大变形能力的框架，设计制作了2片钢筋混凝土摇摆墙，利用该连接节点将框架和摇摆墙连接起来，形成框架-摇摆墙结构。通过不同加载模式的拟静力试验，验证了连接节点实现摇摆墙转动能力的可行性，并采用变形集中系数DCF评价了采用该连接节点摇摆墙对框架-摇摆墙结构的控制效果。试验结果表明：该连接节点可使摇摆墙在面内和面外均具备0.04 rad的转动能力；摇摆墙可使结构层间位移角趋于一致，对避免结构层间变形集中有良好的控制作用。     

摇摆墙体外加固中小学校框架结构抗震性能分析

采用外加摇摆墙的体外加固方法加固一个不满足抗震要求的四层中小学框架结构,通过对不同加固方案的加固结构进行弹性和弹塑性地震反应分析,研究地震作用下不同加固方案对结构的抗震性能影响,分析结果表明,外加摇摆墙可使原结构各楼层的位移角趋于均匀化,增设摇摆墙之后结构的塑性铰状态相对减缓。     

框架摇摆墙抗震性能研究综述

介绍了框架摇摆墙结构的定义和类型,总结了目前关于框架摇摆墙结构体系的研究方法,阐述了其在地震发生时的损伤机制、抗震性能及连接形式,并结合工程应用情况,提出了框架摇摆墙结构今后的研究方向。     

框架-摇摆墙结构简化计算方法研究

框架摇摆墙结构依据框架与摇摆墙连接构件的连接属性可以将其分为框架摇摆墙刚接体系和框架摇摆墙铰接体系。为了进一步提高框架摇摆墙结构的工程实用性,本文依据连续化假设及协同工作原理提出了框架摇摆墙铰接体系和框架摇摆墙刚接体系的内力和位移的简化计算方法,以利于框架摇摆墙结构在初步设计阶段的设计分析,并比较了在摇摆墙截面不同情况下结构的内力分布和位移分布。结果表明,框架摇摆墙铰接体系的顶点位移不随摇摆墙刚度的改变而改变,摇摆墙的作用只是平均各层的层间变形,而刚接体系的顶点位移与摇摆墙的刚度有关,刚接连梁的存在可以增加结构的刚度。     

摇摆墙在框架结构抗震加固中的应用

介绍一种摇摆墙体系及其在框架结构抗震加固中的应用。摇摆墙是采用特殊构造、底部具有一定转动能力和较大抗侧刚度的结构墙体,它能够有效控制结构在地震作用下的侧向变形模式,且能够以多种方式与消能减震装置结合,提高结构的耗能能力,进而提升结构整体的抗震能力。通过集中质量层模型的动力弹塑性分析研究了摇摆墙的刚度需求,介绍国际上首个采用摇摆墙体系抗震加固的11层钢骨混凝土框架结构实例,并对加固前后的结构抗震性能进行对比分析。结果表明,摇摆墙体系能够有效降低结构在不同地震动输入下的平均地震响应,且可显著减小结构地震响应的离散性,使结构的损伤模式和抗震性能更加易于控制。     

装配式摇摆墙-框架结构抗震性能试验研究

为避免罕遇地震作用下传统混凝土摇摆墙的开裂损伤且充分利用装配式结构的便捷性,设计了采用双层钢板混凝土墙的摇摆墙结构体系,在浇筑混凝土时双层钢板可充当摇摆墙构件的外模板。跨越结构上、下层的摇摆墙之间采用高强螺栓连接,摇摆墙在工厂预制后运到施工现场进行安装。选用金属阻尼器作为耗能连接件连接摇摆墙与主体框架结构,同时传递层剪力并耗散地震能量。为研究该装配式摇摆墙-框架结构的抗震性能,设计并制作了一个纯框架和两个摇摆墙-框架,其中两个摇摆墙-框架的区别在于金属阻尼器的安装位置不同。通过拟静力试验分析了其破坏模式及抗震性能。试验结果表明：预制装配式摇摆墙与主体框架结构协同工作性能良好,金属阻尼器耗能效果得到充分利用,结构承载力、耗能能力大幅增加;在水平位移较大时摇摆墙竖向发生刚体位移,对整体结构的抗震性能产生一定影响,后续将采用附加预应力的形式减轻摇摆墙竖向抬升的影响。     

少墙框架在抗震鉴定加固设计中应用

少墙框架结构体系的主体是框架结构,通过增加一定数量的剪力墙,对框架结构的的性能进行相应调节和改善。在抗震加固工程中由于框架结构的位移无法满足规范要求,故设置少量剪力墙,使原来的框架结构变为少墙框架结构。在抗震加固设计中,由于建筑使用功能要求,当增加一定数量的剪力墙是为了控制框架结构弹性位移时,这一特殊的框架结构还是一种行之有效的方案。文中通过一个具体的抗震加固实例,阐述了抗震鉴定的两级鉴定流程,以及少墙框架在抗震加固设计中的具体应用。     

单向壁式框架对剪力墙结构体系抗震性能影响的研究

在框架-剪力墙结构内力变形分析方法的基础上,推导了壁式框架-剪力墙结构的刚度特征值计算公式,理论分析了剪力墙结构变形特征随壁式框架比例和房屋高度的变化规律,并采用弹性反应谱法进行了计算验证。采用静力弹塑性分析法,以层位移和层间位移角分布,以及结构塑性铰发展过程为指标,研究了壁式框架比例和房屋高度对结构抗震性能的影响。研究结果表明,壁式框架对剪力墙结构体系抗震性能带来不利影响,应根据其底部承担的倾覆力矩比例分别执行局部构件加强、控制结构高度等的设计规定。     

高层框架剪力墙结构抗震性能分析

为了探讨剪力墙分布形式与布置数量对于框架剪力墙抗震性能的影响,拟采用ANSYS有限元软件对某24层高层框架剪力墙结构进行数值模拟分析。设置2种沿不同方向的地震波,作用于3种不同的剪力墙分布形式的结构上,并对其结构频率及层间位移进行对比分析。结果表明,随地震波的作用方向不同,相同的剪力墙布置形式对结构的抗震性能存在一定的影响;在同一地震波作用下,采取合理的剪力墙布置形式并适当增多剪力墙数量可以提高高层框架剪力墙结构的抗震性能。     

外挂PC复合墙板的分层装配支撑钢框架足尺振动台试验研究

为真实反映地震作用下墙板与分层装配支撑钢框架的动力协同工作性能,设计了三层足尺分层装配支撑钢框架通过柔性减震连接件外挂PC复合墙板结构模型,通过振动台试验考察其动力损伤演化机制和变形特征。研究结果表明：外挂PC复合墙板的分层装配支撑钢框架结构可以满足我国规范对于抗震安全性的要求,并且表现出损伤控制和低残余位移特性。多遇地震作用下结构和墙板完好无损;设防地震作用下结构无损,墙板微损;罕遇地震作用下结构损伤集中于柔性支撑,梁柱框架无损,墙板及连接无显著破坏;超大地震作用下梁翼缘局部进入塑性,墙板节点和墙板边缘及预埋件处有显著破坏但主体结构完好。采用柔性减震连接件外挂的PC复合墙板不会影响分层装配支撑钢框架的变形恢复能力,其相对于主体结构具有良好的变形适应性,提高了分层装配支撑钢框架的层间变形均匀性,在支撑松弛的情况下可以显著提高结构刚度,从而降低层间位移响应和扭转响应,并削弱了柔性支撑在动力作用下突然张紧产生的冲击效应。总体上,外挂PC复合墙板的分层装配支撑钢框架结构具有优良的抗震性能和震后可恢复性。     

框架砌体填充墙结构的概念设计

在总结框架砌体填充墙结构的震情调查和震害分析的基础上,针对砌体填充墙在实际工程中的刚度效应,作出了对抗震有利和不利的分析,提出了结构概念设计的方法,具有良好的技术经济效果。     

转换梁截面尺寸改变对框支剪力墙结构抗震性能的影响

为了更好地分析转换梁截面尺寸的改变对框支剪力墙结构抗震性能的影响,利用结构分析软件PKPM建立了不同尺寸的转换梁,通过振型分解反应谱法研究了框支剪力墙结构的动力特性与抗震性能。结果表明:对于带梁式转换层的框支剪力墙结构,在满足建筑结构抗震要求的前提下,应尽量减小转换梁的截面尺寸。     

Experimental study on seismic performance of concrete‐filled steel tabular frame‐shear wall structure with buckling‐resistant braces

Three specimens of concrete‐filled steel tubular (CFST) frame‐shear wall structures with a scaling ratio of 1:4 were designed and tested in the present study. Two of them were installed with triple‐steel tube buckling‐resistant braces (BRBs). The seismic performances of the specimens were evaluated by testing them under lateral cyclic loading with constant axially compressive load being applied on the tops of the columns and the shear wall. The structural performances, such as failure characteristics, hysteretic behaviour, skeleton curve, strength degradation, stiffness degradation, energy dissipation capacity and strains at different locations of the three specimens, were measured and analysed in detail. The results showed that the load‐bearing capacity, the deformation capacity and the energy dissipation of the CFST frame‐shear wall structure were significantly improved due to the dissipation capacity of the BRBs, with the strength and stiffness degradation being obviously reduced. The results also showed that the CFST frame‐shear wall structure with BRBs has preferable mechanical behaviour and more reasonable failure mode. It was verified that the BRB can be used to improve the seismic performance of the CFST frame‐shear wall structure. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

钢筋混凝土异形柱框架结构层间位移角限值研究

对钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能的研究尚未形成一致的结论。通过对现有研究成果的比较可以发现,这类结构的变形能力介于钢筋混凝土矩形柱结构和剪力墙结构之间,其弹性层间位移角限值应以控制填充墙的墙面裂缝贯通为判断标准,弹塑性层间位移角的取值应当既有一定的保证率,又要符合工程实际,建议取1/75比较合适。     

钢框架-混凝土筒体混合结构抗震性能振动台试验研究

钢框架钢筋混凝土筒体结构在高烈度区的抗震性能和地震剪力在钢框架和混凝土筒体之间的分配比例是这种体系抗震性能研究的重点。模型的振动台试验表明,该结构体系的破坏集中于混凝土筒体,钢框架没有出现明显的破坏现象,结构整体的延性较好;而混凝土筒体结构承担了绝大部分的地震剪力。建议在混凝土筒体内预埋尺寸较小的构造用钢柱、钢梁,以改善筒体延性。