底层框架部分承担地震倾覆力矩计算方法

采用现行规范规定的公式计算底层框架部分承担的地震倾覆力矩时存在一定的局限性。讨论了规范公式的限制条件,指出当框架与剪力墙之间的相互作用不仅仅是传递水平剪力时,规范公式将低估框架承担的倾覆力矩。根据力学和结构知识,提出了由基底反力的合力矩来求解倾覆力矩的计算方法,探讨了基底取矩点位置的选取,给出易于操作的计算公式。最后使用ETABS 2013分析算例,验证规范公式限制条件的影响,同时说明推荐方法的合理性。     

关于框架-抗震墙结构中框架部分地震倾覆力矩计算问题的讨论

业内对框架-抗震墙结构中框架部分地震倾覆力矩是按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)给定的公式计算还是按力学方法计算存在一些不同看法,鉴于此,对框架-剪力墙结构中需要控制框架部分地震倾覆力矩的来龙去脉进行解剖,并对上述两种计算方法进行了详细讨论,最后对框架-剪力墙中框架部分地震倾覆力矩的计算方法给出建议,即应按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)给定的公式计算。     

框架-剪力墙结构双重抗侧力体系设计方法研究进展及展望

近年来,框架-剪力墙结构作为一种双重抗侧力体系,得到了越来越广泛的应用.基于国内对框架-剪力墙结构双重抗侧力体系的研究,总结了框架-剪力墙结构在框架倾覆力矩的计算、框架二道防线剪力调整及大震弹塑性性能等方面的成果,指出:"改进轴力法"及"统一解方法"可以较为准确地计算底部框架承担的倾覆力矩;刚度特征值是影响框架层剪力分...     

框架倾覆力矩统一解法对工程实践的指导意义

将框架倾覆力矩统一解法应用于高层建筑结构体系的判断、0.2V_0调整等相关抗震设计的概念中,指出结构抗侧力体系应分水平两主轴方向分别判断、分别设计,且现行规范中0.2V_0调整是考虑不足的。对框架倾覆力矩统一解法在不同建筑结构体系中应用的可行性分别予以论证和分析,特别是对框架-剪力墙结构、剪力墙结构及框支剪力墙结构的体系判断和结构设计,相对于抗规法、力学法,框架倾覆力矩统一解法有优势。将框架倾覆力矩统一解法拓展到带斜撑框架的倾覆力矩计算中,使得带伸臂的框架-核心筒结构体系或带巨型斜撑的框架-核心筒结构体系的框架倾覆力矩可以得到准确的计算。     

框架倾覆力矩统一解法在典型结构上的应用

基于框架倾覆力矩的统一解法,结合工程实践给出3种框剪梁的定义,分别对典型框架-剪力墙结构和框筒结构进行框剪梁可视化识别,并按统一解法计算其框架倾覆力矩占比,与抗规法及目前常用的轴力法进行对比分析。结果表明:统一解法是合理可行的框架倾覆力矩计算方法;只计入剪力墙与框架柱(或斜撑)的框剪梁定义2会显著低估框架倾覆力矩,定义1与定义2结果差异不大,建议采用定义1。同时对框支剪力墙结构框支框架的倾覆力矩进行了举例计算和分析,也验证了统一解法的合理可行。     

框架承担倾覆力矩的合理计算方法

为理清框架倾覆力矩的相关概念区别,并给出各自合理计算方法,对计算框架、支撑、框架+支撑、局部框架或者局部框架+支撑倾覆力矩的统一解法进行总结,给出相应的力学法。指出框架倾覆力矩和框架承担倾覆力矩之间的显著区别,给出两者的异同以及建筑结构中框架承担倾覆力矩的计算原则,并进一步给出合理计算框架承担倾覆力矩的方法,即修正的统一解法。修正的统一解法适用于一般建筑结构和带竖向构件转换的结构,也适用于带伸臂框架-核心筒结构。最后对典型结构算例的框架承担倾覆力矩进行计算分析,结果合理可行。     

框架倾覆力矩统一解法的理论研究

分析了框架倾覆力矩不同计算方法各自的缺陷,经研究推导提出了框架倾覆力矩计算的合理方法,记为统一解方法。该方法推广了抗规法的适用条件,回答了采用力学法计算时的合理取矩点问题。通过普通框架结构、带侧向弹性支座的框架结构以及具有一般意义上的建筑结构中部分框架结构的研究,给出了在结构各楼层处作用有规定地震水平力下,框架倾覆力矩统一解算法的具体表达:柱剪法和梁剪法。统一解法的提出对建筑结构体系的判断、框架-剪力墙结构二道防线的抗震设计等方面具有重大意义。     

部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究

分析了现行计算部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩比不同算法所存在的问题及不足.通过引入倾覆力矩比计算系数量化了PKPM,ETABS软件应用抗规法的计算结果.计算结果表明,框支层的倾覆力矩比计算系数随结构楼层总数的增加逐渐减小,随框支层所在位置的增加逐渐增大,PKPM,ETABS软件计算得到的框支框架部分承担的倾覆力矩比偏小;通过对YJK软件提供的计算结果反推了其算法的实质,指出其将框支层上部楼层的规定水平力均作用于框支层,将框支层以下楼层视为框架-剪力墙结构计算框支框架部分承担的倾覆力矩比;在此基础上,结合其他学者的研究成果,提出了抗规法框支框架部分部分承担的倾覆力矩应为框支层框支框架部分及以上隔离体所分配到的层水平外力对框支层框支框架部分的力矩之和;除此以外,还给出了力偶法在部分框支-剪力墙结构的合理应用.     

框架部分承担倾覆力矩的力偶算法

本文针对框架部分承担倾覆力矩的不同计算方法进行了分析研究,指出了抗规法的物理意义是水平荷载传给割离出的框架底部和带框架梁剪力墙底部的外力矩,不是框架部分和剪力墙部分承担的倾覆力矩;对于轴力法,指出了该法中求矩点位置的确定缺乏理论依据及清晰的物理概念,不同的求矩点位置给出不同的计算结果;本文分析了结构底部抵抗力矩由三部分力偶组成,并根据力偶与求矩点位置无关的特性,提出了力偶法;如将剪力墙剩余合力的作用点作为求矩点,对轴力法可给出与力偶法一致的计算结果。     

底层框支框架部分承担的地震倾覆力矩计算方法分析

计算框支框架部分承担地震倾覆力矩Mc时,常用设计程序沿用框架-抗震墙结构求解公式得到的结果明显偏小。以框架-抗震墙结构作为算例,推导出采用底层框架柱的底部弯矩和轴力反算Mc的计算公式。计算表明,对框架-抗震墙结构,由本文公式得到的结果与规范结果相同;对于部分框支抗震墙结构,本文公式计算结果更合理,为量化框支框架部分倾覆力矩分担比提供依据。     

框架-剪力墙结构框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究

针对框架-剪力墙结构框架部分承担倾覆力矩的不同计算方法进行了分析研究,指出了抗规法的实质是底层框架及以上隔离体所分配到的层水平外力对底层框架的力矩之和;指出了轴力法求矩点位置的确定具有不同的算法,不同的求矩点位置给出不同的计算结果.其中PKPM等软件给出的轴力法求矩点实质为受拉构件合力点与受压构件合力点的中点;为解决轴力法的不足,在轴力法的基础上提出了结构底部抵抗倾覆力矩的三对力偶形式,改进了现有轴力法.根据算例,抗规法计算结果均远小于轴力法、力偶法.轴力法与力偶法的差别在于不平衡力矩部分求矩点不一致;当不平衡力矩为零时,如轴对称结构,两种方法计算结果一致;在一般情形下,两种方法的计算结果存在一定的差异.     

关于挡土墙抗倾覆稳定分析的讨论

对挡土墙抗倾覆稳定传统分析方法存在的主要问题进行讨论,指出其存在各种问题的主要原因是理论分析的假定前提不合理。假定挡土墙在倾覆临界状态时受到的竖向荷载与实际受力状态一致,定义倾覆稳定系数为墙土体系所能提供的最大抗倾覆力矩与墙体实际受到的倾覆力矩之比,据此通过力学分析,导出挡土墙倾覆稳定系数K0计算公式,由新公式可知:K0随地基极限承载力的增大而增大,随垂直荷载的增大而变小,与偏心距成反比。抗倾覆稳定性与基底的应力状态是密切相关的,通过对各相关规范的地基承载力验算要求与抗倾覆稳定安全系数的对比研究表明,只要挡土墙地基承载力满足规范要求,抗倾覆稳定一定满足,不必再进行抗倾覆验算。     

抗倾覆稳定性

抗倾覆稳定性是指工程机械(如起重机等)在自重和外载荷作用下抵抗倾覆的能力. 机抗倾覆稳定性的校核方法 保证起重机具有足够的抗倾覆稳定性,是起重机设计中最基本的要求之一.国内外对起重机抗倾覆稳定性的校核主要有3种方法:力矩法、稳定系数法和按临界倾覆载荷标定额定起重量. 1)抗倾覆计算的力矩法 这是我国《起重机设计规范》所采用的方法,欧洲各国和日本等也广泛使用.     

不同框架倾覆力矩比例的框架-剪力墙结构抗震性能分析

我国现行规范中对于框架、框架-剪力墙和剪力墙三种结构体系按不同框架倾覆力矩比例进行设计划分,但划分依据不明确。根据结构设计规范设计了8个不同框架倾覆力矩比例的框架-剪力墙结构模型,基于纤维模型使用PERFORM 3D程序对算例模型进行大震下的弹塑性时程分析,从多方面研究框架倾覆力矩比例对于结构整体抗震性能的影响。结果表明:框架倾覆力矩比例在15%～60%之间的框架-剪力墙结构的抗震性能并没有明显差异;而当框架倾覆力矩比例大于80%时,剪力墙无法成为框架-剪力墙结构的第一道抗震防线。     

挡土墙倾覆稳定验算之辨正

一、挡土墙倾覆稳定验算概况 挡土墙设计必须满足抗倾覆稳定要求。现行倾覆稳定验算方法是:假定墙在主动土压力作用下绕墙趾外倾,求出各力对墙趾的抗倾覆力矩及倾覆力矩,定义前者与后者之比为抗倾覆安全系数,要求其不小于1.5, 抑或达2.0以上。 我国原工民建地基基础设计规范规定,对图1所示的挡土墙,需满足下列抗倾覆条件:     

挡土墙倾覆稳定验算之辨正

<正>一、挡土墙倾覆稳定验算概况 挡土墙设计必须满足抗倾覆稳定要求。现行倾覆稳定验算方法是:假定墙在主动土压力作用下绕墙趾外倾,求出各力对墙趾的抗倾覆力矩及倾覆力矩,定义前者与后者之比为抗倾覆安全系数,要求其不小于1.5, 抑或达2.0以上。 我国原工民建地基基础设计规范规定,对图1所示的挡土墙,需满足下列抗倾覆条件:     

高层框筒结构框架部分剪力比研究

研究了框架-核心筒结构中框架部分对结构的抗侧贡献,指出框架部分剪力比实际上就是框架部分的层侧向刚度与该层层侧向刚度的比值,是与外荷载无关的参数。通过对一些高层和超高层框筒结构案例在地震作用下层剪力比和层倾覆力矩比的分析,指出了框筒结构抗侧性能的特点和规律。结果表明,框架部分和核心筒剪力墙共同起着抗剪和抗弯作用,当框筒结构中某些楼层框架部分剪力比很小时,核心筒剪力墙将承担绝大部分的楼层剪力,但承担的倾覆力矩增大不多,只要采取适当的加强措施就能保证结构在抗震时的安全性。     

超高层巨型管柱桁架加工制作技术

巨型管柱桁架主要是伸臂桁架、腰桁架,在外框柱与核心筒之间设置伸臂桁架可减小结构侧移,通过提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力,增加框架承担的倾覆力矩,同时减小了内核心筒的倾覆力矩。对于框架核心筒结构,设置伸臂桁架后侧移减小显著;而对于筒中筒结构而言,侧移减小的效果不明显。在结构周围设置腰桁架可使各框架柱承受的轴力均匀变化,因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的。超高层建筑结构可以根据具体情况,同时设置伸臂桁架和腰桁架。     

某部分框支剪力墙结构设计

针对某高位转换超B级高度部分框支剪力墙结构的特点,对转换层刚度比、转换结构性能目标、框支柱剪力分担比例、框架倾覆力矩、转换框架的有限元进行了讨论和分析。建议按框支柱承担竖向荷载比例调整剪力分担比例、按框架和剪力墙承担的底部弯矩比例来复核底部倾覆力矩是否满足规范要求,可供类似项目参考。     

RT模式下挡土墙主动土压力的确定

墙背土压力的分布情况与挡土墙变位模式、墙体位移大小密切相关。考虑位移影响的土压力分析方法是在已知墙体位移大小的情况下,才能计算墙背土压力的分布。针对RT(绕墙顶转动)模式下的挡土墙,从满足挡土墙倾覆稳定性和基底不受拉力的角度考虑,利用改进的水平层析法,建立倾覆力矩和抗倾覆力矩的平衡方程,得到了墙底位移未知情况下确定挡土墙主动土压力的一种方法。分析结果表明:墙宽有一个合理的取值区间,在区间内墙宽的土压力大致在库伦土压力和静止土压力之间;随着墙宽的增大,墙背土压力增大,倾覆力矩和抗倾覆力矩随之增大,墙底位移随着墙宽的增大而减小;墙背越光滑,则倾覆力矩越大,满足倾覆稳定所需的墙宽就越大。