粘滞阻尼墙在框架剪力墙结构中的应用与设计

某医疗建筑病房楼采用的结构体系为附加粘滞阻尼墙的混凝土框架–剪力墙结构.采用动力弹塑性时程分析法能够准确模拟附加粘滞阻尼墙元件的混凝土框架–剪力墙结构的动力响应.基于粘滞阻尼墙的非线性特性,在多遇地震作用下,以考虑附加阻尼比的反应谱法进行结构设计,在罕遇地震作用下采用弹塑性时程分析的方法评估结构的抗震性能.结果表明,采用粘滞阻尼墙,主体结构地震反应降低,抗震性能显著提高.     

连捷国际中心结构设计

连捷国际中心为超B级高度超限高层办公综合楼,地上36层,地下2层,建筑总高度149.9m。主楼结构采用角部带剪力墙的现浇框架-剪力墙结构体系。23层以下主楼范围内框架柱采用型钢混凝土柱,24层至屋顶采用钢筋混凝土柱。采且SATWE、PMSAP程序对结构进行了多遇地震下的反应谱设计和动力弹性时程分析,中震作用下竖向构件抗剪弹性、抗弯不屈服,并进行了罕遇地震作用下的静力弹塑性分析,结果表明结构抗震性能良好,体系安全可行。     

内蒙古美术馆结构抗震设计

内蒙古美术馆是一栋有多个不规则项、使用功能要求高的复杂超限高层建筑。采用PMSAP和MIDAS Gen软件进行结构在多遇地震作用下的反应谱整体分析,并采用弹性时程分析法对其进行补充;针对穿层柱,分别建立含夹层的模型和不含夹层的模型来考察夹层对穿层柱地震剪力的影响;对结构主要构件进行了中震、大震等效弹性分析,同时对连梁、框架柱、核心筒剪力墙进行了罕遇地震下动力弹塑性时程分析,并在复杂连接区域采取在框架柱、核心筒内增设钢骨、提高核心筒底部加强区配筋率等措施来提高构件延性。结果表明,本工程结构具有足够的抗震能力和抗倒塌能力,能够满足抗震设防要求。     

设计性能目标下RC框架结构抗倒塌能力研究

针对小震丙类、小震乙类、中震不屈服和中震弹性4个性能目标,采用增量动力时程分析方法（IDA）对钢筋混凝土框架结构的抗倒塌能力进行了分析。以小震丙类建筑为基准,研究结果表明：抗震措施和地震作用是影响结构抗震性能的重要因素;严格按照抗震规范设计的框架结构,具有较高的安全储备,基本上能够达到“大震不倒”的性能目标;6度设防时,按乙类建筑提高抗震措施或按中震性能目标提高设计地震作用,对结构的抗倒塌能力影响不大;7度设防时,按中震性能目标设计能显著提高结构的抗倒塌能力;8度设防时,提高抗震措施等级和提高设计地震作用都能够大幅提高结构的抗倒塌能力,尤其按中震设计的钢筋混凝土框架结构能够抵御加速度峰值1000gal以上的地震作用。     

某大高宽比剪力墙结构超高层建筑抗震性能分析

针对某大高宽比剪力墙结构超高层建筑,进行小震弹性CQC法计算和弹性时程分析、中震弹性计算、中震不屈服计算、大震弹塑性动力时程分析,阐述了各水准地震作用下结构的受力特点和关键问题,并采取相应的加强措施。结果表明,对大高宽比剪力墙结构超高层建筑采取相应的计算方法和加强措施后,结构可满足抗震性能目标。     

珠江新城J2-5地块框架-核心筒超高层结构的罕遇地震弹塑性时程分析

针对具有带加强层、核心筒采用矩形钢管混凝土端柱+钢骨暗支撑+混凝土剪力墙、连梁内埋设钢骨、外框采用圆钢管混凝土柱等特性的广州珠江新城J2-5地块框架-核心筒超高层结构,运用ABAQUS+Bepta程序,将梁、柱和剪力墙的弹塑性在材料的应力-应变层次上精确模拟,采用显式积分的方法,对该结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,以研究该类结构体系的抗震性能.结果表明,基于塑性区模型的弹塑性时程分析是保证结构大震不倒的比较有效和可靠的方法,计算的实例工程采用的框架核心筒形式具有较高的抗震承载力和延性.     

钢管混凝土剪力墙-板结构振动台试验研究

为研究钢管混凝土剪力墙-板结构体系的抗震性能,对一个比例为1∶8的结构缩尺模型进行模拟地震振动台试验,得到试验模型在4个不同强度水平地震作用下的损伤和位移等宏观地震反应。试验结果表明:结构在多遇地震作用下表现出较大的抗震刚度,在罕遇、极罕遇地震作用下弹塑性发展充分,表现出良好的抗震延性,满足"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设防标准;钢管混凝土剪力墙构件在试验过程中未发现损坏,是结构良好延性的保证;板-墙连接节点是结构抗震的薄弱部位。在试验基础上,分别建立新型板-墙结构和传统板-墙结构两个分析模型,进行数值模拟分析对比。结果显示新型板-墙结构在地震作用下刚度退化更慢,极限承载力更高,延性发展充分,具有更好的抗震性能。     

剪力墙连梁刚度折减系数确定方法研究

采用非线性有限元法建立了连梁精细弹塑性模型,通过滞回性能分析与能量等效方法得到用于连梁弹塑性分析的弯矩-转角骨架曲线。对剪力墙结构分别进行小震和中震作用下的弹塑性时程分析,研究连梁刚度退化与结构耗能情况。根据连梁的弹塑性响应,确定连梁的等效刚度折减系数。考察剪力墙结构在地震作用下的能量耗散情况以及连梁与墙肢塑性的发展特点,将结构的塑性耗能转化为附加阻尼能。采用前述所得连梁刚度折减系数与等效阻尼比对剪力墙结构进行反应谱法计算,并与弹塑性时程法进行对比,验证了本文方法的合理性。     

徐汇滨江某200 m高层结构抗震设计

对抗震超限塔楼采用两种不同软件进行对比分析及复核。补充小震弹性时程分析,寻找结构薄弱部位,保证计算的准确性。对塔楼进行中震、大震等效线性化分析,复核核心筒墙肢受拉情况及抗弯、抗剪承载力。对楼板缺失及连接薄弱部位进行楼板应力分析。对底部外围跃层框架叠合柱进行承载力和屈曲分析,复核相关构件计算长度系数。补充塔楼大震动力弹塑性分析,确保其在大震下结构不倒塌,同时验证结构的关键构件在预估的罕遇地震作用下不屈服,并具有较好的延性。     

广州珠江新城东塔罕遇地震作用弹塑性分析

广州珠江新城东塔为高530 m的复杂超高层建筑,设计采用了劲性钢筋混凝土核心筒+外围巨型框架+钢伸臂桁架的结构抗侧力体系。运用ABAQUS与BEPTA程序,考虑结构几何非线性,采用显式积分的方法,对该结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,以检验结构在罕遇地震作用下的抗震性能。研究结果表明：通过在顶部收进较大的核心筒剪力墙内埋设钢板加强,错洞墙剪力墙内埋设钢骨桁架加强,与剪力墙连接的环桁架在剪力墙内贯通后,在罕遇地震作用下结构的层间位移角满足规范要求;首层剪力墙和巨型柱均具有较高的受拉承载力;各主承重构件均未出现明显损坏,结构抗震性能较好。     

斜钢管混凝土柱框架-核心筒-伸臂桁架结构抗震性能研究

为明确钢管混凝土(CFT)柱框架-核心筒-伸臂桁架混合结构的抗震性能,结合典型工程“青岛海天中心”,采用MARC有限元软件对该结构体系进行抗震性能分析。分别进行了多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析。结果表明：设置斜CFT框架柱可有效控制结构顶点位移,罕遇地震作用下,最大顶点位移较直CFT框架柱结构的降低约76.6%;斜CFT柱使地震剪力由核心筒向框架转移,转移后的地震剪力更接近双重抗侧力体系的设计要求,即在多遇地震作用下框架部分至少承担结构总底部剪力的20%;同时,结构倾覆力矩的变化与剪力相反。设置斜CFT框架柱的结构可充分利用材料性能,在发挥相同抗侧力作用情况下能取得较好的经济效益。在此基础上,对结构进行基于增量动力分析(IDA)的地震倒塌易损性分析,确定了结构塑性发展路径为连梁、核心筒底部、框架柱底端、伸臂桁架。易损性分析结果表明,CFT框架柱斜置未对结构抗震倒塌安全储备产生不利影响,依然表现出优异的抗地震倒塌能力;结构变截面楼层部分的连梁和周围墙底塑性损伤最为严重,在设计中应对其进行加强。     

太原某超限高层办公楼结构设计

太原某办公楼结构高度149.4m,抗侧力体系为钢筋混凝土框架-核心筒结构。本工程存在扭转不规则,具体介绍了结构方案优化,包括剪力墙布置、双连梁、墙缩进、剪力墙开洞、次梁布置。对该项目进行了抗震性能化设计,根据构件的重要性给出了不同的性能目标,采用有限元法对结构的多遇地震、设防地震弹性响应进行了分析,建立了弹塑性计算模型并进行了罕遇地震动力弹塑性时程分析。针对结构不规则,采取了相应的设计措施。分析结果表明,本工程能满足规范的各项抗震设防要求,结构具有可靠的抗震承载能力。     

带底部薄弱层住宅结构抗震设计

结合工程实例,在7度地震区底层高度为6.6m的8层板式住宅的底层及房屋两端适当布置抗震墙,形成竖向非连续框架-抗震墙结构体系.对该结构体系进行了多遇地震作用下的抗震性能计算评估和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析.计算分析结果表明,采用该框-墙结构体系有效提高了结构底层的侧向刚度和房屋的整体抗扭刚度,消除了结构底部薄弱层,改善了结构的抗震性能,可满足规范规定的三水准抗震设防要求.     

河海大学新校区图书馆SRC斜柱-BRB组合转换结构抗震设计

河海大学新校区图书馆外立面下部为一圈波浪形转换斜柱，上部为普通框架，整体结构下刚上柔，属于规则性超限高层建筑。采用RC框-剪结构时，小震、中震弹性计算所得结构各项指标均可满足规范要求，但大震弹塑性时程分析结果显示，楼板和剪力墙均出现了重度损伤。通过研究抗侧力构件各楼层剪力变化，发现刚度突变导致上部楼层水平地震作用放大，剪力墙地震作用通过楼板向转换斜柱转移，是导致结构重度损伤的主要原因。通过对比分析，最终采用外立面为SRC斜柱-BRB组合转换结构，内部为RC框架-BRB支撑结构的混合结构方案，所选结构与RC框-剪结构相比，中震弹性分析时，薄弱部位的楼板剪力减小约25%,大震弹塑性时程分析时，由于BRB屈服耗能，薄弱部位楼板剪力减小约66%,整体结构仅发生轻度损伤。按超限高层建筑性能设计的要求，对结构进行各地震作用水准下的受力分析，结果表明，该结构抗震性能良好。     

框架结构抗地震倒塌能力的研究——汶川地震极震区几个框架结构震害案例分析

介绍了汶川地震中极震区几组相同场地条件下倒塌与未倒塌框架结构的震害案例,并分别采用弹塑性时程分析方法、推覆分析方法和基于IDA的结构倒塌储备系数分析方法,对其中2个典型框架结构的抗地震倒塌能力进行了分析研究。在此基础上,结合国外关于结构抗地震倒塌计算方法及其相关研究,分析了影响结构抗倒塌能力的主要影响因素和评价指标。研究结果表明,保证结构的整体承载力储备和变形能力,增加结构的冗余度和整体性,采取有效措施使结构形成合理的屈服机制,充分利用填充墙使框架结构形成双重抗震防线,可显著提高框架结构的抗倒塌能力。最后提出了结构抗地震倒塌需进一步研究的问题。     

某超高层建筑结构在罕遇地震作用下的抗震性能评估

高层建筑的弹塑性抗震分析方法主要有反应谱法、静力弹塑性分析法和时程分析法,时程分析法比前两者有更强的适用性。文章以某超高层建筑结构为例,采用PERFORM-3D软件建立精细化的三维分析模型按现行规范进行结构的动力弹塑性时程分析,考察整体结构在罕遇地震作用下动力响应和主要构件的损伤发展情况。分析结果表明,在罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角在规范限值以内,剪力墙连梁和框架梁中度损坏,部分损坏比较严重,剪力墙墙肢整体上无损坏,塔楼和裙房钢筋混凝土框架柱的性能分别满足大震无损坏和大震轻度损坏的抗震性能设计。     

基于性能的带边框板柱-剪力墙结构抗震设计

板柱-剪力墙结构属抗震性能相对不利的结构体系,我国现行的抗震设计规范要求板柱-剪力墙结构周边应设置有梁框架。结合一栋5层带边框板柱-剪力墙结构的实际工程,采用抗震性能化设计方法,进行罕遇地震下的有限元非线性分析,讨论结构在多遇及罕遇地震作用下的响应,绘制结构层间位移的变化曲线,分析塑性铰的分布情况。结果表明,适当加强边框框架侧向刚度后可以有效地提高结构的抗震性能,有效降低抗震墙承担的地震水平作用,弹塑性位移角满足规范要求,出现的塑性铰都在可修复范围,结构安全可靠。     

双肢摇摆墙结构抗震性能研究

为研究框架-双肢摇摆墙结构的抗震性能,在有限元软件ABAQUS中建立了纯框架结构、框架-摇摆墙结构和框架-双肢摇摆墙结构3组模型,并对3组模型在不同工况下进行弹塑性动力时程分析。通过分析对比表明,框架-双肢摇摆墙结构的自振周期及地震作用与原框架结构基本相当,在中等烈度地震后修复量减小且损伤集中在连梁易于修复,在高烈度下具有整体的破坏机制和更高的抗倒塌能力。     

框架-自复位墙结构抗震性能的研究

具有自复位及摇摆特性的结构体系是近些年来提出的新型结构体系,相对于传统的框架和剪力墙结构,这类结构在地震作用下结构的变形和损伤控制等方面具有独特的优势.利用通用有限元软件ABAQUS分别对具有相同框架部分和墙体布置的框架-剪力墙结构、框架-自复位墙结构和纯框架结构的有限元算例进行了静力弹塑性分析和弹塑性时程分析,通过对这三种结构体系的承载力、变形和结构耗能进行对比,来进一步说明框架-自复位墙结构的结构特点,最后通过弹塑性时程分析,对阻尼器对于框架-自复位墙结构抗震性能的作用进行了初步的探讨.     

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.