Pushover侧向力模式对框架地震反应的控制能力

为了考察Pushover侧向力模式对结构局部反应的控制效果,以6层钢筋混凝土典型框架为例,在OpenSees平台上．分别进行了大样本地震波罕遇烈度作用下的非线性动力反应分析,以及3种常用侧向力分布模式的Pushover分析．以大样本时程分析的统计结果为对比基准,对3种Pushover分析结果的反应特征进行了研究,考察了框架的塑性铰分布、转角延性等局部反应．研究表明,与楼层质量成正比的均匀侧向力分布模式误差最大;根据框架瞬时割线刚度确定侧向力的适应性分布模式误差最小,其塑性铰分布规律以及各屈服杆端的转角延性值与时程分析结果的差别均最小,但柱端局部变形的误差不应忽视;倒三角侧向力分布模式分析结果的误差介于前述两种模式之间．     

侧向力模式对框架地震反应的控制能力

为了考察Pushover侧向力模式对结构局部反应的控制效果,以6层钢筋混凝土典型框架为例,在OpenSees平台上,分别进行了大样本地震波罕遇烈度作用下的非线性动力反应分析,以及3种常用侧向力分布模式的Pushover分析.以大样本时程分析的统计结果为对比基准,对3种Pushover分析结果的反应特征进行了研究,考察了框架的塑性铰分布、转角延性等局部反应.研究表明,与楼层质量成正比的均匀侧向力分布模式误差最大;根据框架瞬时割线刚度确定侧向力的适应性分布模式误差最小,其塑性铰分布规律以及各屈服杆端的转角延性值与时程分析结果的差别均最小,但柱端局部变形的误差不应忽视;倒三角侧向力分布模式分析结果的误差介于前述两种模式之间.     

双向地震下RC框架柱端弯矩增强措施的合理取值

双向水平地震动的耦合作用将使塑性变形更多集中于柱端,框架结构在双向地震下的塑性铰分布明显较单向地震作用下更差。严格按中国规范设计了8度0.2g区二级抗震规则空间框架结构,并采用上部各层柱端"强柱弱梁"措施与底层柱下端弯矩增大系数不同取值的多种组合,形成了共7个算例框架。在OpenSees平台上,采用基于柔度法的纤维模型从而更加真实地模拟柱在双向弯曲和变化轴力作用下的非线性反应,对各空间框架进行了罕遇地震下的非线性反应分析。结果表明,在双向水平地震作用下,抗震规范给出的8度二级抗震的"强柱弱梁"措施取值明显偏低,框架部分楼层形成了层侧移柱铰屈服机制。基于梁端实际配筋∑Mbua对上部各柱端进行"强柱弱梁"调整的塑性铰控制效果较好,但底层柱下端非线性损伤过大。将底层柱下端的弯矩增大系数提高为1.8,上部各柱端按∑Mc=1.25∑Mb进行增强可形成较为优化的塑性铰控制效果。     

无侧移单元闭合框架P-δ效应的研究

为了判断无侧移单元封闭框架柱在考虑轴力p-δ效应下柱端弯矩的变化规律,提出了综合梁柱约束类型及节点二阶附加转角的判断法则;并经过典型算例结果的检验与证实。当节点转动是由梁端引起时,若考虑p-δ效应后节点转角增大,则意味着由于柱对梁端的约束作用减弱,柱端弯矩与梁端弯矩将变小;反之,则梁端受到柱端的约束效应增强,那么柱端弯矩与梁端弯矩将增大。当节点转动是由柱端转动引起时,由于作为柱端转动约束构件的梁抗弯刚度保持某一常量,如果考虑p-δ效应后,节点附加转动增大了原节点转角,那么梁端弯矩就会增大,从而使与之相连接的柱端弯矩也相应增加;反之,若节点附加转角减小了节点转角,则梁端约束弯矩减小,而减小与之连接的柱端弯矩。     

支撑节点板对铰接框架梁柱附加弯矩的影响

为研究产生层间变形时支撑的节点板对钢框架梁柱铰接节点产生的转动约束能力及在梁柱中产生的附加弯矩,并揭示这种附加弯矩对梁柱设计的不利影响,利用ANSYS通用有限元程序中的壳单元建立了单斜支撑框架结构的单层单跨模型,分析了附加弯矩与层间侧移的关系.按支撑受压和受拉时两种状态,分别研究了节点板厚度、边长和柱轴压比、钢材强度等关键因素对铰接框架梁柱附加弯矩的影响规律.分析表明:梁柱附加弯矩随层间侧移的增大而增大,若节点板尺寸较大,甚至会迫使节点板边缘处的铰接梁柱形成塑性铰;弹性阶段支撑受压时的附加弯矩小于支撑受拉的情况;梁柱附加弯矩随柱轴压比增大有减小的趋势.依据统计参数分析的量化结果,给出了附加弯矩在梁柱设计中的建议取值.     

梁削弱式节点连接的侧移钢框架柱计算长度系数

根据框架柱计算长度理论,通过引入梁削弱式节点参数特性,建立了四跨三层的梁削弱式节点连接的侧移钢框架数值模型.利用ANSYS软件对梁削弱式节点连接的侧移钢框架数值模型进行了非线性屈曲分析,得到了梁削弱式节点连接的侧移钢框架柱计算长度系数.结果显示,梁削弱式节点侧移钢框架柱计算长度系数较常规节点增加1.5%～12.9%.最后,经过回归得到了梁削弱式节点连接的侧移钢框架柱计算长度系数建议公式.     

有侧移半刚性连接组合框架柱的稳定分析

为了研究有侧移半刚性连接组合框架的稳定性能,利用三柱子框架模型,考虑了梁端和柱远端不同约束情况对柱有效长度系数的影响,提出柱有效长度系数的简化方法.通过算例研究了节点的非线性弯矩-转角关系和荷载水平大小对柱有效长度系数的影响,比较了简化方法、Barakat-Chen方法与精确方法的计算结果.研究表明:简化方法比Barakat-Chen方法有更好的精确度,与精确方法计算结果接近.     

半刚接钢框架稳定分析中柱的计算长度取值研究

根据钢框架稳定设计中柱子计算长度的概念，研究了钢框架中梁柱节点半刚接柱的计算长度系数取值问题，采用螺旋弹簧模拟梁柱节点连接的半刚性，考虑了梁柱间的相对转角关系，通过引入梁柱线刚度比修正系数的计算方法，推导了有侧移和无侧移半刚接钢框架柱计算长度系数的修正公式．研究结果表明：受节点半刚性影响，半刚接钢框架柱的计算长度系数比按刚接考虑的计算长度系数增大，增大范围约在6％～9％左右；框架柱除底层外，其上下两端与横梁的连接基本是半刚接的形式，按横梁有侧移考虑，柱的计算长度系数比柱两端按照刚性节点计算出的计算长度系数值增大了9％左右．由此可见在钢框架的稳定分析和设计中，应考虑梁柱节点采用半刚接的连接形式对框架柱的稳定性产生的不利影响．     

板厚对板-柱结构抗震性能的影响分析

目的研究板厚对板-柱结构抗震性能的影响,为推广板-柱结构在抗震区的应用提供依据.方法采用三维实体建模,对板厚从190~240 mm(跨厚比30~40)的板-柱结构进行了有限元分析.结果得到了板-柱结构的基底剪力-顶点侧移关系曲线及Pushover分析结果曲线,分析了塑性铰出铰情况,并将加载过程分为4个阶段,对比了各加载阶段结构的响应,给出了对应于7度多遇及罕遇地震作用下的结构侧移和层间位移角.结论当板厚从190 mm增大到240 mm时,板-柱结构的抗侧刚度随之增大,板厚每增加10 mm结构的抗侧刚度增大约5%;等代梁刚度随板厚的增加而增大,虽然板-柱结构在形成出铰机制时出现梁铰数量略减而柱铰数量略增的现象,但整体仍以梁铰为主;在7度多遇、罕遇地震作用下,跨厚比在30~40且经过合理设计的板-柱结构的最大层间位移角均能满足抗震规范的要求.     

不均匀沉降下内嵌墙板钢框架协同工作试验研究

为研究填充墙体对钢框架抗地表变形性能的影响,针对开放式、封闭式和内嵌墙板3类钢框架,分别进行地表不均匀沉降作用的物理试验,对柱顶侧移、梁柱应变等响应规律展开分析研究,得出底梁和内嵌墙板对框架性能的影响规律及内嵌墙板-底梁-钢框架的协同工作性能。结果表明:开放式框架构件变形最大,封闭式框架次之,内嵌墙板框架最小,而框架整体倾斜变形的顺序则恰好相反;框架梁柱构件各部位变形对柱顶侧移贡献大小顺序为柱底>柱顶>梁边柱端>梁中柱端>梁跨中;框架柱底增设底梁,能一定程度地减小框架构件变形量,但同时其框架整体倾斜变形增大,并不能有效降低框架柱顶侧移的增大速率;内嵌墙板能较大幅度改变框架梁柱内力分布,并有效降低框架柱顶侧移的增大速率。     

K型偏心支撑钢框架的结构影响系数

结构在强震作用下要进入弹塑性,其地震反应与结构的延性和超强有关。结构的延性和超强能力可用结构影响系数R反映,通过对三个K型偏心支撑钢框架用Pushover方法分析得出了其结构影响系数,就所分析的三个算例而言,现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对K型偏心支撑钢框架的水平地震作用取值偏大。     

某超高层结构PUSHOVER抗震性能分析

结合工程实例建立MIDAS有限元模型,分别对模型进行反应谱和Pushover这两种计算方法分析,分析其在大震下和多遇地震下的抗震性能,对计算结果进行对比研究。利用结构在Pushover分析下得到的静力弹塑性曲线求取性能点,分析此时刻的塑性铰出现情况。同时,对两种情况下的楼层位移、层间位移、层间位移角等进行对比分析,说明该模型能很好的响应地震作用下的反应等。     

一种基于性能的抗震设计的Pushover分析方法

论述了一种以顶层位移作为性能指标的弹塑性Pushover分析方法用于基于性能的抗震分析,并且编制了相应的Matlab程序.为验证分析方法的科学性和可靠性,用Pushover程序对双层单跨、双层双跨的两榀平面钢框架作计算分析,且与其试验数据进行对比.结果显示：分析结果与试验数据的荷载—位移曲线基本吻合,误差小于14%,表明Pushover分析方法和程序可靠.并以Pushover方法作为抗震性能的分析工具对一榀三层四跨框架做了抗震分析,显示了Pushover方法的适用性.     

青岛财富中心超限高层Pushover分析

青岛财富大厦是一座复杂的超限高层建筑.设计除利用SATWE程序及ETABS和ANSYS有限元分析程序进行弹性和弹塑性计算分析外,还对结构进行了静力弹塑性分析（Pushover Analysis）.研究表明：静力弹塑性分析方法在超限高层结构设计中,由于受高振型的影响,虽然理论上会存在一定的误差,但是通过Pushover分析可以从宏观上发现结构在罕遇地震作用下的破坏机制,从而对可能存在的薄弱部位进行有针对性的加强,提高结构可靠度.     

交叉形和Y形耗能支撑钢框架滞回性能分析

为避免Y型耗能支撑钢框架在地震作用下由于耗能梁段对钢梁及楼层产生的不利影响,提出了一种改进的交叉形耗能支撑钢框架结构.采用ABAQUS6.11有限元分析软件对交形耗能支撑钢框架结构进行了滞回性能分析,并与传统Y形耗能支撑钢框架结构从水平承载力、抗侧刚度和耗能能力三方面进行了对比分析.研究表明：在设计合理的情况下,交叉形耗能支撑钢框架具有较大的抗侧刚度和良好的耗能能力,并且其强度、刚度、耗能能力均优于传统Y形耗能支撑钢框架结构.     

Pushover analysis of underground structures: Method and application

Pushover analysis is common because of its conceptual simplicity and computational attractiveness in computing seismic demand. Considering that traditional pushover analysis is restricted in underground structures due to the stark differences in the seismic response characteristics of surface structures, this paper proposes a pushover analysis method for underground structures and its application in seismic damage assessment. First, three types of force distribution are presented based on ground response analysis. Next, the target displacements and analysis models are established according to force-based and performance-based design. Then, the pushover analysis procedure for underground structures is described. Next, the applicability of pushover analysis to underground structures is verified by comparing the responses of a Chongwenmen subway station determined by the proposed procedure and by nonlinear response history analysis. In addition, two other points are made: that the inverted triangular distribution of effective earthquake acceleration is more practical than the other two distributions, and that performance-based design is more effective than force-based design. Finally, a cyclic reversal loading pattern based on one cycle of reversal loads as an earthquake event is presented and applied to the seismic damage assessment of underground structures. The results show that the proposed pushover analysis can be effectively applied to the seismic design and damage assessment of underground structures.     

填充墙对空间框架非线性地震反应特征的影响

填充墙对钢筋混凝土框架结构的震害有明显影响,已有研究侧重于分析填充墙竖向不规则布置对结构的不利影响。在规则、对称钢筋混凝土典型空间框架的基础上,设计了8种包括平面、竖向不规则在内的填充墙布置方式。在OpenSees平台上,采用基于柔度法的纤维模型模拟柱的双偏压非线性特征,采用等效对角斜支撑压杆模拟填充墙,对各空间框架进行了罕遇地震下的非线性反应分析。结果表明,布置方式合理的填充墙可以有效减小空间框架的地震反应;填充墙沿竖向不规则布置将明显加大框架的地震反应,并容易在填充墙减少或取消的楼层形成"层侧移"反应特征;各楼层具有相同的填充墙平面不规则布置方式,能在一定程度上减小框架的地震反应,但会引起塑性变形在未布置填充墙的局部平面位置集中;填充墙平面、竖向布置均不规则,仍将导致塑性变形集在局部楼层集中,由填充墙竖向不规则所导致的塑性变形集中效应会明显超过平面不规则布置对框架非线性地震反应的不利影响。     

某高层建筑结构抗震性能探讨

以某高层建筑结构的抗震性能分析为例,对该结构的主楼及地下室在内采用整体模型,选用SATWE、PMSAP两个程序进行电算,通过多遇地震弹性分析和罕遇地震静力弹塑性分析,考察结构在弹性分析下的变形和弹塑性分析下的塑性铰发展机制,找出薄弱部位,并重点加强．分析结果表明,对高层建筑尤其是复杂结构的整体抗震性能进行综合分析评价是必要且可行的．     

轴压比和套箍系数对钢管砼框架结构地震反应影响的有限元分析

为研究轴压比和套箍系数对钢管混凝土框架地震反应的影响,建立了钢管混凝土框架结构有限元分析模型,将该模型的计算结果与钢管混凝土框架结构振动台试验结果进行对比,两者符合较好.利用此模型,输入EL-centro地震波和天津地震波(N-S),对不同轴压比和套箍系数的钢管混凝土框架结构地震反应进行了有限元分析,并着重对比了结构位移反应.结果表明:轴压比提高使结构层间位移角值增大,套箍系数增大使结构层间位移角值减小.     

多层抗弯钢框架的结构影响系数

结构的地震作用取值与结构的延性和超强有关,结构的延性和超强可用结构影响系数来反映。我国现行抗震设计规范对不同材料的所有结构体系采用单一的结构影响系数,不尽合理。文章针对三个不同的抗弯钢框架,采用Pushover分析方法,得出了多层抗弯钢框架的结构影响系数,可供工程设计人员参考。