钢框架结构地震作用取值的分析

通过对国内外抗震规范中抗震设计的思想、设防目标和地震作用取值方法的对比分析,指出了我国现行的抗震规范在钢结构抗震设计中地震取值存在的问题,即对钢结构地震作用取值偏高.在考虑了钢结构的延性性能、阻尼比等因素对结构地震作用的影响之后,给出了采用概率—延性调整系数的设计地震力的参考公式.     

国内外规范关于塑性铰长度计算比较

近20年地震灾害的发生,使得桥梁抗震越来越受到重视.目前,大多数国家的桥梁抗震设计规范已经采纳了延性抗震理论.给出了国内外桥梁抗震设计规范提出的延性抗震设计中的塑性铰长度的计算方法.以连续梁桥为例,分析了各国规范关于塑性铰长度的规定对桥墩抗震性能评价的影响,明确了塑性铰长度的取值对桥墩地震反应分析和抗震性能评价的影响.     

钢筋混凝土框架结构反应修正系数能力分析

目的研究我国现行抗震规范所设计结构的反应修正系数能力值的取值及其变化规律,解决我国现行抗震规范对不同材料的所有结构体系均采用单一的结构影响系数,无法体现不同结构形式的延性区别的问题.方法分别考虑VI、VII、VIII三个设防烈度,按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)设计了17个不同层数的钢筋混凝土框架结构.通过结构拟静力试验对Open Sees有限元模型进行验证,并对钢筋混凝土框架结构的地震反应进行非线性静力分析.结果按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)设计的VI、VII、VIII度钢筋混凝土框架结构,反应修正系数能力值的最小值分别为15、10、5;与美国UBC规范规定值8相比,其最低值取值较保守.结论通过得到的结构反应修正系数能力值,可以综合量化评估"临界倒塌状态"时,结构承载能力和非弹性变形能力.     

钢筋混凝土框架结构的延性抗震设计

保证结构的延性是提高建筑抗震性能的重要措施，在地震区的结构都应设计成延性结构．简述了钢筋混凝土框架结构在地震作用下的耗能机理，并结合新的《建筑抗震设计规范》分别对框架结构的梁、柱及节点的延性设计进行探讨，采用轻质高强的填充墙来降低框架柱的轴压比，增加框架柱的配筋等级和数量均可提高框架结构的延性，同时对整个建筑的造价增加不多．     

钢筋混凝土框架结构的抗震延性设计要求

在我国现在的多高层建筑中,钢筋混凝土结构应用最普遍,其中钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式.结构抗震的本质就是延性,提高延性可以增加结构抗震潜力,增强结构抗倒塌能力.为了利用结构的弹塑性变形能力耗散地震能量,减轻地震作用下结构的反应,应将钢筋混凝土框架结构设计成延性框架结构.文章主要阐述了钢筋混凝土框架结构的耗能机理和抗震延性设计的方法.     

新《建筑抗震设计规范》分析

通过对新版《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的学习和使用，结合实际工程中的若干体会，对规范中建筑结构的抗震设计基本要求、地震作用计算、结构抗震验算、钢筋混凝土结构和砌体结构抗震延性设计等主要内容以及部分新增加的内容作了分析，对新旧规范的主要区别进行了阐述，以供工程和设计人员熟悉和掌握新规范内容时参考。     

X型中心支撑钢框架的结构影响系数

不同结构体系的设计地震作用与结构影响系数有关。结构影响系数的取值与结构延性、强度储备有关。基于《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),设计了三个X型中心支撑钢框架,采用Pushover方法,得出了其结构影响系数。仅就上面的算例而言,抗震设计规范对X型中心支撑钢框架水平地震作用的取值偏大。     

抗震框架梁受拉钢筋最小配筋率的功能和取值

钢筋混凝土抗震框架梁的端部是保证结构抗震延性和塑性耗能能力的关键部位。本文以梁端截面的开裂弯矩与屈服弯矩的关系为基础，分析了梁端正、负弯矩受拉钢筋最小配筋率在保证框架抗震性能中的作用。通过与有关国家规范最小配筋率相应规定的对比，对我国修订后规范抗震框架梁受拉钢筋最小配筋率的取值方案进行了分析评价，并给出了进一步改进的建议。     

抗震钢筋混凝土结构承载力级差设计法的实质

在讨论了目前各国在抗震钢筋混凝土结构设计中使用的承载力级差设计法期望达到的抗震目标后 ,将该方法的核心内容概括为三项主要措施 ,即“促成有利耗能机构的级差系数 m”、“防脆性破坏级差系数 n”和屈服区延性构造措施。在讨论了级差系数 m、n的实质性含义后 ,结合各国对这三项措施采用的不尽相同的具体实施方案 ,从各实施方案可望达到的抗震效果的角度 ,对这些实施方案作了对比分析和评价。     

关于钢结构抗震设计中结构影响系数的讨论

在钢结构抗震设计中,结构影响系数的取值是至关重要的.对历次抗震设计规范结构影响系数的取值进行了简单的回顾,对<建筑工程抗震性态设计通则>(试用)中钢结构结构影响系数的取值进行了分析并提出了一些建议.     

中心支撑-钢框架结构抗震性能和设计方法综述

为推动非双重体系中心支撑-钢框架结构的应用,总结了国内外关于中心支撑-钢框架结构抗震性能的研究成果,对比了国际主流规范在抗震设计方法上的差异。指出中国现行规范存在的不足,认为中心支撑-钢框架结构的抗震设计未充分考虑支撑及其连接的低周疲劳寿命,对高延性和低延性的结构不应采用相同的抗震设计方法,低延性中心支撑-钢框架结构在应用中不应忽视梁柱节点半刚接、柱子的竖向连续性以及柱脚螺栓群的半刚接等因素对其抗倒塌储备能力的贡献。据此指出,今后研究中应进一步探析支撑构件及其节点的低周疲劳寿命,建立基于低周疲劳寿命匹配关系的构件和连接节点的抗震设计准则。应分析高延性中心支撑-钢框架结构的抗震能力曲线及低周疲劳损伤情况,得到地震力折减水平及低周疲劳累积滞回耗能需求规律,将承载力和能量设计相结合,提出更为合理的抗震计算方法。应量化各类地震抗倒塌储备能力,形成低延性中心支撑-钢框架结构更为合理的抗震设计方法,扩展其使用范围。     

柱失效方程中荷载相关特性对承载力抗震设计可靠度的影响

以竖向荷载和水平地震作用组合下的钢筋混凝土柱和钢柱为对象,研究了失效方程中荷载相关特性对柱承载力抗震可靠性的影响。根据现行《混凝土结构设计规范》和《钢结构设计规范》分析了不同柱弯矩轴力相关曲线的特性。结合多个框架结构实例,对比了柱失效方程中荷载相关曲线与规范考虑情形的异同。实例分析表明:水平地震和竖向荷载组合作用下,小偏压RC柱和工字型钢柱的荷载相关曲线与规范考虑的情形较为符合,均近似为负相关的直线;水平地震和竖向荷载组合作用下,大偏压RC柱的荷载相关曲线则与规范考虑的情形有较大出入,存在明显的正相关段部分。在此基础上,考虑失效方程复杂特性,依据已有的荷载和抗力变量概率模型,采用Monte Carlo法分析了水平地震和竖向荷载组合作用下柱的可靠性。结果表明:钢柱和小偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化幅度较小,与规范模式计算结果较接近;大偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化会有较大幅度波动,与规范模式计算结果差异较大;当轴压力荷载效应比值为负时,大偏压RC柱的承载力抗震可靠度会低于规范计算值较多,现行柱可靠性设计方法会偏于不安全。     

钢结构的地震反应修正系数

现代结构抗震设计利用结构的延性和超强,并引入地震反应修正系数对设防地震下的单质点弹性反应谱进行折减,得出结构的设计地震作用后按弹性设计结构。结构地震反应修正系数的取值是否合理关系到结构抗震设计的安全与经济,采用Pushover推覆、改进的能力谱法计算了按我国规范设计的12个抗弯钢框架、15个V型偏心支撑钢框架的地震反应修正系数、延性折减系数、超强系数,并与国内现行抗震规范隐含的地震反应修正系数进行了对比。     

不同设防烈度下RC框架结构的抗侧向倒塌能力

地震作用下建筑结构的抗侧向倒塌能力是抗震性能评价的基础。选取4个结构整体性能参数作为结构抗侧向倒塌能力评价指标,分别为结构强屈比、超强系数、延性系数和延展系数。按中国现行规范设计了12个RC框架结构,考虑侧向力分布形式和设防烈度的影响,采用Pushover方法对结构进行计算,并根据能力曲线和结构整体性能参数对结构抗侧向倒塌能力进行评价。结果表明：结构整体性能参数能从强度储备和变形能力两个方面对结构抗侧向倒塌能力进行分析;随着设防烈度和结构高度的提高,侧向力分布形式对结构抗侧向倒塌能力的影响增大;设防烈度对结构强屈比和结构延展系数的影响较小,对结构超强系数和结构延性系数的影响较大;随着设防烈度的提高,结构超强系数减小,而结构延性系数增大。     

空间填充墙 RC 框架结构的静力弹塑性分析

现行规范对填充墙框架结构体系抗震设计方法存在不足之处.针对砌体填充墙框架结构水平地震作用下的受力特点,结合填充墙的破坏特征,建立墙框协同作用简化分析的空间等效斜撑力学模型,在保持框架结构质量分布基本不变的情况下,分别对两类填充墙竖向均匀、不均匀布置的带楼板框架结构和无填充墙仅带楼板框架结构进行不同加载模式下的静力弹塑性分析,研究结构的基底剪力-顶点位移关系曲线、不同地震水平作用下结构层间位移角以及塑性铰的发展情况,并对填充墙框架结构规范提供的设计方法进行安全评估.研究结果可为框架结构的抗震设计、评估及加固提供参考.     

等效线性化方法在基于位移抗震设计中的应用

为了比较割线刚度法和两维搜索法2种等效线性化方法在基于位移抗震设计中的应用,对比阐述上述2种等效方法确定等效参数的基本原理和基于位移抗震设计的步骤,同时推导分析2种方法应用下结构基底剪力设计值的差别,并通过钢筋混凝土框架结构的设计算例考察其对结构抗震设计的影响.结果表明,应用2种等效方法得到的基底剪力比值只与结构的非线性滞回模型和延性系数有关;在延性系数为3.0的情况下,按割线刚度法设计得到的基底剪力将被放大20%左右,从而使通常的结构抗震设计趋于保守.     

不同设计配筋下大偏压RC柱承载力抗震可靠度

为研究偏心距随机特性对不同设计配筋下RC柱承载力抗震可靠度的影响规律,采用解析方法,推导了以多个无量纲化设计参数表达的大偏压RC柱失效方程和配筋影响系数计算式。考虑规范中的柱配筋率要求,分析了荷载效应比值等设计参数在常用取值范围内时配筋影响系数的变化规律。结合已有的水平地震作用、竖向重力荷载、混凝土强度和钢筋强度等参数的概率模型,并考虑偏心距的随机特性,采用Monte Carlo方法进行了大偏压RC柱可靠度分析。结果表明：不同设计参数组合下大偏压RC柱配筋影响系数的变化离散性较大;当配筋影响系数较小时,增加配筋对大偏压RC柱可靠指标的改善作用不大;当该系数较大时,增加配筋对可靠指标的提升效果较明显。     

桥梁墩柱抗震能力及影响因素对比研究

针对典型梁桥墩柱的抗震能力及其影响因素展开对比研究。根据材料非线性本构关系建立墩柱塑性铰区截面的弯矩-曲率关系, 分析轴压比、纵筋率、配箍率等对墩柱抗弯能力和延性的影响。基于AASHTO、CALTRANS、ATC-32、抗震细则等规范对墩柱的抗剪能力、塑性铰转动能力进行对比研究。结果表明:增大轴压比和纵筋率均可提高墩柱的抗弯能力, 但都会降低墩柱的延性; 提高配箍率可有效地增强墩柱的抗弯能力和延性, 但增幅随配箍率的提高而趋缓; 抗震细则中有关墩柱抗剪和转动能力的公式过于保守, 普遍远低于其他规范的计算值。       

型钢混凝土柱位移延性系数研究

综合现有型钢高强混凝土柱的试验研究成果,讨论了影响型钢高强混凝土柱位移延性系数的因素,并基于BP神经网络研究了轴压力系数、体积配箍率、剪跨比和配钢率等参数对型钢高强混凝土柱延性的影响及规律.通过对国内50根型钢高强混凝土柱试验数据的整理和回归分析,得到考虑多因素的位移延性系数经验公式,该公式可供型钢高强混凝土框架柱抗震设计和抗震性能评估参考.