梁式与斜柱式转换结构的对比分析

采用SAP2000有限元软件,对梁式转换结构、斜柱式转换结构、梁式与斜柱混合的转换结构进行建模分析,从结构基本动力特性、层间位移、层间位移角、楼层侧向刚度、侧向刚度比、转换层楼板的应力进行对比,得到以下结论:带斜柱的转换结构楼层位移较小、层间位移角突变较小、楼层侧向刚度较大、侧向刚度的比值更符合规范要求、转换层楼板局部有应力集中,需要加强局部构造措施。     

拱式转换梁的动力性能分析

采用ANSYS作三维建模,重点研究框支剪力墙结构中,拱式转换梁与普通转换大梁在地震荷载下的工作情况,得出前者对整个结构在转换层及附近楼层的抗侧刚度的突变影响较后者小,而结构剪力分配在转换层及附近楼层的突变也是前者较后者小,转换层处楼板位移变形是前者较后者均匀等,充分说明拱式转换梁较普通转换大梁更适合用于抗震要求高的建筑中。     

高位拱式转换层结构弹性地震反应分析

通过对高位拱式转换层结构分别采用振型分解反应谱法和时程分析法进行计算,研究了这种新型转换层结构的地震反应。结果表明,结构的自振周期随转换层位置的上移,变化较小。转换层位置的改变,并没有引起结构振型曲线显著变化。转换层上、下部结构楼层剪力随着转换层位置的上移,变化规律基本一致。转换层上部结构的层间位移角变化规律基本一致,层间位移角并没有随转换层位置的提高而发生突变。转换层下部楼层的层间位移角随着转换层位置的提高而增大。     

拱式转换层结构水平反复加载试验研究

在理论分析的基础上,对拱式转换层结构在水平反复荷载作用下的性能进行了试验研究.试验表明,拱式转换层结构延性较好,荷载-位移滞回曲线较饱满,耗能能力较强.试验还表明,拱式转换层上部楼层较易出现塑性铰,是结构的薄弱部位,按本文原则设计拱式转换层,能够满足结构的抗震要求.     

对几种楼层侧向刚度计算方法的探讨

基于对我国现行规范给出的按剪切刚度、剪弯刚度和楼层剪力与楼层层间位移比等三种计算楼层侧向刚度方法的研究,指出剪切刚度是剪弯刚度的简化算法,当抗侧构件高宽比1≤h/b≤4时,采用剪切刚度计算误差较大;由于无害位移的存在,按层间剪力和层间位移比来计算楼层刚度,会使得结构中上部楼层的刚度计算值比实际刚度偏小;剪弯刚度可综合考虑楼层各抗侧构件的剪切、弯曲和轴向刚度的影响,按其计算的楼层侧向刚度结果比较合理。     

高位板式转换层对钢筋混凝土框筒结构抗震性能的影响

采用振型分解反应谱分析方法,通过参数分析探讨设计地震强度、板式转换层位、转换层板厚和下部结构刚度变化对框筒结构振动周期、层间位移和楼层剪力等结构反应的影响。分析结果表明:楼层剪力和层间位移随设计地震强度增大而增大,地震强度水平越高影响越显著;转换层位提高,结构平动周期减小,而扭转周期增大,结构变形逐渐由上部楼层控制转变为下部楼层控制,转换层邻近楼层框支柱分配的楼层剪力增加;转换板厚度增加对转换层下部结构的抗震不利,扭转效应增大;下部结构核心筒剪力墙厚度增大,结构周期比减小,而框支柱截面增大时结构周期比增大。     

层间位移角比在高层转换结构抗震设计中的应用

高层建筑结构转换层的质量和刚度较大。随着转换梁质量和刚度的增加,转换层上下结构的层间位移角差距明显增大,仅限制转换层上下结构侧向刚度比无法有效控制结构地震作用效应。定义层间位移角比为转换层下部与上部结构层间位移角的最大比值。计算分析发现,采用层间位移角比对结构进行控制可以得到比较好的抗震性能。     

强震作用下竖向不规则RC框架结构抗震易损性分析

研究速度脉冲强震作用下竖向不规则钢筋混凝土框架结构的抗震易损性。以5层和10层底层竖向不规则框架结构为分析对象,考虑地震动输入的不确定性,通过非线性动力时程分析获得结构底层最大层间位移响应,并通过曲线拟合建立最大层间位移与基本自振周期对应的谱加速度函数关系;假定最大层间位移和极限性能目标位移取对数正态分布的平均值,建立能有效评估结构竖向不规则极限控制参数的易损性曲线。分析结果表明：速度脉冲强震作用下,楼层承载力和刚度突变对结构层间位移有较大影响,底层竖向不规则程度越大最大层间位移亦随之增大,而中间层最大层间位移则减小;地震动强度越大,最大层间位移离散性越大;楼层承载力和刚度突变对抗震易损性曲线的影响较大,楼层数不同结构易损性曲线趋势不同。     

多种结构抗侧刚度计算方法对比

对常见的剪切刚度、楼层剪力与层间位移比、剪弯刚度三种结构抗侧刚度计算方法展开分析,探究各方法的适用性及优缺点,结果表明,剪切刚度为剪弯刚度简化计算方法,其可应用于结构方案阶段,当1≤h/b≤4时,计算误差较大;按楼层剪力与层间位移的比值计算侧向刚度时,由于存在无害位移影响,其计算结果往往偏小;采用剪弯刚度可以较为精确合理计算结构抗侧刚度,其计算代价也较高。     

某部分框支剪力墙结构等效刚度比控制分析

转换层下部结构刚度对部分框支剪力墙结构的竖向刚度规则性和地震剪力传递突变程度有较大影响,等效刚度比是衡量转换层下部结构相对刚度的重要设计指标。本文对8度区某部分框支剪力墙结构等效刚度比的控制进行分析讨论。首先,通过转换层下部结构高度线性插值对等效刚度比进行修正,其次,通过调整转换层层高和转换层下部结构剪力墙厚度两种方式,分析不同等效刚度比对结构整体指标、构件受力和结构整体抗震性能的影响。结果表明,等效刚度比越大,转换层与其上一层的层间位移角比和有害层间位移角比越小,等效刚度比小于1.0时,转换层与其上一层的有害位移角比突变增大;设置转换层对转换层以上3层的地震剪力分配产生了较大影响;框支框架的相对刚度比越大,水平力传递突变程度越小;随着等效刚度比增加,结构主要屈服部位由结构底部转移至转换层以上部位。     

板式转换结构转换层位置对高层建筑抗震性能的影响

通过对设有不同位置转换层的空间结构分析,论述了转换层设置位置对板式转换结构动力特性和地震反应的影响。由于转换板自身大质量和刚度的影响,提出了转换层位置较高时,只有对转换层上、下结构等效侧向刚度比和层间位移角比的"双控制",才能避免结构层间位移角和地震剪力的突变。该控制方法可供设计板式转换结构参考。     

拱式转换层上、下部刚度比对结构多遇地震反应的影响分析

预应力拱式转换层是一种新型结构形式,由于转换层上下部刚度突变,因此在地震作用下,其地震反应会发生突变。本文针对这种新型转换层形式,分析了其上下部刚度比对多遇地震反应的影响,进而提出了设计建议,以供工程设计参考。     

转换层上、下结构侧向刚度对带板式转换高层建筑结构抗震性能的影响

论述了转换层上、下结构侧向刚度对板式转换高层结构动力特性和地震反应的影响。考虑到转换板自身大质量和刚度的影响 ,首次提出对转换层上、下结构等效侧向刚度比和层间位移角比的“双控制”概念。给出了七度抗震设防区 ,双控参数的取值范围 ,供工程设计及研究人员参考。     

高跨比对拱式转换层竖向受力性能的影响

针对常用转换层结构的优缺点,提出拱式转换层结构,分析竖向荷载作用下该转换层的受力性能,由此提出应适当控制拱高跨比,以供工程设计参考。     

高位拱式转换层对建筑结构动力特性的影响

指出拱式转换层结构是一种新型转换层结构形式,通过算例分析比较,探讨了转换层设置位置对该结构动力特性的影响。结果表明,当转换层位置逐渐上移时,结构周期及振型仅有一些量的变化。     

拱式转换层结构竖向受力分析

针对常用转换层结构的优缺点,提出拱式转换层结构,分析竖向荷载作用下该转换层的受力性能,由此提出应适当控制上、下弦杆线刚度比及拱高跨比,以供工程设计参考。     

Experimental and analytical studies on tall buildings with a high‐level transfer story

Shaking‐table tests of three scaled Plexiglas models of tall buildings with a transfer story at story five, seven or nine, respectively, were carried out. The experimental results show that with increasing transfer story level the natural frequencies of the structures show little change and the change of mode shapes is not significant. The maximum elastic responses of acceleration, interstory drift ratio and base shear force might increase or decrease. Elastic and elasto‐plastic time history analyses of tall buildings with different levels of transfer story were performed to study the seismic behavior of tall buildings with a high‐level transfer story. The analytical results show that for tall buildings with a high‐level transfer story the maximum elastic interstory drift ratios become small at the transfer story. With increasing transfer story level, the maximum ratio of base shear force to total weight, and the maximum elastic and elasto‐plastic interstory drift ratios, might increase or decrease. Reducing the stiffness below the transfer story will increase the interstory drift ratio. Deformations of the floor slab increase the elastic internal forces of support columns near the transfer story. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

首层架空层转换结构的侧向刚度控制参数探讨

通过一系列在首层架空层设置转换层的高层建筑的有限元分析,对楼层侧向刚度比、等效剪切刚度比和等效侧向刚度比三种转换层结构侧向刚度控制参数进行了探讨。讨论了在不同首层层高条件下,转换层下部结构侧向刚度改变对这三种侧向刚度比控制参数的影响。结果表明,首层层高较高且与相邻层层高相差悬殊时,楼层侧向刚度比和等效剪切刚度比容易大幅度超过现行规范限值,但并不能由此判断转换层下部结构侧向刚度严重不足。这种情况下,等效侧向刚度比较好地体现了转换层上下结构的侧向刚度关系,宜按等效侧向刚度比对结构侧向刚度进行控制,但其上限取值有待进一步研究。     

带耗能腋撑型钢混凝土转换结构减震性能分析

为了解决底部大空间结构上刚下柔,底部框支层变形大的问题,在不影响建筑使用空间的前提下,本文提出在柔性底层设置耗能腋撑以改善转换结构抗震性能。以带梁式转换层的型钢混凝土框架结构为研究对象,利用大型通用有限元程序ETABS对型钢混凝土转换结构及带耗能腋撑型钢混凝土转换结构进行地震反应对比分析,研究耗能器类型与场地土类型对耗能腋撑工作性能和转换结构受力性能的影响作用。研究表明,粘滞型耗能腋撑对本文算例的层间位移角与层间剪力的最大值减幅均可达到36%左右,结构顶层加速度与基底剪力的峰值最大减幅分别为29%和56%;而粘弹型耗能腋撑仅对转换层处有一定减震作用,控制效果不理想;软弱场地与坚硬场地上带耗能腋撑转换结构的减震位移比分别介于0.80～0.90和0.65～0.85之间,耗能腋撑对坚硬场地上转换结构的减震效果较佳。     

短梁抗剪加强型钢框架-波纹钢板墙结构参数分析

提出了一种短梁抗剪加强型钢框架-波纹钢板墙结构,通过对波纹钢板墙与框架柱之间的短梁进行抗剪加强,将边缘构件的轴力通过短梁抗剪有效传递至两边的框架柱,从而解决由于逐层累积作用导致边缘构件轴力过大的问题。同时,利用分析软件SAP2000,针对该类结构形式进行了基于Pushover的参数分析,考察了各种因素对边缘构件轴力、短梁剪力以及结构最大层间位移角的影响规律,其中,影响因素主要包括:宽跨比(波纹钢板墙宽度与柱距)、轴向刚度比(边缘构件与框架柱)和楼层层数。分析结果表明:边缘构件轴力随楼层层数和宽跨比的增大而增大,随刚度比的增大而减小;短梁剪力随宽跨比的增大而增大,随楼层层数的增加而减小,但与刚度比关系不大;结构最大层间位移角受宽跨比、刚度比的影响较小,随楼层层数的增加而略有增大。