某钢筋混凝土圆形仿古塔的抗震性能分析

以一座立面造型复杂的钢筋混凝土圆形仿古塔为例,通过有限元分析方法对结构的抗震性能进行研究。由结构的特征值分析可知,结构的第一扭转周期发生在第三阶振型中,第一扭转周期与第一平动周期的比值为0.42,满足规范要求。采用静力分析方法,计算了结构在多遇地震作用和风荷载作用下结构位移响应情况。结果表明,结构层间位移角符合规范变形限值。对结构进行了弹性时程分析计算,分析结构在3种地震记录作用下剪力和位移情况。通过分析可知,本结构具有较好的抗震性能,结构选型合理,可为设计计算提供参考。     

田湾核电站5、6号机组常规岛主厂房结构抗震性能分析

本文在已有研究的基础上,运用SAP2000、ANSYS软件对常规岛主厂房进行弹性分析和罕遇地震作用下的弹塑性变形分析(Pushover分析),分析结构周期、振型和层间位移角特点,绘制能力谱-需求谱曲线,得到了在不同地震作用下核电站常规岛主厂房从弹性阶段到弹塑性阶段的较为完整的结构动力响应。结果表明:多遇地震作用下结构抗震性能良好,结构的周期和振型以及弹性阶段层间位移角满足规范要求;罕遇地震作用下需求谱、能力谱两线相交所得性能点出现较早且处于能力谱的弹性范围内,结构抗震性能满足规范要求。本文分析过程对核电站常规岛主厂房等重大建筑工程的抗震性能分析具有一定的参考和实用价值。     

某框架结构教学楼采用BRB支撑加固的抗震性能分析

本文以某中学教学楼为研究对象,通过多遇地震作用下的振型分解反应谱法分析和弹性时程分析,罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,探究了BRB构件对结构抗震性能的影响。结果表明通过合理的布置BRB构件,可以减小结构的自振周期,有效地抑制结构的扭转效应,显著地增加结构的刚度,改善地震中结构的变形情况,为结构增加了一道抗震防线,提高了结构的整体抗震性能。     

石化加热炉钢结构静力推覆分析

石化行业某带壁板加热炉钢结构形式复杂,为评价其抗震性能,本文对整个结构进行了静力推覆分析。考虑了结构主体框架和侧墙壁板的共同作用,得到了多遇地震和罕遇地震性能点,并分析了性能点的变形形态和结构性态。结果显示多遇地震下结构均处于弹性,最大层间位移角为1／942,罕遇地震下结构进入塑性的范围不大,最大层间位移角为1／364。结论是该结构能够满足抗震规范中的“小震不坏,大震不倒”的性能要求。     

偏心BRBFs的抗震性能分析

为了解偏心屈曲约束支撑钢框架（BRBFs）的抗震性能,运用pkpm设计软件设计门架式偏心BRBFs和人字形偏心BRBFs两种结构,基于大型有限元软件ANSYS对两种结构进行有限元数值模拟,分析了两种结构在基本烈度作用下的各层位移反应及层间位移角,结果表明,两种结构变形受低阶振型影响较大,沿高度呈倒三角地形分布,结构变形为弯剪形,各层位移及层间位移角均满足规范要求,体现出良好的抗震性能。构件产生塑性变形而耗能时,可以将结构构件等效为结构阻尼进行分析,介绍了等效阻尼比的求解方法。通过对罕遇地震作用下的两种结构的最大层间位移角、层间剪力及顶层位移时程的研究进一步评估两种结构的抗震性能,研究表明,在罕遇地震作用下,人字形偏心BRBFs的抗震性能较好。     

低烈度区风控超限高层结构分析

文中对低烈度区的超高层建筑进行超限分析，通过多遇地震的振型分解法和时程分析、设防烈度地震反应分析及罕遇地震下弹塑性分析，与风荷载下的结构反应进行比较，针对结构实际反应及通过结构传力路径合理优化结构布置。罕遇地震作用下随着结构进入弹塑性状态，材料耗能的同时部分构件进入屈服导致结构周期加大，结构的刚度也略有下降。然而低烈度区整体结构进入弹塑性状态较浅，结构的抗震性能良好。在结构高宽比较大时，超高层建筑需要考虑横风向的影响，层间位移角往往由风荷载控制。当超高层结构自振周期落在一定区间内，位移角对横风向荷载比较敏感。事实上在周期回代上也可以考虑自振周期因非承重墙的刚度予以折减，使得风控超高层建筑的位移控制在合理范围内。     

江西省博物馆超限结构抗震性能设计

以目前在建的江西省博物馆超限高层建筑为例,结合基于性能的抗震设计理论和方法,根据建筑物的重要性合理确定结构的抗震性能目标及构件在各设防地震烈度下的性能水准。使用PKPM,MIDAS,YJK软件进行多遇地震作用下弹性计算分析、设防地震作用下弹性和不屈服分析,采用SAUSAGE软件进行罕遇地震弹塑性分析。通过弹塑性时程分析方法验算罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角等指标是否满足规范要求,并对结构的损伤程度进行分析,确定结构薄弱部位(薄弱层及薄弱构件),根据分析结果提出抗震加强措施以确保结构在各设防烈度下满足预期的抗震性能目标。     

无轴式摩天轮结构的抗震性能分析

本文通过对潍坊白浪河无轴式摩天轮结构的抗震性能进行分析,为今后类似结构的抗震设计提供参考。首先,采用有限元软件ANSYS对结构进行了动力特性分析;然后,采用振型分解反应谱法和时程分析法计算了多遇地震作用下的结构地震响应;最后,采用弹塑性动力时程分析法进行了罕遇地震作用下的地震响应分析。研究结果表明:结构基频较低而且频谱密集,多数振型以Y向振动为主;多遇地震作用下,结构的强度和变形均满足国家规范要求;罕遇地震作用下,结构构件均处于弹性阶段,结构变形满足国家规范要求。由此可见,无轴式摩天轮结构的抗震性能良好,可为其他类似工程提供借鉴。     

新天地国际大厦基于目标位移的Pushover分析

对新天地国际大厦塔A高层框架-剪力墙结构进行了静力弹塑性分析。计算结果表明,结构在罕遇地震作用下,部分构件屈服。最大层间位移角为1/193,满足规范规定的变形要求,并对结构性能进行评估。利用小震作用下振型分解反应谱法的计算结果,提出能力谱小震性能点的周期修正法。     

广州松日总部大厦酒店抗震性能设计

工程主体结构高188.5m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,属于超限高层建筑,存在扭转不规则和楼板局部不连续。设计中采用基于性能的抗震设计方法,抗震性能目标为C级。采用SATWE和ETABS两种软件进行小震弹性、中震弹性和中震不屈服分析,并采用SAP2000进行罕遇地震作用下的动力弹塑性分析。计算结果表明,结构的层间位移角、扭转位移比等各项控制性指标均满足规范的相关要求,采取的抗震加强措施是有效的,结构整体及各构件的抗震性能均可达到预期的抗震性能目标。     

巨型钢框架-拉索支撑体系的Pushover分析

为研究新型结构巨型钢框架-拉索支撑体系的破坏模式及其抗震性能,分别采用倒三角形和均布荷载两种水平荷载加载方式,进行Pushover推覆分析。研究表明:在达到水平极限状态时,倒三角形加载模式比均匀分布加载模式出现破坏层数相对高一些,两种水平荷载加载方式的破坏模式基本一致。构件破坏先后顺序为柱肢间支撑、巨型梁腹杆、楼层梁、巨型梁弦杆、柱肢。拉索退出工作的时间越早,则同一层中另一侧拉索拉力增加的速度越快。8度多遇地震作用下,结构处于弹性状态;8度罕遇地震下,结构部分构件进入塑性状态;层间位移均满足抗震规范要求。     

基于渐进地震失效模式的高层结构抗罕遇地震设计方法研究

针对高层结构罕遇地震作用下局部集中损伤破坏易导致整体倒塌的问题,及超静定次数消耗集中且不充分的结构地震失效本质,确定了高层结构耗能构件分批次充分消耗超静定次数的多阶段塑性发展路径,提出了高层结构塑性发展充分、失效方向可控、失效路径延长的渐进地震失效模式。同时,考虑结构多阶段塑性发展过程中地震作用的往复特性、高阶振型影响和非线性内力重分布特点,建立基于多阶段振型组合的标准地震作用,给出了多阶段塑性发展的抗震性能量化需求,建立了基于渐进地震失效模式的高层结构抗罕遇地震设计方法。该方法将高层结构渐进地震失效全过程的复杂设计简化为有限塑性阶段的分段抗罕遇地震设计,解决了高层结构难于抗罕遇地震量化设计的难题。为验证该设计方法的有效性,对一幢10层高层结构进行了抗罕遇地震设计,通过非线性时程分析方法验证了按所提方法设计的结构能够实现结构渐进地震失效模式以及结构抗震性能目标,并对比分析了按所提方法设计的结构与按现行规范方法设计的结构的抗震性能,得到按所提方法设计的结构在地震动峰值加速度为0.22g作用下耗能提高了57%,在非线性静力推覆作用下非线性抗力（基底剪力）最大值提高了15.59%。     

长沙世茂广场塔楼结构设计

长沙世茂广场塔楼地上75层,地下4层,建筑总高度为348.30m,结构高度为335.30m,采用钢管混凝土框架+钢筋混凝土核心筒+伸臂桁架+环带桁架的混合双重抗侧力结构体系。首先介绍了结构的超限情况及抗震性能目标,结构为超限高层建筑,且存在6项一般不规则项,采用C级抗震性能目标。其次介绍了结构在小震、中震及大震下的分析情况,结构构件在多遇地震下均处于弹性工作状态,可保证小震不坏;通过对结构进行中震弹性和中震不屈服计算,表明结构可实现预设的中震性能目标;结构在罕遇地震作用下整体受力性能良好,最大层间位移角为1/207;结构主要竖向构件均未出现塑性铰,一般处于弹性状态,结构满足罕遇地震下的抗震性能目标。最后对结构中存在的几个关键技术问题进行了专门介绍,包括结构竖向非荷载作用变形分析及设计和施工对策;结构楼面舒适度分析及伸臂桁架与混凝土核心筒连接节点的分析。     

双向水平地震作用下六层冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙结构振动台试验研究

为反映多层冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙结构在水平地震作用下的受力性能,分别对施工阶段及正常使用阶段的六层房屋足尺模型开展双向地震动输入的振动台试验,试验中考虑了8度多遇至8度罕遇等7个地震烈度(0.07g～0.40g)。通过对比其破坏特征、动力特性、位移和应变响应,研究非结构构件对整体结构抗震性能的影响并进行楼盖刚性判定和房屋扭转响应分析。研究结果表明：在水平地震作用下模型的主要破坏特征为轻质墙面板螺钉连接破坏;蒙皮普通墙体与钢板剪力墙共同抵抗水平剪力,提高了结构的抗震性能;随输入加速度峰值增大,结构的自振频率降低,位移响应及立柱应变提高;冷弯薄壁型钢梁-压型钢板覆水泥纤维板组合楼盖可判定为刚性楼盖;结构扭转响应较小;在8度多遇及8度罕遇地震作用下,结构最大层间位移角分别为1/505、1/100,满足规范规定的弹性及弹塑性层间位移角限值1/250及1/50的限值要求,多层冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙结构具有良好的变形能力和抗震性能。     

Study on seismic design method of high-rise structures resistant to rare earthquakes on basis of progressive seismic failure mode

针对高层结构罕遇地震作用下局部集中损伤破坏易导致整体倒塌的问题，及超静定次数消耗集中且不充分的结构地震失效本质，确定了高层结构耗能构件分批次充分消耗超静定次数的多阶段塑性发展路径，提出了高层结构塑性发展充分、失效方向可控、失效路径延长的渐进地震失效模式。同时，考虑结构多阶段塑性发展过程中地震作用的往复特性、高阶振型影响和非线性内力重分布特点，建立基于多阶段振型组合的标准地震作用，给出了多阶段塑性发展的抗震性能量化需求，建立了基于渐进地震失效模式的高层结构抗罕遇地震设计方法。该方法将高层结构渐进地震失效全过程的复杂设计简化为有限塑性阶段的分段抗罕遇地震设计，解决了高层结构难于抗罕遇地震量化设计的难题。为验证该设计方法的有效性，对一幢10层高层结构进行了抗罕遇地震设计，通过非线性时程分析方法验证了按所提方法设计的结构能够实现结构渐进地震失效模式以及结构抗震性能目标，并对比分析了按所提方法设计的结构与按现行规范方法设计的结构的抗震性能，得到按所提方法设计的结构在地震动峰值加速度为0.22g作用下耗能提高了57%，在非线性静力推覆作用下非线性抗力（基底剪力）最大值提高了15.59%。     

基于PERFORM-3D的某超限高层结构动力弹塑性分析

某超限高层办公大楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,为了全面评估其抗震性能水平,借助三维非线性结构分析软件PERFORM-3D对该超限结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,得到了结构的整体地震响应和构件性能状态。分析结果表明,结构满足规范规定的层间位移角要求,各构件基本实现预先设定的抗震性能目标水准。     

云南某工程购物中心南区Pushover静力弹塑性分析

采用静力弹塑性方法对云南某工程购物中心南区（钢框架结构体系）在罕遇地震作用下的抗震性能进行了分析。结果表明,在罕遇地震作用下,该结构的最大弹塑性层间位移角小于规范的限值;钢框架结构的塑性铰主要出现在梁端;绝大部分钢框架柱处于弹性,只有极少数钢框架柱出现了塑性铰,通过调整设计使得全部框架柱都不出现塑性铰。该工程的设计达到了预定的抗震设防目标。     

Y形偏心支撑-高强钢框架结构抗震性能试验研究

为研究Y形偏心支撑-高强钢框架结构抗震性能,在已完成的1∶2缩尺3层模型结构振动台试验的基础上,重新设计了耗能梁段,并对该结构再次进行振动台试验。试验中选取El Centro波、Taft波和兰州波作为地震动输入并考虑7度多遇到9度罕遇的地震水准,分析了结构在水平地震作用下的动力特性、加速度响应、位移响应、应变响应、剪力分布等,并与已有试验结果进行了对比。通过ABAQUS建立了有限元分析模型,与试验结果进行对比。结果表明：该结构在多遇地震作用下处于弹性状态,在罕遇地震作用下表现为耗能梁段的局部破坏;耗能梁段破坏后,结构刚度大幅下降,但未发生倒塌;在多遇地震和罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角满足抗震规范层间位移角限值的相关要求;在罕遇地震作用下,耗能梁段进入塑性状态而进行耗能,其他构件仍保持弹性状态;所建立的有限元模型可以有效模拟振动台试验结果。     

高层EPS格构式混凝土墙体地震响应分析

为了更全面地研究高层水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体结构的抗震性能,本文基于12层框架—EPS格构式混凝土墙体结构高层住宅,运用ANSYS大型有限元数值模拟软件对其进行地震响应分析,并对8度多遇、基本设防、罕遇地震下三种不同地震波对结构的加速度放大系数、层间位移角和底部剪力进行了比较。得出该结构门窗洞口、外围突出角部位置和纵墙底部属于结构薄弱部位;在不同设防烈度作用下,EL-Centro波对结构的地震响应最大;在8度多遇地震(0.07g)作用下该结构处于弹性变形阶段,在基本设防地震(0.20g)作用下,开始进入塑性阶段;在罕遇地震TAFT波和EL-Centro波作用下结构超出规范中层间位移的限值要求,而在人工波作用下,结构处于弹塑性阶段且满足最大层间位移角限值要求。     

贵州省地质资料馆暨地质博物馆弹塑性时程分析

通过自行编制地震波转换及处理程序,选取了三组天然地震波和一组人工波,采用动力弹塑性时程分析方法对贵州省地质资料馆暨地质博物馆在罕遇地震作用下的抗震性能进行了分析。结果表明:在罕遇地震作用下,该结构的钢框架最大弹塑性层间位移角小于规范的限值;连体部位及相邻上、下层的框架柱、框架梁和斜撑均处于弹性状态,在罕遇地震作用下抗震承载力足够;在考虑几何非线性情况下,结构在罕遇地震作用下的最大顶点位移为123.7mm,并仍基本保持直立,满足"大震不倒"的设防要求。贵州省地质资料馆暨地质博物馆的设计达到了预定的抗震设防目标。