结构受力层间位移(有害位移)计算方法研究

将侧向作用下结构下部结构变形引起上部结构的变形定义为层间非受力位移,此时上部各层的楼层剪力为零,用结构楼层层间位移减去层间非受力位移即可得到结构楼层的受力层间位移或层间有害位移。基于此假定,本文提出受力层间位移计算的力法和位移法,通过框架剪力墙结构的受力层间位移的计算比较,分析两种方法的差异。采用力法时,对上部楼层的弯矩进行合理等效是关键,可以获得结构的非受力层间位移较精确解。采用位移法可方便快捷地计算楼层受力层间位移,同时结果为精确解。以位移法计算分析了框架结构、剪力墙结构和框架筒体结构受力层间位移角沿楼层高度的变化特点。结果表明,框架结构采用层间位移角作为反映结构破坏的参数基本合理,而剪力墙和框架筒体结构除底部楼层外,完全不可接受。     

钢筋混凝土高层建筑在风荷载作用下最大层间位移角限值的讨论与建议

分析了我国JZ 102—79,JGJ 3—91,JGJ 3—2002,JGJ 3—2010等历次高规关于高层建筑结构层间位移角规定限值的演变过程,对影响楼层结构层间位移角计算结果的各种因素,如风荷载取值、是否考虑结构重力二阶效应、是否考虑地下室、计算模型中一些假定和结构构件刚度折减系数等进行了讨论。在分析结构中上部楼层的层间位移角大部分是由结构构件底端转动引起的非受力位移组成的基础上,提出了各类高层建筑风荷载作用下最大层间位移角限值取1/500的建议,并提出当采用阻尼器等减振措施满足舒适度要求时或考虑地下室竖向构件变形时层间位移角限值可适当放松的合理建议,可供规范修订和工程设计参考应用。     

地震作用下高层建筑结构的受力层间位移

本文根据地震作用下高层建筑结构的变形特点,提出了计算高层建筑结构最大受力层间位移的公式,并结合实例进行了分析。建议对高层建筑结构墙、柱的最大受力层间位移角限值区别对待。     

高层斜交网格筒结构受力层间位移的计算及其应用

推导了斜交网格筒结构单元体的抗剪刚度、抗弯刚度以及竖向刚度的计算公式。通过连续化变形分析方法，给出了该类结构在三种典型荷载作用下的水平位移简化方法及其等效抗侧刚度。分析了结构体系的层间位移组成，给出了受力层间位移在弹性和弹塑性阶段的简化计算方法。采用PERFOR-3D软件分析了该类结构体系的层间位移和受力层间位移沿结构高度的变化规律，并进行了参数分析。结果表明：斜交网格筒结构体系的层间位移和受力层间位移沿结构高度方向均呈现先增大后减小的趋势；层间位移和受力层间位移最大值所在位置不同，且受力层间位移随楼层高度增加，其所占的比例逐渐下降，最大比例约为80%，建议同时考虑受力层间位移角和层间位移角作为该类结构的变形控制指标。斜柱角度、斜柱截面、主环梁跨数以及结构高宽比均对结构的层间位移有较大影响；而对于受力层间位移，斜柱角度和斜柱截面对其影响较大，主环梁跨数以及结构高宽比对其影响较小。     

砌体填充墙平面外受力分析及简化模型

采用ANSYS分析软件,对顶端刚接和脱开的2种填充墙进行平面外受力变形性能的非线性数值模拟分析,考察了均布荷载和层间位移作用下,墙体开裂过程中的应力变化和破坏模式,验证了顶端刚接墙体在开裂后期存在明显的拱作用.结果表明:顶端刚接的填充墙在均布荷载作用下宜按三铰拱模型考虑,在层间位移作用下宜按两铰拱考虑;而顶端脱开、钢筋拉结的填充墙在均布荷载和层间位移作用下均可按顶端铰支、底端固接的模型考虑.     

建筑结构竖向构件受力位移角计算方法及其限值研究

结构受力层间位移角是准确判别结构倒塌破坏的关键参数。通过计算构件反弯点或虚拟反弯点,建立了结构竖向构件计算受力位移角与试验位移角的对应关系,采用结构区格剪切变形建立了填充墙计算受力位移角与试验位移角的关系。在进行多遇地震和风荷载作用下的结构楼层弹性判别时,采用竖向构件计算受力位移角结合构件试验开裂的位移角进行判别较为准确。根据构件试验,给出柱和剪力墙的开裂位移角均值分别是1/350和1/1600,90%保证率下的开裂位移角分别是1/550和1/2300;填充墙开裂位移角限值与连接方法有关,普通连接开裂位移角均值为1/800,90%保证率下的开裂位移角为1/1500;柔性连接开裂位移角均值为1/600,90%保证率下的开裂位移角为1/700。对多遇地震作用下的框架结构和框架剪力墙结构分析表明,按规范要求控制楼层变形时,框架柱和剪力墙的受力变形小于其开裂位移角均值和90%保证率下的开裂位移角,填充墙普通连接时不能满足不开裂的要求,柔性连接时基本满足不开裂的要求。     

河南某医院增设剪力墙加固设计方案探讨

结合河南某医院的实际情况,提出了增设剪力墙的加固设计方案,并从框架柱倾覆力矩、周期、层间位移角等方面,对比分析了新增剪力墙后与原结构的动力特性,并探讨了基础部分验算及加固节点要求,指出采用该方案提高了结构的抗震性能与延性,满足框架柱轴压比限值规范要求。     

桁架转换层的形式和受力特点

通过对桁架转换层的形式介绍和受力特征的分析，得出桁架转换层结构在现代高层建筑中的优点及其在工程中的应用。     

高层建筑设计中侧向位移限制的研究分析

针对高层建筑设计中侧向位移限制的重要性,探讨了侧向位移计算时必须考虑的因素,即荷载、分析方法和所使用的计算模型,分析了侧向变形、层间位移及建筑物的分缝等的限制,总结了侧向位移计算应考虑的内容,以供结构设计人员参考。     

考虑层间效应的钢纤维混凝土隧道单层衬砌#br# 受力特征模型试验研究

为探究考虑层间接触效应的钢纤维混凝土隧道单层衬砌内力分布规律,自行设计考虑层间效应的单层衬砌模型并研制竖向油压5MPa和侧向压力1.5MPa作为逐级施加的卧式加载试验台架,开展不同荷载作用下的钢纤维混凝土隧道单层衬砌受力特征模型试验。研究结果表明：不考虑层间接触特征的单层衬砌与考虑接触特征的单层衬砌在拱腰和墙角处的安全系数均为最低,最容易出现弯矩和轴力突变;考虑层间接触特征的单层衬砌最大弯矩与最大轴力均出现在拱脚处,层间接触面存在明显黏结力,结构的轴力增加和弯矩减小,内力变得均衡,结构的整体安全性高于不考虑层间接触面,相对不考虑层间效应,受力最不利的左右拱脚处的安全系数分别增加143.7%、149.4%;当竖向油压达到3MPa、侧向油压值达到0.9MPa时,仰拱周围层间接触面压力增长速度显著加快,仰拱处混凝土由线弹性转变为塑性,竖向油压达到4MPa,侧向油压值达到1.2MPa时,仰拱、拱角与拱顶层间接触面应力值有减小或反向增长的趋势,仰拱、墙角等界面发生破坏;钢纤维在单层衬砌裂缝扩展在30%~70%之间阻裂效果最好。     

屈曲约束支撑框架层间位移及其限值的探讨

通过OpenSees对两个屈曲约束支撑框架结构算例进行分析,说明了无害位移在屈曲约束支撑框架结构层间位移中所占的比重较小,上下两层水平位移差代替层间受力位移已具有足够的精度,能够满足工程要求。根据"小震不坏、中震可修、大震不倒"的设防目标,结合屈曲约束支撑的耗能性能、变形能力和保护主体结构的作用,提出了屈曲约束支撑框架的层间位移角限值。     

大长宽比筒中筒结构中布置剪力墙对结构受力性能的影响

采用MIDAS GEN有限元软件,建立了计算三个大长宽比的筒中筒结构模型,分析了剪力墙的布置和数量对大长宽比筒中筒结构的层间位移角、剪力滞后效应和扭转效应等受力性能的影响,并得出了相应的结论。     

加强层结构形式对高层混合结构受力性能的影响

本文以设置4种工程中常见形式加强层的高层混合结构为研究对象,利用有限元分析软件MIDAS分析其在地震作用下结构周期、位移和内力的变化规律。结果表明,桁架加强层结构在受力性能方面优于实腹梁加强层结构,但位移控制效果相比较差;在位移控制满足要求的前提下,空腹桁架加强层结构内力突变最小。     

隧道对地表临近既有建筑物层间位移影响分析

城市地下隧道的存在将改变地表临近既有建筑的地基条件,进而影响建筑的地震响应。基于广义层间位移谱,研究地下隧道对距隧道不同距离的地表建筑结构的层间位移的影响,同时分析隧道对结构层间位移沿无量纲高度分布的影响。结果表明:地下隧道的存在将增加临近地表建筑结构的层间位移,对结构的安全性带来危害,在工程设计和分析中不容忽视;当地表建筑位于距离隧道中心线2倍隧道直径的区域外时,隧道的影响可以忽略;隧道的存在对临近建筑结构层间位移沿高度分布趋势的影响并不明显,但是将显著增加结构抗震性能薄弱部位的层间位移。     

庐江体育馆屋面钢结构受力分析

文章以"庐江体育馆屋面钢结构受力分析"项目为研究课题,将结构处在各种荷载作用下的内力、应力、变形、位移分析出来,使用MIDAS/GEN有限元软件及其理论进行系统化的分析。结构在不同荷载工况组合下,得出结构桁架杆件的应力、内力、反力及变形情况,并就桁架结构的稳定程度、安全性及极限承载力进行分析,得出它的变形、受力情况和变化规律都符合要求。     

高层建筑层间位移控制的建议

高层建筑层间位移控制的建议韦承基，刘经伟（中国建筑科学研究院抗震所）戚震华，方永明（上海铁道学院土木系）一、前言随着我国建筑事业的蓬勃发展，建筑高度不断增高，建筑体型日趋复杂。对结构设计与计算提出了很多新课题。建筑高度的增加，侧向位移迅速增大，因此，...     

防水粘结层对桥面铺装受力的影响

简要介绍了桥面铺装层的受力特点和破坏形式,采用三维有限元软件,对铺装层进行力学计算,探讨了最大剪应力沿深度方向的变化规律,并着重分析了防水粘结层对桥面铺装受力的不利影响.结果表明:防水粘结层是桥面铺装层的薄弱环节,不设防水粘结层将大幅改善桥面铺装的受力性能.     

高层转换结构嘉润·中华园结构设计

嘉润·中华园A、B座为一幢转换层设置在5层且结构竖向不规则的复杂高层建筑。本文以设计总结的形式介绍了嘉润·中华园A、B座的结构设计及其特点,从基础设计直到总体结构分析并着重阐述了采用概念设计如何处理高位转换与结构竖向不规则带来的等效侧向刚度比和层间位移,层间位移角的超限问题,以及在实际工程中如何采取结构做法加强此类不规则建筑,结合规范在应用中使设计更加完善,建筑更加合理。     

超高层框筒-伸臂结构受力和变形性能探讨

基于对某超高层框筒-伸臂结构的可行性研究,提出5种结构方案,研究了设置环向桁架和伸臂对结构体系受力和变形性能的影响。计算结果表明:在低烈度地区的超高层建筑,一般风荷载是控制性工况,整体稳定性可能会成为结构体系成立与否的决定性因素。若伸臂和环向桁架同时设置,可形成筒体、伸臂和框架柱共同工作,减小了核心筒承担的倾覆力矩,伸臂成为整个结构的第二道抗侧力体系,各类构件受力性能更趋于经济合理。同时,伸臂的设置会引起邻近楼层墙柱内力突变,故应对该区域结构构件提出更加严格的抗震措施,保证其不成为薄弱部位。对比分析结果认为:对此类结构体系应多方案论证其可行性和经济性,伸臂和环向桁架设置的位置、数量和截面尺寸的确定应综合考虑各项因素。