轻木-混凝土上下混合结构的抗震设计方法

对12个不同层数组合的轻木-混凝土上下混合结构进行有限元模拟分析,通过振动模态、非线性动力时程响应以及刚度比等的参数分析,研究了上部木结构的水平地震作用的放大效应。研究结果表明,上部木结构的水平地震作用放大效应与地震水准、下部结构与上部结构的刚度比、混凝土结构层数和木结构层数等因素有关:放大效应随地震水准的提高而增大;当下部与上部结构的刚度比在一定范围内时,放大效应随刚度比的增大而减小,当下部与上部结构的刚度比大于一定范围的上限后趋于平稳;当下部混凝土层数一定时,放大效应随上部木结构层数的增加而减小;当上部木结构层数一定时,放大效应随下部混凝土层数的增加而增大。根据研究结果,对轻木-混凝土上下混合结构提出上下分开设计、上部结构按刚度比考虑地震作用放大效应的抗震设计方法。     

钢框架-轻木剪力墙混合结构抗震性能振动台试验研究

为研究钢框架-轻木剪力墙混合结构的抗震性能,设计了缩尺比为2/3的钢木混合结构模型,并对其进行了振动台试验。试验中选取汶川、Canterbury、El Centro和Kobe共4条地震波,并考虑多遇、设防和罕遇3个地震水准,相应的地震加速度峰值分别为0.14g、0.40g和0.80g。通过振动台试验获得了钢木混合结构的地震响应和破坏模式。结果表明：钢木混合结构在多遇地震作用下最大层间位移角为0.15%,罕遇地震作用下最大层间位移角为0.85%,均能满足规范对结构变形的要求;在试验过程中,结构的钢框架部分和钢木连接没有出现损伤,其主要破坏模式表现为轻木剪力墙面板钉节点的破坏,破坏部位主要位于墙体覆面板的边缘;多遇地震作用下,轻木剪力墙承担了结构地震剪力的55.1%以上,有效地提高了结构抗侧承载力;随着输入地震加速度峰值的增大,剪力墙刚度逐渐退化,其分担的地震剪力有所降低,但即使在罕遇地震作用下,轻木剪力墙分担剪力的比例仍能达到39.9%以上。     

基于高斯过程的钢-木混合结构刚度比全局敏感性分析

在钢-木混合结构中,轻木剪力墙和钢框架的刚度比是影响结构性能的重要参数。为了研究不同楼层刚度比对结构响应的影响程度,采用基于高斯随机过程的回归模型,进行了基于方差的全局敏感性分析。在分析中,建立了180个不同钢-木混合结构,以不同楼层刚度比作为影响因素,考虑了4种不同的结构响应,并以主效应和全效应作为敏感性的评价指标。结果表明,高斯过程模型对于自振周期表现出非常良好的预测能力,确定系数可达0.99以上;比较不同楼层刚度比的敏感性指标可知,当某一层结构钢框架刚度出现明显变化时,该层刚度比对结构最大层间位移角影响较大。同时,该层刚度比的全效应与主效应指标之差大于0.3,表明最大层间位移角与刚度比之间的关系具有较强的非线性特征;最大加速度对第2层刚度比最为敏感;基底剪力对各层刚度比的敏感性顺序会随地震水准的变化而改变;自振周期对结构中下部楼层刚度比更为敏感,且其全效应与主效应之差小于0.001,表明自振周期基本由刚度比的主效应决定。     

轻木-混凝土混合结构的研究综述

木结构在我国只能用于1～3层建筑.对于我国人多地少的现状来说,木结构建筑很难得到应用,于是有关专家学者提出了轻木-混凝土混合结构.文章简述了轻型木结构房屋的特点,着重介绍了使用轻木-混凝土混合结构的可行性及我国对此混合结构的研究状况,阐述了上部轻型木结构的地震作用力是该混合结构抗震的研究重点,并对其未来的应用推广提出建议.     

钢－混凝土组合结构体系研究新进展

以钢-混凝土组合框架结构和框架-核心筒混合结构为对象,综述了在钢-混凝土组合结构体系方面的一些研究新进展。针对组合框架中楼盖的空间组合作用进行了试验研究,发展了三种组合结构地震反应分析模型,重点讨论了在杆系模型中考虑楼盖空间组合作用的方法,从而实现组合框架结构体系的大规模计算。通过刚度解析和数值分析,对框架-核心筒混合结构体系中框架与核心筒的刚度匹配、位移限值指标的取值进行探讨,并对不同混合结构体系的位移特性、失效模式以及安全性能进行对比,为框架-核心筒混合结构的体系优化提供参考。最后,对组合结构体系的研究进行了展望,建议进一步完善组合结构体系的计算手段及其优化指标。图13表3参17     

大跨度钢屋盖与底部混凝土混合结构工程分析

对底部为混凝土结构上部为大跨度钢屋盖结构的混合结构体系的整体建模与计算方法进行了论述。通过工程实例,论述了地下室与上部结构共同作用分析的方法;对比了采用单一阻尼比与采用应变能阻尼比下结构的地震响应;论述了上部大跨度钢屋盖与混凝土相接处弹性支座的模拟与滑移验算方法。解决了大跨度钢屋盖与底部混凝土混合结构整体分析的关键技术问题。     

高层钢-混凝土混合结构弹塑性地震位移的工程实用计算

本文针对目前高层建筑中常用的外钢框架-内混凝土核心筒混合结构体系的弹塑性地震位移的实用计算开展研究。在合理选取一定数量的地震记录及典型的结构形式的基础上,采用经实验检验的分析模型与计算程序,得到了钢-混凝土混合结构的弹塑性层间相对位移与主要结构参数之间的大致规律,并通过统计分析,得到了混合结构的弹塑性层间相对位移与各参数的定量关系,以此提出了进行罕遇地震下高层钢-混凝土混合结构弹塑性位移验算时的计算数表。     

钢-混凝土混合结构地震反应分析的CCQC和FDCQC方法及其应用

钢-混凝土混合结构是典型的非比例阻尼结构系统。通过将Rayleigh阻尼理论应用于各个结构单元,建议了一种适合于混合结构计算的非比例阻尼系统模型,并以此为基础在PMSAP软件中实现了用于非比例阻尼结构地震反应分析的CCQC方法和强迫解耦CQC方法(FDCQC)。通过对若干典型算例的地震反应分析计算,检验了FDCQC方法在钢-混凝土混合结构地震反应分析中的精度。结果表明,该非比例阻尼系统模型比较合理。FDCQC方法在钢-混凝土混合结构地震反应分析中的计算结果与比较精细的CCQC方法结果相当接近,误差一般不超过5%,可以满足工程要求。     

钢—混凝土结构多维地震作用简化分析模型

通过将高层钢—混凝土核芯筒混合结构简化为半刚架模型和剪力墙多弹簧模型的并联结构体系,得到用于高层混合结构水平地震反应分析下的简化分析模型,利用水平刚度与抗扭刚度的关系,得到扭转刚度及水平和扭转的耦合刚度,从而建立混合结构在多维地震作用下的空间简化分析模型。     

巨型框架结构体系地震响应问题的ANSYS分析

采用大型有限元软件ANSYS对巨型框架结构进行了动力时程分析,讨论了不同主次框架刚度比下巨型框架结构的地震响应,计算结果表明,钢筋混凝土巨型框架在地震作用下的侧移曲线为弯剪型;主次框架刚度比对巨型框架弹性地震反应有较大影响;结构的高阶振型对结构反应有一定影响,当与地震波卓越周期相近时可能发生类共振现象。     

弱连体结构地震反应分析

采用随机振动、时程分析及振型分解反应谱方法,分别对多种隔震支座刚度情况下的高位隔震大跨连体结构地震响应进行分析,从而得出连体结构在不同频率比(塔楼基频/隔震装置固有频率)下的地震响应关系曲线;通过对曲线进行分析,得出当塔楼基频与隔震装置的固有频率比大于1.2~1.4时,连接体桁架地震响应就可产生减震效果的结论。通过对比三种方法计算结果发现,反应谱法计算出来的连体桁架位移与其他两种方法相比有明显误差,当隔震支座刚度较小时尤为明显。     

钢框架-混凝土核心简混合结构滞回耗能比研究

结构在地震动作用下的滞回耗能在总输入能中所占的比重称为滞回耗能比,它体现了结构耗散地震动输入能量的能力,是衡量塑性累积损伤的重要指标。文中针对钢框架-混凝土核心筒混合结构的滞回耗能比展开研究,选取一定数量的地震动,对9个具有不同结构特性的高层混合结构进行弹塑性时程分析,得到了混合结构滞回耗能比与结构的最大层间位移角、刚度特征值以及高宽比之间的关系,分析了地震动三要素对滞回耗能比的影响,并归纳了高层混合结构滞回耗能比的变化规律。分析所得结果可以为基于能量的损伤指标研究提供参考,也可以进一步为高层混合结构基于性能的设计方法提供基础。     

某混合结构高层建筑结构设计

某超高层混合结构高度193m,高宽比8.8,采用矩形钢管混凝土框架-核心筒结构体系。结构存在高度、扭转不规则、楼板局部不连续、侧向刚度不规则超限内容。分别采用结构设计软件ETABS和SATWE对结构进行了弹性整体计算、弹性时程分析和楼板应力分析,采用SAP2000软件进行了罕遇地震下弹塑性静力弹塑性分析,通过对计算结果...     

钢框架-混凝土核心筒混合结构滞回耗能比研究

结构在地震动作用下的滞回耗能在总输入能中所占的比重称为滞回耗能比,它体现了结构耗散地震动输入能量的能力,是衡量塑性累积损伤的重要指标.文中针对钢框架-混凝土核心筒混合结构的滞回耗能比展开研究,选取一定数量的地震动,对9个具有不同结构特性的高层混合结构进行弹塑性时程分析,得到了混合结构滞回耗能比与结构的最大层间位移角、刚度特征值以及高宽比之间的关系,分析了地震动三要素对滞回耗能比的影响,并归纳了高层混合结构滞回耗能比的变化规律.分析所得结果可以为基于能量的损伤指标研究提供参考,也可以进一步为高层混合结构基于性能的设计方法提供基础.     

巨型框架结构体系的动力特性及地震响应分析

采用大型有限元软件ANSYS对巨型框架结构进行了动力时程分析,讨论了不同主次框架刚度比下巨型框架结构的动力特性及地震响应。计算结果表明,钢筋混凝土巨型框架在地震作用下的侧移曲线为弯剪型;主次框架刚度比对巨型框架弹性地震反应有较大影响;结构的高阶频率对结构有一定影响,当与地震波卓越周期相近时可能会发生类共振现象。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

中、小型铁路客站钢网架-混凝土框架混合结构体系地震易损性研究

针对中、小型铁路客站典型钢网架-大开间、大开洞混凝土框架混合结构体系,选取8条天然地震波,以地面峰值加速度为地震动强度指标,最大层间位移角为结构损伤指标,采用增量动力分析法,开展了地震灾变行为研究,进行地震易损性评估。结果表明:分析混合结构体系在地震作用下的位移响应时,宜采用三向或水平双向地震动输入;强震下混合结构体系的破坏主要集中在下部混凝土框架结构,钢屋盖的塑性发展滞后于下部结构;1/450、1/280、1/95和1/45可作为中、小型铁路客站站房结构OP、IO、LS和CP四个性能水准对应的层间位移角限值。     

大剧院上下结构共同工作对钢屋盖抗震性能影响分析

河南艺术中心大剧院是屋盖为81m×108m大跨度钢结构,下部由主台、后台、观众厅三个混凝土结构单元组成的复杂结构体系。采用仅考虑上部钢结构、上下结构共同工作的整体结构、改变上下结构连接的滑动支座约束刚度等不同结构计算模型,进行小震作用反应谱分析、大震作用动力弹塑性时程分析。结果表明,下部结构刚度以及支座约束刚度对屋盖钢结构自振周期、地震作用总水平剪力、水平位移、支座反力影响均超过10%;在罕遇地震作用下对结构塑性铰分布有明显的影响。屋盖钢结构抗震安全性能设计应考虑上下部共同工作影响。     

钢框架-混凝土核心筒结构框架地震设计剪力标准值研究

为研究双重体系钢框架-混凝土核心筒结构的框架设计地震剪力标准值,对20个钢框架-混凝土核心筒结构模型进行了静力弹塑性分析。从承载力、结构失效模式和框架破损程度三个方面评价20个计算模型的抗震能力。根据推覆分析结果,提出了如下设计建议:8度抗震设防时钢框架-混凝土核心筒结构的刚度特征值λ大于0.65,各层框架的设计地震剪力标准值不小于本层总剪力的18%和不小于框架-核心筒结构计算得到的地震剪力的1.2倍(加强层和顶层的剪力可不小于框架-核心筒结构计算得到的地震剪力),框架角柱轴压比不大于0.5。算例表明,符合建议的钢框架-混凝土核心筒结构,在地震作用时不会出现不合理的破坏形态。     

钢框架-混凝土剪力墙混合结构的基本自振周期计算

分析了考虑钢梁与钢柱半刚性连接时钢框架-混凝土剪力墙混合结构的基本自振周期的计算,并与不考虑半刚性的钢框架-混凝土剪力墙混合结构体系做比较.分析考虑了钢框架部分节点的半刚性连接,推导了钢框架-混凝土剪力墙混合结构中钢框架部分的层抗侧移刚度,从而得到结构的基本自振周期.算例分析表明,考虑半刚性连接对结构的抗震有利.     

大跨钢-混凝土混合结构的抗震分析

大跨空间钢结构与下部混凝土结构组合的混合结构是结构设计过程中经常遇到的一种结构类型,在结构分析软件发展还不够成熟的时候,设计这种结构往往采用上部空间钢结构和下部钢筋混凝土结构分别计算的方法。这种分析方法忽略了两种结构材料混合在一起后的复杂动力特性,且对地震作用效应无法准确地模拟。今介绍嘉兴市某实验学校的学生活动中心大跨钢-混凝土混合结构的抗震设计,供结构设计人员在设计此类结构时参考。