大跨度特殊延性桁架式框架抗震性能分析

特殊延性桁架式框架(STMF)是美国规范采纳的一种高延性钢结构体系.首先分析其在国内鲜有应用的限制因素,推导出考虑轴力及次弯矩影响的消能段极限抗剪承载力,然后根据预设性能目标、极限状态下非消能段满足弹性验算的要求推导消能段长度Ls选取的有效范围,最后根据我国抗震设计准则,对大跨度STMF案例进行弹性设计及静力推覆分析,...     

桁架式钢骨混凝土框架节点受剪性能试验研究

为研究轴压比以及配钢率对桁架式钢骨混凝土框架节点受剪性能的影响,制作了5个核心区剪切破坏的桁架式钢骨混凝土框架中节点,研究不同轴压比和用钢量对节点极限承载力、抗震性能及破坏形态的影响。基于有限元软件ABAQUS,对5个桁架式钢骨混凝土框架节点模型开展了力学性能分析。结果表明：所有构件的破坏形态全部为核心区剪切破坏;提高轴压比对于构件的极限承载力有积极作用,但会使其耗能能力和延性降低;节点核心区配置交叉斜腹杆角钢可提高构件的极限承载能力以及抗震性能;通过分析参数可得,提高轴压比以及混凝土抗压强度、增加核心区交叉斜腹杆的尺寸并且提高其屈服强度都会提高节点的极限承载力;推导了桁架式钢骨混凝土框架节点的抗剪承载力计算公式,经验证计算值与实测值和模拟值相近,可为工程设计提供理论参考。     

不同类型混凝土框架节点抗震性能对比分析

本文总结了国内外几类混凝土(包括普通混凝土、高强混凝土、轻骨料混凝土、纤维混凝土、再生混凝土等)框架节点抗震性能的研究成果，分析了各类型混凝土节点变形、延性与耗能的特点与影响因素，介绍了国内外提出的各类型混凝土节点抗剪承载力计算公式，可供混凝土节点进一步研究参考。     

壁式框架住宅的抗震性能研究

在小高层住宅建筑中剪力墙的墙体出现剪切脆性破坏,耗能性比较差;为了提高房屋的抗震性能,本研究模拟了一个十五层的壁式框架住宅;通过静力反复荷载试验,结果显示壁式框架的抗震性能优于普通剪力墙结构.     

钢筋混凝土框架异型节点抗震性能的试验研究及设计计算方法

根据四个变梁变柱异型节点构件和带有异型节点框排架子空间模型的抗震性能试验，对构件和整体结构中异型节点最终的破损进行研究，分析了各类型异型节点的工作性能和受力特点，给出了变梁变柱异型节点的抗剪承载力的计算公式和构造要求，供设计时参考。     

非延性钢筋混凝土框架抗震加固性能

针对非延性钢筋混凝土框架抗震性能差的缺陷,调研国外文献及相关试验数据,结合我国规范原则,得出一套简单快捷、切实可行的加固方案,分析其加固后的性能,并提出设计建议及材料构造措施.为类似结构的设计及加固改造提供借鉴和参考.     

钢筋混凝土框架异型节点抗震性能试验研究

基于8个钢筋混凝土框架异型节点的试验研究,分析了异型框架节点的受力与常规框架节点的异同。在分析钢筋混凝土框架异型节点受力的基础上,提出了由小梁小柱决定的“小核芯”概念,得出框架异型节点的承载能力取决于异型节点“小核芯”的结论。研究了梁柱截面变化、轴压力和箍筋对异型节点抗剪性能的影响,并以“小核芯”为基本分析单元推导出了钢筋混凝土框架异型节点的抗剪承载能力计算公式。     

空腹式延性桁框结构探讨

在桁框结构的桁架跨中设置空腹式消能段是一种延性桁框结构。针对该结构体系,首先推导了消能段的极限抗剪承载力,然后提出了桁框结构的简化计算模型,并根据我国抗震设计准则给出了确定消能段长度的计算方法和构造要求。采用此方法确定的消能段可以精确控制延性桁框结构的屈服时刻和破坏模式,并实现水平地震作用下各楼层同步屈服,充分耗能。最后采用有限元方法进行了单向和循环加载分析与验证,结果表明:合理的消能段长度可以显著提高延性桁框结构的延性、耗能能力、承载能力和安全储备,使其抗震性能明显优于普通桁框结构。提供的计算方法具有较高的精度,可以在确保消能段耗能的前提下实现结构的优化设计。     

某高层建筑底层框架柱抗震延性设计思路分析

随着对结构抗震性能的深入研究,延性设计的概念逐渐进入到工程界和学术界.延性设计就是利用结构、构件自身的延性耗能能力来抵抗地震作用.本文结合一栋比较典型的高层建筑,对该工程底层框架柱进行延性抗震设计,以达到良好的延性性能.经过非线性有限元分析,根据延性设计的思路,采取相应的措施后,框架柱能够具备足够的延性.     

钢骨混凝土组合框架抗震性能研究

通过2榀钢骨混凝土柱-钢梁框架的低周反复荷载试验,对钢骨混凝土组合框架的滞回性能、延性、耗能性能、刚度衰减等抗震性能进行研究。并依据JGJ 138—2001《型钢混凝土组合结构技术规程》及YB 9082—2006《钢骨混凝土结构技术规程》计算组合框架的极限承载力。结果表明,钢骨混凝土柱-钢梁框架结构具有良好的抗震性能,两部规程的计算方法均有较高的精度。     

X形弱腹杆式延性桁框结构探讨

X形弱腹杆式延性桁框结构是一种新型抗震结构体系，针对该结构体系，推导消能段的受剪承载力，提出结构简化计算模型，并根据我国抗震设计准则给出确定X形弱腹杆截面和消能段长度的计算方法及构造要求。采用上述方法确定的消能段可以精确控制延性桁框结构的屈服时刻和破坏模式，并实现水平地震作用下各楼层同步屈服，充分耗能。最后采用有限元分析方法进行单向和循环加载分析与验证，结果表明：合理的消能段长度可以显著提高桁框结构的延性、耗能能力、承载能力和安全储备，抗震性能明显优于普通桁框结构；弱腹杆截面和消能段长度的计算方法具有较高的精度，可以在确保消能段耗能的前提下实现结构的优化设计。     

桁架式钢骨混凝土梁-钢筋混凝土柱节点抗震性能试验研究

为研究桁架式钢骨混凝土框架梁-钢筋混凝土柱连接节点的抗震性能,制作12个考虑钢骨含量、腹杆截面面积及轴压比三个变化参数的节点试件,对其进行低周反复荷载试验。试验观察了构件破坏过程,得到了节点梁端荷载-位移滞回曲线和骨架曲线以及各阶段的应变、荷载和位移值,并分析了节点的延性、能量耗散能力、抗剪性能。试验研究表明,该节点形式具有很好的延性和耗能能力,证明在节点区及梁端配有交叉腹杆的桁架式钢骨混凝土梁与钢筋混凝土柱节点连接方法是可靠的,节点能够有效传递弯矩和剪力。在试验研究的基础上建立了恢复力模型,模型和试验能够较好地吻合。研究成果可为工程实践提供参考。     

腹板加劲H形截面框架梁塑性耗能区的抗震性能试验研究

针对腹板宽厚比较大的H形截面钢框架梁塑性耗能区延性较差的问题,提出在其腹板设置纵向加劲肋以改善抗震性能的方法,并进行试验验证。通过4个梁腹板设置纵向加劲肋和1个未设置纵向加劲肋的梁柱刚接节点试件的反复加载试验,对框架梁端塑性耗能区腹板设置纵向加劲肋前后的抗震性能进行对比研究。试验以梁腹板采用弹性设计截面的试件为基准,考察在腹板设置一道、两道纵向加劲肋后塑性耗能区抗震性能的改善程度;并与塑性设计截面腹板梁的试件、部分塑化截面腹板设一道纵向加劲肋的试件进行抗震性能的比对。试验结果表明：设置纵向加劲肋可显著提高H形截面框架梁塑性耗能区的抗震性能;梁端塑性耗能区翼缘宽厚比满足塑性设计截面的要求,腹板采用弹性设计截面的宽厚比,当设置一道或两道纵向加劲肋时,可达到不低于塑性设计截面或GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》二级抗震框架梁端耗能区的抗震性能要求;弹性设计截面腹板纵向加劲肋分隔的区格板件宽厚比与实腹梁腹板宽厚比相当时,抗震性能基本等价。     

设置黏滞阻尼器的装配整体式框架结构抗震性能试验研究

为研究黏滞阻尼器对装配整体式框架结构抗震性能的影响,分别设计制作了1榀带黏滞阻尼器的装配整体式钢筋混凝土框架模型和普通装配整体式钢筋混凝土框架模型.对两模型进行了水平正弦激励荷载作用下的抗震性能试验,研究了两模型的滞回特性、耗能能力等.试验结果表明:设置黏滞阻尼器框架的滞回曲线较普通框架饱满,结构的耗能能力及附加阻尼比...     

现浇柱预制梁混凝土框架结构抗震性能试验研究

为研究装配整体式混凝土框架结构的滞回性能、延性和耗能能力等抗震性能,并考察其在罕遇地震作用下进入弹塑性阶段的受力性能,进行了2个1/2比例的2层2跨现浇柱预制梁框架试件的低周反复荷载试验。2个试件分别为对比装配式框架试件和预制梁端底部钢筋带套管的框架试件,试验中结构的最大层间位移角达到1/25。试验结果表明：现浇柱预制梁框架结构具有稳定的滞回性能及良好的延性;整个试验过程中结构刚度退化明显,且刚度退化主要发生在屈服之前;梁端钢筋的套管很好地发挥了作用,套管将接缝处钢筋变形平均到套管中,增大了梁端塑性铰长度,进而提高了结构的变形能力。研究成果可为装配整体式混凝土框架在抗震设防区的推广和应用提供参考。     

Damage avoidance design of special truss moment frames with energy dissipating devices

An innovative concept using energy dissipating devices, such as buckling restrained braces (BRB), is proposed for special truss moment frames (STMF). The configuration of the proposed system consists of pins introduced at the ends of the top and bottom chord elements of the special segments. Subsequently, energy dissipating devices are used in the form of diagonal braces inside the special segments. An energy-based design methodology is adopted such that the BRBs are designed to provide sufficient energy dissipation capacity with respect to seismic input energy demand on the structure. This energy-based methodology is demonstrated to be accurate by means of a series of nonlinear time-history analyses. The overall seismic response of the proposed system is contrasted with the conventional STMF in terms of story displacements, interstory drifts, story shears and overturning moments, as well as observed damage to structural elements. The proposed system leads to more predictable seismic response and would potentially allow lighter construction and significant cost savings, due to significantly reduced member forces (up to 50% compared with conventional design). Furthermore, damage to structural elements is largely mitigated, hence allowing damage avoidance design of STMFs.     

框架柱截面对结构抗震性能的影响

采用有限元分析软件SATWE对不同框架柱截面尺寸的框架结构,在地震作用下表现出来的性能进行计算分析,总结出了框架柱截面尺寸对结构体系抗震性能影响的一般规律,具有指导意义。     

Experimental study on seismic performance of prefabricated rocking wall frame structure

为避免罕遇地震作用下传统混凝土摇摆墙的开裂损伤且充分利用装配式结构的便捷性，设计了采用双层钢板混凝土墙的摇摆墙结构体系，在浇筑混凝土时双层钢板可充当摇摆墙构件的外模板。跨越结构上、下层的摇摆墙之间采用高强螺栓连接，摇摆墙在工厂预制后运到施工现场进行安装。选用金属阻尼器作为耗能连接件连接摇摆墙与主体框架结构，同时传递层剪力并耗散地震能量。为研究该装配式摇摆墙-框架结构的抗震性能，设计并制作了一个纯框架和两个摇摆墙-框架，其中两个摇摆墙-框架的区别在于金属阻尼器的安装位置不同。通过拟静力试验分析了其破坏模式及抗震性能。试验结果表明：预制装配式摇摆墙与主体框架结构协同工作性能良好，金属阻尼器耗能效果得到充分利用，结构承载力、耗能能力大幅增加；在水平位移较大时摇摆墙竖向发生刚体位移，对整体结构的抗震性能产生一定影响，后续将采用附加预应力的形式减轻摇摆墙竖向抬升的影响。     

装配式摇摆墙-框架结构抗震性能试验研究

为避免罕遇地震作用下传统混凝土摇摆墙的开裂损伤且充分利用装配式结构的便捷性,设计了采用双层钢板混凝土墙的摇摆墙结构体系,在浇筑混凝土时双层钢板可充当摇摆墙构件的外模板。跨越结构上、下层的摇摆墙之间采用高强螺栓连接,摇摆墙在工厂预制后运到施工现场进行安装。选用金属阻尼器作为耗能连接件连接摇摆墙与主体框架结构,同时传递层剪力并耗散地震能量。为研究该装配式摇摆墙-框架结构的抗震性能,设计并制作了一个纯框架和两个摇摆墙-框架,其中两个摇摆墙-框架的区别在于金属阻尼器的安装位置不同。通过拟静力试验分析了其破坏模式及抗震性能。试验结果表明：预制装配式摇摆墙与主体框架结构协同工作性能良好,金属阻尼器耗能效果得到充分利用,结构承载力、耗能能力大幅增加;在水平位移较大时摇摆墙竖向发生刚体位移,对整体结构的抗震性能产生一定影响,后续将采用附加预应力的形式减轻摇摆墙竖向抬升的影响。     

内嵌钢板钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究内嵌钢板钢筋混凝土框架结构的抗震性能,采用2层单跨1/3缩尺模型,设计1榀内嵌钢板钢筋混凝土框架试件和1榀钢筋混凝土框架对比试件。通过低周反复加载试验,研究内嵌钢板钢筋混凝土框架试件破坏机理、滞回性能、刚度退化规律、延性以及耗能能力,并与钢筋混凝土框架进行对比。试验结果表明:内嵌钢板钢筋混凝土框架的破坏机制更加合理,变形能力、抗侧刚度和承载力明显增高;在结构屈服前,梁柱无明显裂缝,钢板二层较一层变形发展充分,主应力沿对角线方向;ABAQUS有限元分析结果和试验结果吻合较好。