新增部分剪力墙的框架结构抗震性能研究

在框架结构中新增部分剪力墙,能够明显提升结构的抗震性能,框架与新增部分剪力墙之间新老混凝土界面受力行为是结构分析的关键问题。运用ABAQUS有限元软件,基于新老混凝土界面模拟方法,建立了4个高宽比为1.5的框架-剪力墙模型,通过低周往复加载,研究了新老混凝土界面参数、新增剪力墙的混凝土强度、墙与框架的连接方式对承载力的影响。分析了新增部分剪力墙的框架结构和整浇框架-剪力墙结构在破坏形态、承载力和延性等抗震性能方面的差异。研究结果表明：新增部分剪力墙的框架结构的屈服荷载和峰值荷载都小于整浇框架-剪力墙结构,新增墙体端部设暗柱,不与框架柱连接的方式和分布筋全部插入框架的方式在承载力上相差不大。最后,给出了新增部分剪力墙的框架结构的水平承载力计算公式。     

纤维增强混凝土耗能墙-钢筋混凝土框架结构抗震性能数值研究

在高性能纤维增强混凝土(HPFRC)耗能墙-钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能试验研究的基础上,考虑了RC框架混凝土强度等级、框架柱配筋率、框架柱截面尺寸三个因素,进行了有限元模拟分析。结果表明:建立的HPFRC耗能墙-RC框架结构有限元模型较为准确,有限元计算结果与试验结果吻合较好;随着RC框架混凝土强度等级的提升,试件各个荷载特征点的水平承载力均有所提高,但变形能力变化不大;随着框架柱配筋率和框架柱截面尺寸的增大,试件各个荷载特征点的水平承载力均明显提高,极限位移也有所增加;为了保证此类结构的抗震性能,针对RC框架混凝土强度等级、框架柱配筋率和框架柱截面尺寸,提出了可供设计参考的相关建议值。     

空间框架共同作用分析的简化方法

在实际工程中,有许多筏基空间框架结构纵向不是很长,纵横向框架的跨数几乎相当或相差不多,为分析这一类结构的共同作用,本文提供了一种简化方法。在此简化方法中,考虑了结构变形的协调条件对荷载进行重分配,因此简化方法所得结果与三维空间有限元共同作用分析结果十分接近。本简化方法同样也适用于纵向很长,横向框架特性相类似的筏基空间框架结构。     

冷弯薄壁型钢填充墙板-装配式混凝土框架结构抗震性能数值分析

为开拓冷弯薄壁型钢填充墙板在装配式建筑中的应用前景,将冷弯薄壁型钢填充墙板引入装配式混凝土框架中,并对其在地震作用下的共同受力性能进行了研究.在对1榀冷弯薄壁型钢填充墙板-装配式混凝土框架结构以及1榀装配式混凝土空框架结构试验分析的基础上,利用有限元分析软件ABAQUS建立了冷弯薄壁型钢填充墙板-装配式混凝土框架结构的数值模型.展开了冷弯薄壁型钢填充墙板-装配式混凝土框架结构在水平力作用下的全过程受力分析,揭示了结构体系在不同应力阶段的发展过程及典型破坏模式.另一方面,对影响冷弯薄壁型钢填充墙板-装配式混凝土框架性能的8个参数展开了进一步的研究与探讨.试验结果表明,轴压比n、混凝土强度fcs以及轻聚合物填料强度flc为影响框架体系抗剪承载力与抗侧刚度的主要因素.同时,提出了一种冷弯薄壁型钢填充墙板抗侧移刚度的简化计算方法,并通过有限元分析结果验证了其准确性.研究结果将为该结构在实际工程中的应用提供依据.     

框架外节点核心区斜压破坏承载力研究

本文针对钢筋混凝土框架结构外节点的受力状态，进行了有限元计算，计算结果验证了外节点核心区中斜压杆的存在；探讨了斜压杆的极限抗压强度及外节点水平抗剪承载力的计算方法，并在有限元计算中得到了证明；研究分析了框架外节点核心区斜压破坏的受力机理，讨论了柱轴力对斜压杆的极限抗压强度及外节点水平抗剪承载力的影响。     

D型偏心支撑钢框架耗能梁段性能分析

D型偏心支撑是广泛应用于钢框架偏心支撑结构中的耗能形式之一。它是在中心支撑结构基础上改良的一种钢框架支撑形式,它不但继承了中心支撑钢框架抗侧移刚度和强度大的优点,还结合了抗弯钢框架结构中梁柱节点的良好的的抗弯性能;同时又解决了中心支撑框架中支撑斜杆重复压屈后抗压承载力降低从而导致延性差等问题,即通过支撑斜杆至少有一端与梁相连从而在梁端形成的耗能梁段来耗散地震能量,从而保证支撑不先发生受压屈曲。本文采用理论分析与有限元分析相结合的方法,先用虚功原理对耗能梁段与钢框架的承载力关系做出了推导,然后用ABAQUS有限元软件对8种具有不同耗能梁段长度的D型偏心支撑钢框架建立有限元模型,进行非线性有限元分析。通过偏心支撑极限承载力和滞回性能的对比分析,表明了耗能梁段的长度的最佳长度范围。耗能梁段过长或者过短都会导致整体结构的抗震性能越差。最后根据有限元分析结果提出了对耗能梁段长度的建议。     

基于填充墙等效斜压杆模型的钢框架结构连续倒塌分析

填充墙作为钢框架的主要组成部分,对结构的抗连续倒塌性能有一定的影响,但实际工程设计与研究中没有考虑填充墙的影响。在连续倒塌工况下,分析填充墙在钢框架结构的受力情况,提出填充墙的等效压杆模型的极限承载力计算方法及简化方法,得到考虑填充墙作用下塑性铰阶段的失效点竖向承载力。通过有限元分析对已简化的模型进行框架连续倒塌分析,验证计算方法的准确性,探讨填充墙对塑性铰的形成发展、极限承载力值的影响。研究表明,填充墙能有效提高结构抗连续倒塌性能。     

装配式人字撑复合墙板异形柱框架抗震性能研究

提出一种新型装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。为研究其抗震性能,对一榀1/2缩尺异形柱框架结构进行低周反复荷载试验,分析其破坏形态、滞回曲线、承载力、耗能能力、位移延性、刚度退化等指标,并通过ABAQUS有限元软件模拟后将模拟结果与试验结果进行了对比分析。研究结果表明：装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构呈现“泡沫混凝土-人字撑-叠合框架梁-组合异形框架柱”分级破坏顺序;复合墙板以剪切破坏为主;人字撑在水平往复位移荷载作用下,可与异形柱框架结构形成双重抗震体系,提高结构的抗震能力;有限元模拟结果与试验结果吻合良好,该有限元模拟方法适用于装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。     

增大截面加固法在框架结构加固中可靠性分析

在震后大量房屋鉴定和加固统计分析的基础上,利用有限元软件ANSYS对框架结构房屋破坏加固处理中常用的加大柱截面法进行可靠性研究分析,通过对比分析加固前后框架结构的水平位移、受力构件的裂缝分布、极限承载力,得到了在框架加固中采用加大柱截面的可行性。     

高层主次结构受力特点及刚度计算方法

近年来,主次结构广泛应用在超高层建筑中,但对其受力特点和刚度形成机制的系统研究却很少。为明确主次结构刚度形成机制、指导主次结构结构设计,通过有限元分析对主次结构受力特点进行研究,给出主次结构抗侧刚度形成机制,并推导主次结构刚度计算方法。以巨型框架结构、主次框架结构、主次框架-单斜撑结构、主次框架-X斜撑结构为研究对象,以构件内力分布特点、变形特性、刚度贡献为重点关注指标。研究结果表明,主次结构在竖向及水平荷载作用下均表现出显著的二级受力特性。水平荷载作用下,主柱沿模块高度呈现弯剪型变形,主次框架-单斜撑、主次框架-X型支撑结构表现出显著的桁架受力特点。次柱轴力沿高度呈周期性分布,次结构传递荷载对主结构变形和内力影响不大,但是其对结构整体刚度贡献不可忽略。分析结果表明,主次结构抗侧刚度关键参数为支撑轴向刚度、主柱轴向刚度、主框架抗剪刚度、次框架抗剪刚度。基于刚度形成机制,给出主次结构刚度简化计算方法,并与有限元方法结果进行对比,验证了刚度形成机制及刚度简化计算方法的有效性。     

钢框架-中心支撑结构体系设计浅析

通过具体的工程,对纯钢框架及钢框架-中心支撑结构体系进行比较,初步探讨了钢框架-中心支撑结构体系的受力性能、设计要点．以供设计参考。     

加草土填充墙钢框架结构有限元分析

对一榀钢框架与一榀加草土填充墙钢框架进行了ABAQUS有限元分析,得到了该体系在低周反复荷载作用下的变形及应力分布状况,并和纯钢框架从承载能力、滞回性能、延性、耗能能力等方面进行对比分析。结果表明加草土填充墙钢框架具有更高的抗侧刚度和承载能力,在墙体开裂前的延性和耗能能力均优于纯框架,是一种较好的抗侧力体系。     

内嵌CCA板填充墙对钢框架结构受力性能的影响

为了研究蒸压无石棉纤维素纤维水泥板(CCA板)填充墙对钢框架结构受力性能的影响,对纯框架和带CCA板填充墙钢框架进行了低周往复加载试验,并利用有限元软件ABAQUS进行了模拟分析。根据试验及有限元模拟结果对带CCA板填充墙钢框架的承载能力、抗侧刚度和耗能能力等抗震性能指标进行了分析。结果表明:在低周往复荷载作用下,CCA板填充墙提高了钢框架结构的承载能力、抗侧刚度;CCA板填充墙参与了钢框架结构的滞回耗能,带CCA板填充墙钢框架的累积耗能能力明显优于纯框架;与纯框架相比,带CCA板填充墙钢框架的初始刚度有所提高;当位移角达到某一限值时,CCA板填充墙的损坏会引起钢框架结构的刚度发生突变,钢框架结构非弹性设计不应考虑CCA板填充墙对钢框架结构刚度的提高作用;所得结论可为带CCA板填充墙钢框架的工程应用提供参考。     

基于钢板连接的夹芯墙板-钢框架装配式体系抗震性能

为了研究基于钢板连接的夹芯墙板-钢框架体系的抗震性能,首先对钢板连接下的夹芯墙板与钢框架进行了抗剪性能试验,研究了连接钢板的抗剪性能,然后进行了1榀连接钢板厚度为3 mm夹芯墙板钢框架体系、1榀连接钢板厚度为6 mm夹芯墙板钢框架体系和1榀对比空框架体系的低周往复试验,分析了各试件的失效模式、滞回性能、耗能能力以及刚度退化规律等,最后综合评价其抗震性能。结果表明:连接钢板的平均抗剪承载力为59.8 kN,并且连接钢板的焊接质量会影响其受力性能,造成墙板框架体系正负向极限承载力的不对称,最大相差达到25.1%; 当连接钢板较薄时,连接件撕裂与开焊,除连接件附近混凝土开裂外,墙板基本完好; 当连接钢板较厚时,连接件基本完好,墙板斜对角开裂破坏,加厚钢板虽能提高体系的初始刚度,但延性有所降低; 增设墙板能提高主体框架的承载力、延性与耗能能力等,并且墙板与钢框架之间协调变形,表现出良好的整体性; 当水平位移较大时,墙板与框架形成对角斜撑机制; 研究成果可为后续开展夹芯墙板与框架相互作用机理的研究提供理论指导。     

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。     

暴雪后门式刚架轻型房屋钢结构厂房的加固设计

2007年3月初,中国东北地区遭遇罕见暴雪,造成大量工程事故.其中,门式刚架轻型房屋钢结构自身超载能力较差,在罕遇荷载作用下发生事故,需要对其进行加固.针对某一工程实例,介绍了雪灾后门式刚架轻钢工业厂房的加固设计方法,包括加固设计原则、主刚架加固、维护结构加固等方面,并在最后提出了轻型房屋钢结构加固设计的相关建议.     

钢构架立面施工图单线表示方法

立面详图表示法适用于人工画构架立面施工图 ,由计算机程序自动生成结构立面详图时 ,不仅单体设计出图量大 ,而且由于程序缺少智能 ,尺寸、文字和构件线条常常重叠在一起 ,设计人修改编辑的工作量大。建议程序自动生成钢构架施工图时采用单线表示法代替立面详图表示法 ,即在有关国标规定的制图规则的基础上 ,结合钢结构施工图简化表达需要 ,增加一些制图规则 ,并将这些规则和斜撑节点标准构造大样编制成标准图。单体设计时按照这些制图规则 ,在用单线表示杆件的结构立面布置图中通过注释、列表、索引 ,与标准构造详图相结合 ,构成一套完整的构架施工图。从而使单体设计可以用单线立面结构布置图代替复杂的立面详图和大量的剖面     

柔性连接多高层钢框架结构的基本自振周期近似计算方法

提出了在底部剪力法计算柔性连接多、高层钢框架结构的基本自振周期时 ,应考虑节点柔性对它的影响 ,该方法也可同时考虑梁柱效应的影响。通过分析和算例表明 ,考虑节点柔性对钢框架基本自振周期的影响是必要的 ,这样不会使设计过于保守 ,与多、高层钢框架结构实际的受力和变形特点相一致 ,供钢框架设计时参考。     

带吊车门式刚架轻钢结构厂房基础反力的计算与设计

对带吊车门式刚架轻钢结构厂房来说 ,由于厂房自重过轻造成基础偏心距过大 ,采用上部主刚架的控制工况组合设计基础难以满足其要求。通过对几个实例的基础反力的计算 ,分析了设计中遇到的问题及解决办法 ,详细阐述了轻钢结构厂房基础的控制工况 ,并对该类型基础的设计提供了一些切实可行的依据。     

空腔砌体复合填充墙钢框架结构极限承载能力试验研究

完成了模型率为1∶2的一榀纯钢框架和一榀1∶2空腔砌体复合填充墙钢框架试件的低周往复加载试验。详细地描述了钢框架结构和空腔砌体复合填充墙钢框架结构在低周往复加载作用下的破坏过程,分析了其在低周往复加载作用下的破坏形态、刚度退化、滞回性能和耗能能力等特性,结果显示空腔砌体复合填充墙钢框架结构比一般普通钢框架结构抗侧力性能好,耗能能力强。探讨了影响空腔砌体复合填充墙钢框架结构承载力的主要因素,并提出了改进措施。提出了空腔砌体复合填充墙钢框架结构的极限承载力计算公式,及其设计方法。该研究成果可为空腔砌体复合填充墙钢框架抗震设计提供依据。