钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计指标

通过分析结构变形与损伤的关系,选取层间位移角作为钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计指标。统计分析了国内15榀钢筋混凝土框架结构拟静力试验中的26组关于层间位移角的实测数据和国内外126个钢筋混凝土框架柱的抗震性能试验数据,建立了钢筋混凝土框架结构在不同性能水平时的量化指标。通过非线性静力分析和时程分析,对提出的抗震设计指标的合理性和有效性进行了计算分析。结果表明,以基本抗震设防目标设计的框架结构在不同地震作用下,其各级性能水平所对应的层间位移角可以满足本文所提出的层间位移角限值的要求。     

广州白云国际机场二号航站楼预应力混凝土柱结构设计

我国的《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)及《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)规定钢筋混凝土框架结构的弹性层间位移角限值为1/550。对于层高较大的框排架结构,如机场航站楼、铁路站房、体育馆等建筑,柱顶铰接,排架结构的位移比框架结构大,层间位移角限值往往成为柱截面的控制因素。这些建筑的围护结构多为金属或玻璃幕墙,能承受较大的变形,如混凝土柱仍按1/550的层间位移角限值设计,柱截面往往偏大。如为满足位移角限值而采用钢柱或钢管混凝土柱,则经济代价较大。在广州白云国际机场二号航站楼工程中,对支撑钢屋盖的混凝土柱施加预应力,当结构的弹性层间位移角限值放宽至1/350时,预应力混凝土柱仍基本处于弹性状态,柱截面尺寸得到优化,建筑效果和经济效益显著。     

考虑结构整体特性的钢筋混凝土框架震后残余侧移响应研究

为了研究钢筋混凝土框架结构震后残余位移及结构整体特性对其影响,首先对3个楼层数不同的钢筋混凝土平面框架结构进行静力推覆分析,得到结构第一模态推覆曲线及相应等效三线形推覆曲线,进而基于等效推覆曲线获得结构整体的屈服后刚度比和下降段刚度比。其次,通过对钢筋混凝土平面框架结构在3个地震动强度水平、22条地震动记录输入下的弹塑性时程分析,分别计算得到最大层间位移角和最大残余层间位移角的平均值、标准差和变异系数,并分析结构整体特性如结构基本自振周期、屈服后刚度比、下降段刚度比等对最大层间位移角和最大残余层间位移角的影响,以及最大层间位移角和最大残余层间位移角之间的相关性。结果表明,最大层间位移角和最大残余层间位移角受结构基本自振周期影响明显,同一地震动强度水平下,两者均随结构基本自振周期的增大而增大。随着结构屈服后刚度比的增大和下降段刚度比绝对值的增大,最大残余层间位移角也增大,其离散性也随之变大。与上部楼层相比,高强度水平地震动下非线性发展较为充分的结构下部楼层的最大层间位移角和最大残余层间位移角的相关性较好。     

基于构件变形的RC框架结构可修复能力评估方法研究

针对RC框架结构可修复能力不明确的问题,提出基于构件变形的RC框架结构可修复能力评估方法。研究以柱达到严重破坏作为结构拆除的判断准则,引入结构可修复能力储备系数来量化结构可修复能力。以结构动力失稳作为结构倒塌的判断准则,对按照我国规范GB50011-2010设计的48个RC框架结构分别进行增量动力分析;探讨柱分别达到严重破坏和结构倒塌状态下的层间位移角分布规律,包括最大层间位移角和残余层间位移角。发现柱达到严重破坏的残余层间位移角均值为1.48%,主要分布在0.5%~2.5%之间,且残余层间位移角超出0.5%时柱严重破坏的概率较高;柱达到严重破坏时最大层间位移角的数据离散性比不同残余层间位移角限值对应的数据离散性更小,且在基于残余层间位移角的拆除准则中可修复能力储备系数对残余层间位移角限值变化较为敏感,表明基于柱达到严重破坏的拆除准则比基于残余层间位移角的拆除准则更合理,可用于量化结构可修复能力。     

钢筋混凝土框架顶部钢结构加层不同工况抗震性能研究

以实例工程为背景,在模型验证的基础上,采用数值分析的方法,研究了钢筋混凝土框架顶部进行钢结构加层时,底部既有钢筋混凝土框架层数、加层钢框架层数以及加层柱截面尺寸变化等对结构抗震性能的影响。分析表明,可以根据建筑最大层间位移角限值,确定最大加层层数和最小加层柱截面尺寸。加层结构层间位移角最大值常出现在加层结构顶部第2层,而原结构下部某一层位也可能在加层后演化成整体结构薄弱层。加层越多,底层层间剪力值反而越小;实际工程中可以在结构顶部设计较柔的顶层(人工耗能层),以减少底部地震剪力,实现被动抗震目的。     

空腹式型钢混凝土异形柱框架抗震性能试验研究

通过对空腹式型钢混凝土(SRC)异形柱框架进行低周反复加载试验,观察结构的受力过程和破坏形态,获得结构的荷载-位移滞回曲线和骨架曲线以及主要阶段的荷载和位移值,并分析结构的层间位移角、延性、耗能性能及刚度退化等抗震性能指标。试验结果表明:空腹式SRC异形柱框架破坏时形成梁铰机制,属于"强柱弱梁"型结构;滞回曲线较为饱满,刚度退化小;弹塑性极限层间位移角超过规范规定的限值,抗倒塌能力强;延性和耗能能力均优于钢筋混凝土异形柱框架。     

板柱节点拟静力试验的层间位移角与剪重比关系

总结了国内外关于钢筋混凝土及预应力混凝土板柱节点拟静力试验的研究成果,采用最小二乘法分析了板柱节点层间位移比与重剪比之同的相关关系,分别给出了钢筋混凝土及预应力混凝土板柱节点不配置抗冲切钢筋时,具有95%保证率的的层间位移角与重剪比关系曲线,提出了与1/100及1/50层间位移角对应的、可不作抗震弹塑性变形验算的重剪比限值.     

水平双向加载下钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

针对双向水平地震作用下钢筋混凝土框架柱的抗震性能,开展了9个钢筋混凝土框架柱的水平双向拟静力试验研究,考察轴压比、体积配箍率、纵筋配筋率以及加载路径对柱抗震性能的影响,对双向加载下柱的受力特点、承载力变化、位移延性和极限侧移角等指标进行分析。结果表明：相对于水平单向加载,双向加载对柱的抗震性能存在显著不利影响：柱的抗弯承载力及极限位移均明显减小,损伤程度明显加重;随加载方式由单向-十字-菱形-方圈变化,相同位移下柱的强度退化与抗弯承载力下降幅度均有所增加。考虑双向受力后,典型技术标准给出的RC框架结构极限层间侧移角限值的安全冗余度显著降低。基于试验结果初步提出结构设计及分析建议：考虑双向水平地震动影响时,框架柱的抗震设计宜适当降低轴压比、增加约束箍筋、适当折减柱的抗弯承载力;采用层间侧移角进行结构倒塌判别时,可取双向地震动作用下结构最大层间侧移矢量的大小作为判别位移,并根据分析性质（结构设计或既有结构分析）选取恰当的极限层间侧移角判断标准。     

填充墙对钢筋混凝土结构抗侧移能力影响的分析

规范对钢筋混凝土框架结构和钢筋混凝土框架—抗震墙、板柱—抗震墙、框架—核心筒的弹性层间位移角限值的规定,是依据以往的试验研究和实际工程的统计,其他的钢筋混凝土结构则是根据这两种的结果进行一定程度的加严或放松,且至今规范仍未有关于短肢剪力墙的弹性层间位移角限值的规定。通过结构之前的共通性,找到填充墙是影响其限值取值的一个极为重要的因素。填充墙作为结构的重要组成部分,可以承担部分水平地震作用,提高结构抗侧移刚度,限制主体结构构件的变形。在设计时,往往通过周期折减系数考虑其对结构的作用,但是,这样计算的结构侧移与实际情况计算的侧移不符合,通过对以有的试验结果和理论推导,建议设计时采用刚度增大的计算方法来计算弹性水平位移角,并提出异形柱框架结构和短肢剪力墙结构的弹性层间位移角限值的取值可根据肢厚比在1/550和1/800之间进行线性差值。     

某框架结构局部拆改梁柱构件后结构安全评估

分析了某框架结构装修过程中,将局部钢筋混凝土框架梁及框架柱拆除前后结构计算自振周期和结构最大层间位移角,同时对构件抗震承载力进行了验算及研究,并给出了加固的建议。     

异形柱框-剪结构中剪力墙刚度变化对柱内力的影响

利用异形柱框架 剪力墙结构协同工作的基本微分方程 ,给出异形柱框架楼层剪力与框 剪结构刚度特征值的关系 ,分析在中高层异形柱框架 剪力墙结构设计中 ,改变剪力墙的弯曲刚度对异形柱框架楼层剪力的影响 ,并通过算例说明调整剪力墙数量和优化剪力墙抗侧刚度时异形柱内力 (剪力和轴力 )的变化情况。     

高温下钢筋混凝土异形柱的试验研究

进行了11根钢筋混凝土异形柱和1根钢筋混凝土方形柱在ISO834标准升温过程下的明火试验,分析了轴压比和受火方式对高温下不同截面形状的钢筋混凝土柱的破坏形态、轴向变形,以及耐火极限等的影响。试验结果表明:(1)钢筋混凝土异形柱的耐火性能明显低于方形柱。(2)轴压比对异形柱的耐火极限影响较大。(3)一般而言,十字形柱的耐火性能比T形柱好,T形柱比L形柱好;但当轴压比较大(例如0.55)时,T形柱的耐火性能有可能好于十字形柱。最后,利用三种高温下钢筋混凝土异形柱的数值分析模型对12根试验柱的耐火极限进行了计算,比较了不同模型的模拟效果。     

浅谈异形柱结构与其他结构的区别

归纳了异形柱结构的特点,探讨了异形柱与矩形柱、异形柱与短肢剪力墙、异形柱与砖混结构的区别,指出异形柱框架体系中应该考虑适当的抗扭转措施,以符合概念、设计要求。     

8度区异形柱框架-剪力墙结构的振动台试验研究

为了对比异形柱框架-剪力墙结构与框架结构在抗震性能、破坏机理等方面的异同,探讨其在高烈度地震区的适用性,根据相同的背景情况设计制作了一个1/8比例的10层异形柱框架-剪力墙模型,进行了振动台试验。根据设计计算的结果和振动台试验中出现的现象及其分析,研究了计算方法的适用性、结构的总体抗震性能和破坏机制。指出该体系具有易于满足位移要求、在大震中以梁铰机制为主、抗倒塌能力强等特点;同时通过与框架结构破坏现象的对比,说明了这种体系可以有效地解决节点承载力问题,在高烈度区应用异形柱结构时应优先采用。     

不同计算模型对异形柱结构体系抗震分析的影响

钢筋混凝土异形柱指的是除矩形、圆形以外的截面形式,如T形、十字形、L形等截面形式,仅由钢筋混凝土异形柱作为竖向构件组成的结构体系,称之为异形柱框架结构,它一般可用于多层住宅等。文章主要论述了不同计算模型的异型柱结构体系抗震的影响,并就此展开分析。     

框架-核心筒混合结构基于刚度退化的反应谱设计方法研究

根据型钢混凝土框架试验数据确定型钢混凝土框架的刚度退化模型,结合钢筋混凝土剪力墙和钢筋混凝土框架的刚度变化规律,提出框架-核心筒等双重结构体系可用基于刚度退化反应谱理论进行三阶段抗震设计。在介绍该方法实现步骤等的基础上,通过算例验证该方法的适用性。最后得到框架-核心筒在地震作用下剪力重分布的一些规律,并对框架柱的可能破坏状态进行讨论。     

RC框架-HPFRC耗能墙结构侧向刚度计算模型

研究了钢筋混凝土(RC)框架高性能纤维增强混凝土(HPFRC)耗能墙结构中RC框架和HPFRC耗能墙的刚度退化规律,建立了RC框架HPFRC耗能墙结构在开裂、屈服和峰值荷载点的侧向刚度计算模型.结果表明：RC框架与HPFRC耗能墙在同一特征荷载点的刚度退化规律差异较大,HPFRC耗能墙比RC框架的刚度退化缓慢很多;基于RC框架与HPFRC耗能墙的刚度退化规律所建立的有效侧向刚度计算模型,基本反映了RC框架HPFRC耗能墙结构的受力和变形特点,按此模型计算所得的结构位移值与试验值基本吻合.     

钢筋混凝土异形柱框架结构地震反应分析

以某框架结构为研究对象,针对不规则异形柱框架结构的受力性能作出较细致的研究,分析了不规则钢筋混凝土异形柱框架结构在多遇地震作用下的反应及抗震性能,得出在结构设计中应考虑扭转因素的结论。     

高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构抗震性能研究

为研究高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的抗震性能,分别设计了一个10层钢筋混凝土框架结构和屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构模型,进行了地震作用下动力非线性分析。结果表明：屈曲约束钢板墙可显著减小高层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的层间位移,同时在罕遇地震作用下框架中塑性铰的数量也有大幅减少,表现出良好的抗震性能。在此基础上,综合规范对框架结构和框架-抗震墙结构抗震等级和柱轴压比限值的规定,并结合屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的受力特点,提出了高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的抗震设计建议。建议屈曲约束钢板墙的边缘构件按框架结构确定抗震等级和柱的轴压比限值,其他框架部分根据其承担的地震倾覆力矩比例大小,按框架结构或框架-抗震墙结构确定抗震等级和柱的轴压比限值。     

钢筋混凝土异形柱框架地震反应谱分析

运用有限元软件ANSYS,通过建立三维空间分析模型,对异形柱框架结构与矩形柱框架结构的动力特性、频率、振型进行了探讨,用反应谱方法对比分析了异形柱框架结构与矩形柱框架结构在地震作用下的变形特性及内力分布规律。