翼墙加固方法对框架结构抗震性能的影响分析

汶川地震震害表明,单跨体系不满足多道抗震防线的要求,在罕遇地震作用下极易破坏,甚至发生整体倒塌,造成极大的人员伤亡和财产损失。翼墙加固方法因布置灵活、施工方便、在地震作用下能起到二道防线作用而得到广泛应用。本文首先研究了翼墙框架柱结构体系动力特性,指出对该类结构宜采用等效截面长厚比不大于4的竖向构件。然后,设计了一栋典型单跨教学楼,并采用翼墙对其加固,通过有限元数值分析,研究了单向、双向翼墙加固方案及不同翼墙长度对框架结构的加固效果。结果表明,不宜采用单向翼墙加固方案,而应采用双向翼墙加固方案,并认为翼墙长度为500mm的双向加固方案为本文算例最合适的加固方案。本文研究为有效地提高多层单跨钢筋混凝土框架结构抗倒塌能力的加固方法奠定了基础。     

大比例尺剪力墙住宅楼抗震性能振动台试验研究

以普查地区典型的住宅楼建筑为试验体原型,在轴压比一致相似的前提下,开展几何相似比为1/8的高层剪力墙振动台试验研究。通过对模型输入不同地震动,分析结构的加速度、位移等动力响应,研究了剪力墙结构体系损伤破坏路径、剪力墙及连梁构件的破坏特点。根据试验现象和试验结果分析,研究结构体系的频率衰减、刚度退化、层间位移角等地震响应特性变化规律。研究结果表明：原结构与模型的折算后周期最大误差为5.4%,结构在经历7度、8度罕遇地震后结构频率降低17.43%,刚度退化严重,长墙出现斜向裂缝,短墙出现水平弯曲裂缝,结构的各层加速度放大系数降低。对于规则结构可以按照单向输入地震动进行结构弹性设计,顶层的加速度放大系数为2.6～3.0,顶层结构的层间剪力较大,设计中不可忽略。试验表明,长墙可作为整体结构体系第一道抗震防线,可有效的耗散地震能量,层间位移角可满足高层混凝土技术规程的限值要求,21世纪初建立的短肢剪力墙结构可以很好的实现抗震三水准要求,不需要进行加固与改造。     

高层型钢混凝土框架-混凝土核心筒混合结构#br# 地震破坏等级评估方法研究

型钢混凝土(SRC)框架 混凝土核心筒混合结构以其较好的抗震性能和灵活的空间布置被越来越多地应用于高层及超高层建筑中,合理评估其地震破坏等级可为震前灾害预测和震后修复或重建提供重要依据。总结分析大量该类结构主要受力构件的拟静力试验结果,参考《建(构)筑物地震破坏等级划分》(GB/T 24335—2009)和相关文献,给出各主要受力构件不同破坏状态的描述,计算各构件在不同破坏状态下满足85%以上保证率的变形指标限值,建立基于构件变形指标的该类高层混合结构破坏等级评估方法。通过有限元分析,对1栋混合结构在三水准地震作用下的破坏等级进行评估。结果表明：基于构件变形指标给出的整体结构的破坏等级判别结果与基于有限元分析给出的材料损伤云图的综合判别结果一致,说明所给出的各构件变形指标限值是合理的,所建立的方法是可靠有效的,可为该类高层混合结构的性能评估提供依据和方法。     

截面轴力与弯矩屈服面在钢框架动力弹塑性分析中的应用

为了在现行规范下考虑轴力与弯矩的相互作用,并兼顾计算精度与计算效率,研究了截面屈服面在钢框架动力弹塑性分析中的新应用。首先选用截面组合思想构建轴力与弯矩的屈服面。接着,基于经典塑性理论建立截面恢复力模型,并给出了截面状态确定方法。然后阐述了基于力的梁柱单元状态确定过程及其对截面恢复力模型的调用。最后采用alpha-OS积分算法,对一个四层两跨钢框架开展了动力弹塑性分析。结果表明：截面轴力弯矩屈服面能很好地考虑轴力存在及变化对截面弯矩承载力的影响,基于屈服面的恢复力模型在计算精度上远高于塑性铰模型并逼近纤维模型,在效率上远高于纤维模型,可以用于钢框架的动力结构弹塑性分析。     

双肢剪力墙耦合比计算方法及其应用研究

耦合比作为衡量联肢墙受力性能的重要参数,在国际上已逐步用来指导联肢墙的设计。为了计算弹性和塑性阶段双肢墙的耦合比并明确其合理的应用范围,通过理论推导与数值模拟结果给出了弹性和塑性耦合比的计算方法,分析了耦合比全过程变化规律和不同弹性和塑性耦合比组合下双肢墙的反应,提出了利用耦合比计算双肢墙顶点水平位移的理论公式和通过耦合比实现双肢墙理想屈服机制的建议。研究结果表明:本文弹性和塑性耦合比计算方法与双肢墙顶点水平位移理论公式是有效合理的;弹性耦合比主要由双肢墙几何尺寸所控制;塑性耦合比影响双肢墙的极限承载力和延性,应限制其上限;弹性与塑性耦合比的差值应不小于10%,以防止墙肢先于多数连梁发生屈服。通过快速计算和控制耦合比,可使双肢墙的设计更加合理与安全。     

特高压高压并联电抗器回路抗震性能优化研究

通过数值分析手段,建立了特高压高压并联电抗器回路数值模型,运用反应谱分析方法,针对特高压回路系统各参数对设备抗震性能的影响进行综合研究,分析了支架刚度、设备间距及设备间连接管母壁厚等参数对回路中设备抗震性能的影响,寻求有利于提高特高压电气设备抗震性能的回路系统各参数的最佳范围。提出了频率不低于7Hz的电气设备支架设计原则。研究结果还表明,设备间距变化主要影响设备位移和金具与端子竖向受力,在满足电气设备工艺要求的前提下,回路中设备间距在5~9m时有利于提高设备的抗震性能。连接管母壁厚由10mm变为8mm后,对回路中设备的应力影响小于4%,影响程度相对较小,说明此两种型号的管母对设备地震响应的改变不起控制作用,宜根据实际工程需要选择合适的管母型号。     

高层建筑土-结构相互作用地震反应分析方法及应用

将土与结构作为一个整体,采用平面土-结构相互作用模型,提出了高层建筑土-结构相互作用地震反应分析方法.上部结构采用平面框架-剪力墙(筒体)协同工作模型;地基以高度为H、宽度为B、厚度为t的土体来模拟;土体在静力分析时采用Duncan-Chang模型,动力分析时采用等效线性化模型;基础根据其形式及刚度,分别以梁单元、刚块单元或受弯板单元来模拟.从2个场地覆盖土层较厚的高层建筑为算例,阐明了土-结构相互作用对高层建筑地震反应的影响及该方法的适用性.     

钢筋网水泥砂浆面层加固砖砌体结构振动台模型设计

试验设计的缩尺模型是以一栋八十年代典型三层砖砌体办公楼为原型,采用钢筋网水泥砂浆面层对其进行加固;探讨了该模型试验设计全过程的关键技术,包括墙体竖向压应力的模拟和钢丝网、水泥砂浆、砖砌体的材料协同工作等方面;给出了模型材料的选择、相似关系的确定、构造措施的做法、加固面层的做法、附加质量的确定以及仪器仪表的布置等;结合数值分析给出了在地震作用下该模型加固后的初步预测结果,为下一步通过地震模拟振动台试验验证该加固方法对砖砌体房屋整体加固的有效性做准备。     

基于增量动力分析的超高层混合结构地震易损性分析

在增量动力分析的基础上,结合地震易损性分析,提出了基于增量动力分析的超高层混合结构地震易损性分析方法,该方法可以从概率角度定量评估该类工程结构的抗震性能。以设计的某50层超高层混合结构为算例,采用上述方法对该结构进行地震易损性分析,依据指定不同强度地震作用下各极限状态的结构地震易损性概率,评定该结构的抗震性能。结果表明：该超高层混合结构在7度多遇地震作用下,处于正常使用和基本可使用状态;在7度设防地震作用下,处于基本可使用和修复后使用状态;在7度罕遇地震作用下,处于修复后使用和生命安全状态。该结构基本满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求,具有良好的抗震性能。     

预应力索梁结构施工过程力学性能分析

基于能量原理对预应力索梁结构施工过程进行分析,研究其施工方案,同时结合SAP 2000有限元程序对某已建大跨预应力索梁屋盖施工过程的受力性能进行模拟,并将其模拟分析结果与整体设计计算结果对比,得出:施工过程中合理地控制索结构预拉力,保证拱梁、索准确就位是预应力索梁结构进入安全工作状态的前提;模拟分析结果与整体计算结果吻合较好。因此,该分析方法可以对预应力索梁结构施工过程的荷载效应进行准确预测和控制,为安全准确施工提供保证,同时为预应力索梁结构初期设计提供参考。