长周期超高层建筑最小底部剪力系数

推导了底部剪力系数Cs的通用表达式,绘制了Cs-T关系曲线,结果表明Cs随基本周期变长而快速下降。不满足最小底部剪力系数Cmin s的需求并不意味结构方案和布置不合理。按当前的抗震理论,底部剪力是结构承受地震作用大小的宏观指标。当结构的基本周期超过某一个临界周期时,合理、简单、有效的方法是按比例放大设计地震作用使Cs≥Cmin s,而不是增大刚度、缩短周期。另外,笔者认为《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)规定的Cmin s限值是合理的,应予以执行。然而,当使用基于性能的方法进行抗震设计时,可予以放松。     

长周期超高层钢筋混凝土建筑P-Δ效应分析与稳定设计

应用解析解和能量法讨论了等截面均质悬臂杆模型以及基于顶点位移等效原理的等效刚重比的理论缺陷和不确定性,明确指出带P-Δ杆或P-Δ柱的力学模型是对结构进行P-Δ效应数值分析的最理想模型。按我国规范,提出按小震和大震二阶段进行稳定设计的学术观点。建议在基于承载力的小震设计中,将使用有限元法得到的屈曲因子直接作为判别结构整体稳定性的设计指标,使用"直接法"确定放大的位移和弯矩。在基于变形的大震设计中,同时考虑材料非线性和构件几何非线性,计算塑性(广义)变形,评估结构的抗震性能目标。     

东莞天利中央花园抗震性能评估

东莞天利中央花园为部分框支剪力墙结构体系,厚板转换,具有楼板局部不连续等多项不规则。根据结构特征、构件的部位和重要程度以及开发商的需求,针对不同设防水准的地震作用,制订了一系列抗震性能目标。对薄弱连接板和转换厚板,采用中震承载力极限状态设计法。使用SAP2000进行静力非线性分析,用能力谱法进行性能评估。结果表明,薄弱连接板、转换厚板和框支柱等都能满足大震不屈服的性能目标。     

长周期超高层建筑三维稳定设计及其扭转屈曲因子

讨论了长周期超高层钢筋混凝土建筑的三维稳定设计。以巨型框架-核心筒结构体系为背景,对15个案例进行弹性屈曲和地震反应分析。所有案例的扭转屈曲均为第一扭转模态,与收集到的8个工程实例的屈曲性能基本一致。弯矩作用平面内的P-Δ效应仍是重力二阶效应的主要表现形式。但是,5%偶然偏心的计入对于偏心明显的长周期超高层建筑而言,P-Δ,θ效应会进一步放大构件的变形,导致配筋的增加。典型工程实例的推覆分析表明,P-Δ,θ效应对结构整体的抗倾覆能力也许不会产生实质性的影响。另外,由于屈曲分析与自由振动分析微分方程的一致性,对于长周期超高层建筑,推荐使用扭转屈曲因子λt cr替代周期比作为控制抗扭刚度的指标。     

双向板裂缝及长期开裂挠度的有限元非线性分析

简述了受压混凝土的徐变基本理论和裂缝间受拉混凝土对开裂构件刚度硬化的分析模型,并解读了GB 50010—2010,ACI 318-08的EC 2∶2004有关裂缝和挠度计算条文的理论背景。其中,EC 2∶2004使用徐变系数φ(t,t0)、混凝土龄期调整弹性模量Ec(t,t0)和刚度插入系数ζ,三个反映徐变和开裂刚度的设计参数来计算裂缝宽度和长期挠度的半经验公式,既适用于梁,也适用于双向板。另外一个方面,由于双向板主应力方向随平面位置变化,使用植入φ(t,t0),Ec(t,t0)和ζ的板单元进行有限元非线性分析,是计算双向板裂缝和长期开裂挠度的通用方法。在列出了有限元非线性分析的基本流程后,作为一个算例,使用CSI. SAFE完成了地下室柱支撑双向顶板的截面设计及使用极限状态的裂缝和长期挠度的验算,并与板带分析法进行了对比。验证了GB 50010—2010与EC 2∶2004对于裂缝与挠度计算条文的适用性与局限性,并对双向板裂缝和长期挠度的计算方法给出了意见。     

超高层框架-核心筒结构的扭转刚度及其稳定

为了控制超高层框架-核心筒结构的侧向刚度和扭转刚度，以临界屈曲因子为参数，讨论了弯曲、扭转双重二阶效应对刚度的影响。推导了结构的临界屈曲因子与自振周期的关系，指出扭转临界屈曲因子是合理反映超高层框架-核心筒结构扭转刚度的力学参数，推荐采用扭转临界屈曲因子替代周期比评估结构的扭转刚度。选取两个超高层框架-核心筒结构工程案例及其参数测试模型，通过几何与材料非线性分析，分析了超高层框架-核心筒结构屈服后，临界屈曲因子、刚度折减、地震作用之间的相互关系。结果表明，偏小的扭转临界屈曲因子和扭转与弯曲临界屈曲因子比会引起更多的刚度折减，扭转临界屈曲因子有可能成为结构刚度设计的主导参数。根据刚度折减-地震水准关系曲线和刚度折减-临界屈曲因子关系曲线，给出了弯曲和扭转临界屈曲因子容许下限的建议值分别为7.5和2.5。