预应力巨型支撑—钢框架结构侧移模式研究

基于纯钢框架结构及钢框架—支撑结构的受力特点,提出新的结构形式——预应力巨型支撑—钢框架结构体系。采用SAP2000建立不同结构尺度的二维结构模型,变化框架相对抗侧刚度,进行几何非线性有限元分析,并与纯钢框架结构、非预应力巨型支撑—钢框架结构比较,着重研究预应力巨型支撑—钢框架结构的侧移模式,结果表明预应力巨型支撑可以显著提高结构的抗侧刚度;预应力巨型支撑—钢框架结构侧移模式具有弓形特征,钢框架相对抗侧刚度越小,弓形特征越明显;高层预应力巨型支撑—钢框架结构侧移模式呈现多个弓形串联特征,串联节点正是预应力巨型支撑锚固位置所在。     

基于抗侧刚度比的防屈曲支撑钢框架住宅设计及分析

为探讨支撑钢框架结构中支撑的合理设计方法,以抗侧刚度比为控制指标,对一栋20层的钢结构住宅进行防屈曲支撑的优化设计。基于弹塑性时程分析,对比防屈曲支撑框架结构在固定抗侧刚度比与变化抗侧刚度比对结构性能的影响。研究结果表明:在防屈曲支撑总截面面积不变化的情况下,相对于固定抗侧刚度比的结构,采用变化抗侧刚度比结构的最大层间位移角均有所降低,在保证支撑用量不变的前提下,提高了结构整体抗震性能。     

抗侧刚度比对限制屈曲支撑抗震性能的影响

介绍了一种新型耗能钢框架结构支撑--限制屈曲支撑(BRBs),定义了BRBs与钢结构框架的名义抗侧刚度比R,建立了几何计算模型,并采用ANSYS有限元软件对其进行振型分解反应谱法和时程分析计算.然后,对计算结果进行分析,得出了名义抗侧刚度比R的变化对结构抗震性能的影响规律,总结出了多高层建筑刚度比的最佳取值范围.本文结论可为限制屈曲支撑结构设计提供参考依据.     

钢筋混凝土框-撑结构在多层建筑设计中的探讨

在已有试验研究成果的基础上,针对钢筋混凝土框架-支撑结构的特性,对比分析了框架结构、框架-支撑结构、框架-剪力墙结构的受力特点,提出设置支撑能够有效地提高多层框架结构的抗侧刚度、抗扭刚度以及解决不规则结构平面偏心的问题。对支撑体系在高烈度区框架结构设计中的应用提出一些建议及探讨。     

支撑布置对钢框架结构抗侧刚度的影响

纯钢框架建筑结构体系刚度较小,层间位移起主要控制作用,设置支撑体系可有效地提高结构的整体抗侧刚度,减少结构用钢量。以广泛应用的多高层钢框架支撑结构为对象,通过计算不同支撑类型及支撑布置方式下钢框架支撑结构的顶点位移,研究了支撑形式对多、高层钢框架结构抗侧刚度的影响。研究结果表明,对于不同的支撑类型,支撑沿竖向集中布置于中间跨的钢框架结构抗侧移刚度好于将支撑布置在边跨以及其他跨上。对于相同的支撑布置方式,不论是中心支撑,还是偏心支撑,在抗侧刚度和经济性方面,人字形支撑框架均好于单斜杆支撑框架。     

预应力巨型支撑-钢框架结构抗侧移性能研究

在当前的工程建设中,预应力钢结构以其技术先进、经济合理、安全适用,应用前景广阔.本文利用有限元分析软件SAP2000研究对比了预应力巨型支撑-钢框架结构与纯钢框架结构、巨型支撑-钢框架结构的抗侧移性能;从集中荷载模式和均布荷载模式两方面对预应力巨型支撑-钢框架结构的侧移模式进行了分析;并运用数值模拟手段研究了支撑的预应力与结构抗侧刚度的关系等关键问题,并得出了相应的结论,可为预应力巨型支撑-钢框架结构的设计和加固提供一些参考依据.     

整体刚度对框架结构破坏机制的影响

针对历次地震中多数框架结构为不利抗震的剪切型破坏这一现象,简要介绍了影响框架结构破坏机制的因素,以顶点承受集中荷载的框架结构为对象,从本质上研究了结构整体抗剪刚度和抗弯刚度对其破坏机制的影响,找到了影响结构整体抗剪刚度和抗弯刚度的因素,并提出了改变框架结构破坏机制的可行性方法.     

论述抗震设计中斜支撑结构的作用

单个结构单元的非线性分析说明,在异型柱框架中添加了人字形支撑后,结构的抗扭刚度和抗扭承载力有显著提高,延性也有所提高。通过对异型柱框架结构和矩形柱结构进行地震作用下的对比分析,说明异型柱框架的抗扭性能要远低于等惯性矩的矩形框架结构,添加斜支撑对提高异型柱框架抗震性能有显著作用。本文采用有限元程序Ansys和SAP,对异型柱框架结构和异型柱加斜支撑结构进行了空间受力分析,并建议在刚心与质心不一致的异型柱框架结构中,适当使用斜支撑结构以便提高结构抗扭性能。     

利用斜支撑提高异型柱框架结构抗扭性能的研究

采用有限元程序ANSYS和SAP ,对异型柱框架结构和异型柱加斜支撑结构进行了空间受力分析。单个结构单元的非线性分析说明 ,在异型柱框架中添加了人字形支撑后 ,结构的抗扭刚度和抗扭承载力有显著提高 ,延性也有所提高。通过对异型柱框架结构和矩形柱结构进行地震作用下的对比分析 ,说明异型柱框架的抗扭性能要远低于等惯性矩的矩形框架结构 ,而添加斜支撑对提高异型柱框架抗震性能有显著作用。并建议在刚心与质心不一致的异型柱框架结构中 ,应适当使用斜支撑结构以提高结构抗扭性能     

长耗能梁-偏心支撑机制对中心支撑钢框架结构抗震性能的影响

为研究地震作用下人字形中心支撑钢框架结构因支撑的部分失效导致的长耗能梁-偏心支撑机制对结构抗震性能的影响,基于ABAQUS建立了6层人字形中心支撑钢框架结构数值模型,开展了增量动力分析与易损性分析,对比了考虑与不考虑长耗能梁-偏心支撑机制时结构抗倒塌性能的差异,分析了结构的损伤演化过程。结果表明:长耗能梁-偏心机制改变了结构的失效过程,抑制了薄弱层的产生与发展,对结构抗震性能具有显著影响,算例结构的倒塌富余度提高20%以上; 梁的抗弯刚度对长耗能梁-偏心支撑机制具有一定影响,较大的刚度将不利于该机制的形成,降低了结构的抗倒塌能力; 在人字形中心支撑钢框架结构体系的设计与分析中,宜考虑长耗能梁-偏心支撑机制,否则将低估结构的抗倒塌性能。     

对斜支撑结构于抗震设计中作用的探讨

单个结构单元的非线性分析说明，在异型柱框架中添加了人字形支撑后，结构的抗扭刚度和抗扭承载力有显著提高，延性也有所提高。通过对异型柱框架结构和矩形柱结构进行地震作用下的对比分析，说明异型柱框架的抗扭性能要远低于等惯性矩的矩形框架结构，添加斜支撑对提高异型柱框架抗震性能有显著作用。本文采用有限元程序Ansys和SAP，对异型柱框架结构和异型柱加斜支撑结构进行了空间受力分析，并建议在刚心与质心不一致的异型柱框架结构中，适当使用斜支撑结构以便提高结构抗扭性能。     

屈曲约束支撑在侧向刚度不规则结构中的应用

介绍了因结构层高差异较大导致侧向刚度不规则的工程设计难点,综合对比混凝土框架结构、框架–剪力墙结构、框架–普通钢支撑结构及框架–屈曲约束支撑结构对于此类工程的应用特点。对比结果表明框架–屈曲约束支撑结构适用此类工程。对框架–屈曲约束支撑结构进行模拟计算,分析侧向刚度及抗剪承载力计算结果,均满足规范要求。实现了框架–屈曲约束支撑结构体系从概念设计到模拟计算的过程。     

新型自复位Y型偏心支撑钢框架结构的滞回性能

通过将传统Y型偏心支撑中耗能梁段制作材料更换为形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA),提出了一种具有自复位功能的新型Y型偏心支撑钢框架结构。使用ANSYS有限元软件建立了Y型偏心支撑钢框架结构的微观有限元模型,在验证有限元模型合理的基础上,对比分析了传统结构与自复位结构的滞回性能、延性、刚度退化、耗能能力及自复位功能。研究发现新型自复位Y型偏心支撑结构具有良好的自复位功能与延性性能,且初始抗侧刚度及刚度退化与传统结构相当,但耗能能力一般。     

X型支撑-框架结构抗震性能分析

本文以实际工程为背景,分析了X型支撑一框架结构的抗震性能,分析结果表明,铰接支撑可以有效提高纯混凝土框架结构的抗侧刚度,有效减小结构水平位移及层间位移角,增大结构延性以及耗能能力,起到第一道设防的效果。     

屈曲约束支撑在不规则混凝土结构设计中的应用

本文介绍了屈曲约束支撑在不规则混凝土框架结构设计中的应用.上海虹桥交通枢纽工程拟建的公共服务中心为混凝土框架结构,结构在6、7、8层及屋面设有连体结构,竖向严重不规则.结构两塔楼不对称,且刚度相差较大,使整楼的刚心与重心不重合,结构设计时通过两塔楼采用不同大小的柱截面,并在适当的位置设置屈曲约束支撑,来避免刚度中心与质量中心之间存在过大的偏心.结构在罕遇地震作用下,通过屈曲约束支撑的屈服耗能,保护梁柱等主体构件,达到结构大震不倒的设防目标.     

厦门新机场结构耗能减震设计研究北大核心CSCD

结合厦门新机场航站楼指廊工程,研究在复杂框架结构中,通过采用防屈曲支撑减震设计方案来满足结构的抗震性能目标的方法。介绍了本工程的结构体系特点、采用防屈曲支撑的必要性以及防屈曲支撑框架的设计方法。防屈曲支撑框架结构的设计包括构件设计和防屈曲支撑框架结构整体抗震性能分析两大部分内容。作为消能减震构件,防屈曲支撑既能在弹性阶段为主体结构提供抗侧刚度,又能在中震、大震阶段通过自身的滞回耗能为主体结构提供附加阻尼比,减小地震能量。从小震、中震和大震三个阶段,深入分析了防屈曲支撑框架的抗震性能,验证了防屈曲支撑在复杂框架结构中良好的减震效果。     

厦门新机场结构耗能减震设计研究

结合厦门新机场航站楼指廊工程,研究在复杂框架结构中,通过采用防屈曲支撑减震设计方案来满足结构的抗震性能目标的方法。介绍了本工程的结构体系特点、采用防屈曲支撑的必要性以及防屈曲支撑框架的设计方法。防屈曲支撑框架结构的设计包括构件设计和防屈曲支撑框架结构整体抗震性能分析两大部分内容。作为消能减震构件,防屈曲支撑既能在弹性阶段为主体结构提供抗侧刚度,又能在中震、大震阶段通过自身的滞回耗能为主体结构提供附加阻尼比,减小地震能量。从小震、中震和大震三个阶段,深入分析了防屈曲支撑框架的抗震性能,验证了防屈曲支撑在复杂框架结构中良好的减震效果。     

带X型支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能分析

为了提高钢筋混凝土框架结构抵抗超设防烈度地震的能力,研究了在框架中合理设置支撑对结构抗震性能的影响.以某8层框架工程为背景,对3种不同的结构方案——无支撑钢筋混凝土框架、带X型钢管支撑钢筋混凝土框架和带X型钢管混凝土支撑钢筋混凝土框架结构在强震作用下的受力性能进行了Pushover分析.结果表明:在钢筋混凝土框架结构中合理设置支撑可以有效提高结构抗侧刚度,增大结构耗能能力和抗震能力,减小结构顶点侧移和层间侧移;不同材料的支撑起到的抗震效果也不相同,对于本文分析模型,合理设置钢管混凝土支撑起到的抗震效果比设置钢管支撑更加明显.     

多层中心支撑钢框架结构抗震性能简化评估方法

中心支撑钢框架结构是一种典型的双重抗侧力体系,在强震作用下支撑失效会引发结构承载力和刚度的折减,其复杂的恢复力模型使得此类结构抗震性能的评估成为难点。为解决该问题,提出了多层中心支撑钢框架结构储备体系参数的概念及其计算方法,即通过对中心支撑钢框架结构进行推覆分析,将结构转化为等效单自由度体系,同时确定整体结构体系失效过程,进而确定储备体系和储备参数。结合中心支撑钢框架结构延性需求谱,建立了考虑能力储备的多层结构抗震性能简化评估方法,即"能力储备法",该方法可有效评估中心支撑钢框架结构体系抗倒塌性能、延性与变形。采用该方法分析了2个5层中心支撑钢框架结构的抗震性能,并与非线性时程分析结果进行对比。分析表明,能力储备法可对多层中心支撑钢框架结构层间延性和顶点位移进行较准确的预测。     

拉索参数对预应力巨型支撑-钢框架结构弹塑性的影响

为研究拉索参数对预应力巨型支撑-钢框架结构的弹塑性性能的影响,通过改变拉索直径及预拉力,采用Pushover分析法进行静力推覆对比分析。结果表明:拉索预拉力上下浮动20%,对结构极限承载力和抗侧刚度产生的影响很小。拉索直径上下浮动20%,对结构极限承载力和抗侧刚度产生了可观的变化,结构抗侧刚度变化量与之呈正比关系。