框架-核心筒结构连梁变形特性研究

针对框架-核心筒结构联肢剪力墙的特点,提出根据相邻左、右墙肢变形确定连梁变形的计算方法。分别对高度为180m和300m的框架-核心筒结构进行在多遇地震和罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析,考察连梁在整体结构中的变形情况。在多遇地震作用下,连梁刚度较大,左、右墙肢在倾覆力矩作用下的拉、压变形较大,大部分连梁的变形角明显小于结构的层间位移角。结构加强层对附近楼层变形具有明显的抑制作用,连梁变形很小。在罕遇地震作用下,连梁刚度退化显著,左、右墙肢在倾覆力矩作用下的拉、压变形减小,大部分连梁的变形角大于结构的层间位移角。在不同地震波作用下连梁的变形差异显著,在罕遇地震作用下的最大变形角可达1/40。在进行结构抗震设计时,应保证连梁具有足够的塑性变形能力。     

双阶屈服钢连梁联肢墙的参数设计和布置研究

提出了一种应用于联肢剪力墙体系的新型钢连梁,称之为双阶屈服消能钢连梁。该新型钢连梁包含两部分;发生剪切屈服的核心板梁和发生弯曲屈服的外套箱形梁。在小震作用下,剪切屈服板梁进入塑性,发挥消能减震作用,弯曲屈服梁保持弹性从而保证结构的整体刚度。在中震及大震作用下,剪切屈服梁和弯曲屈服梁同时进入塑性,发挥更大的消能作用,使主体结构免遭过大的地震损伤。双阶屈服钢连梁联肢墙体系作为一种高性能减震结构体系,与传统的混凝土连梁联肢墙体系相比,其刚度和承载力贡献都有较大的提高,并且双阶连梁的附加阻尼比贡献率在小震、中震和大震下可以分别达到28%、44%和72%。联肢墙的耦联比体现了连梁对墙肢约束作用,不同耦联比的联肢墙结构的连梁剪力沿层高分布形式不同。针对3种不同耦联比的联肢墙分析了双阶屈服钢连梁的参数设计方法和建议的布置形式,并在这些建议布置模式下,对比了普通钢连梁结构和双阶连梁结构在小震下的附加阻尼比,大震下各连梁的延性系数等指标,体现了双阶屈服钢连梁对结构的消能贡献和损伤控制。     

短肢剪力墙结构抗震性能及改善方法研究

短肢剪力墙结构由于布置灵活,能充分发挥墙肢的承载力,从而节约材料,特别适用于高层住宅建筑,但短肢剪力墙结构抗震性能较差。采用Nosa CAD软件对短肢剪力墙结构进行弹塑性时程分析,研究其在7度罕遇地震作用下的抗震性能,并通过提高墙身配筋率及采用耗能连梁改善结构抗震性能。分析结果表明:在罕遇地震作用下,提高墙身配筋率能明显减轻剪力墙的损伤;采用耗能连梁,结构基本动力特征几乎不变,耗能连梁可以耗散结构部分能量,大幅减少结构中屈服和压碎梁的数量,且耗能连梁的损伤集中于可更换的连梁阻尼器部位,便于震后修复更换。     

高层剪力墙结构连梁设计的探讨

混凝土构件连梁在地震中起到了一种耗能的作用，对减少墙肢内力、延缓墙肢　屈服有着重要的作用。连梁作为剪力墙结构抗震设计中的第一道防线和主要耗能构件,其设计的合理与否直接影响到建筑物抗震性能的好坏。     

双肢短肢剪力墙的弹塑性分析

应用带刚域的弹塑性杆单元来模拟短肢剪力墙的连梁和墙肢,并考虑剪切变形影响,分析了水平侧向荷载作用下双肢短肢剪力墙的弹塑性过程,并研究了肢强系数、整体性系数、翼缘宽度和连梁配筋率等参数其塑性性能的影响。结果表明,水平侧向荷载作用下,短肢剪力墙的连梁先于墙肢屈服,所有的连梁都屈服后,剪力墙还有较大的承载能力和变形能力。最后,底层墙肢随着荷载的增加达到屈服极限,结构丧失承载能力;在墙肢截面和配筋率一定时,随着肢强系数的增加、整体性系数的减小和连梁配筋率的降低,短肢剪力墙的承载能力降低,延性增加;而随着墙肢翼缘宽度的增加,短肢墙的承载力和延性都增加。因此在设计中,通过合理选择这些参数,可以使短肢剪力墙具有较高的承载力和良好的延性。     

承载-消能双功能钢连梁在高层框剪结构中的设计与应用

剪力墙结构和框架-核心筒混合结构体系是目前高层建筑中普遍采用的结构形式。连接墙肢与墙肢的连梁以及框架柱与墙肢之间的深梁,常存在跨度小、截面大的特点。采用钢筋混凝土设计该类型梁,会导致连梁破坏严重,震后修复困难。结合某医院建筑,设计了一种承载-消能双功能钢连梁,既在多遇地震阶段提供刚度及阻尼,同时满足连梁对剪力墙的耦合结构作用。通过时程分析,研究了设有双功能钢连梁的高层框剪结构抗震性能。分析结果表明,多遇地震阶段可提供0.5%附加阻尼比,而罕遇地震阶段,双功能钢连梁可有效保护主体构件降低结构损伤。     

RC框架-核心筒结构弹塑性分析模型与典型算例分析

在PERFORM 3D软件中,建立了基于纤维模型理论、适用于钢筋混凝土(RC)框架-核心筒结构抗震性能评估的弹塑性分析模型,并给出了非线性模拟中所需要的钢筋及混凝土材料本构、连梁剪切铰变形性能等其他参数建议取值。完成了多个RC框架及剪力墙构件模型试验的模拟分析,表明建议模型对于分析RC结构基本构件具有较高的准确性,计算效率高。利用建立的分析方法,完成了根据中美抗震设计规范分别设计的两座相似的RC框架-核心筒高层结构的建模和系列抗震分析。结果表明:峰值荷载前两个方案的基底剪力-顶点位移曲线比较接近,美方设计方案结构的初始刚度略大,峰值荷载后二者有所差异;模型结构的屈服次序依次为连梁、框架梁、墙肢、框架柱,屈服次序合理,符合预期目标,美方设计方案连梁屈服较早;在罕遇地震作用下,美方设计方案结构x向的最大层间位移角约1/220,为中方设计方案的最大层间位移角的0.9倍;美方设计方案的连梁变形状态介于生命安全状态(LS)与防止倒塌状态(CP)之间,中方设计方案连梁没有超过生命安全状态(LS);美方设计方案底部内筒外壁受拉侧墙肢弯矩沿层高分布略大于中方设计方案,两个方案底层墙肢边缘构件竖向钢筋的最大拉应变分布接近,均刚刚进入屈服水平。     

钢板混凝土联肢组合剪力墙结构抗震设计方法及试验研究

钢板混凝土联肢组合剪力墙是一种具有"双重防线机制"的优良抗震结构体系,其理论研究已经滞后于工程实践的发展,传统的基于强度的抗震设计方法难以从抗震耦合机制层面解决连梁和组合墙肢的匹配问题。为此提出以耦连比为基本设计参数,以连梁-墙肢"双重防线机制"为性能目标的钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震设计方法。基于此方法,设计原型结构,并按原型结构底部五层的联肢墙设计制作1∶4缩尺试件,对试件施加往复荷载,考察试件的整体屈服机制。试验结果表明,结构体系通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量,实现了连梁-墙肢"双重防线机制",验证了该设计方法的合理性。     

Seismic design method and experimental study of composite steel plate-concrete coupled shear wall systems

钢板混凝土联肢组合剪力墙是一种具有“双重防线机制”的优良抗震结构体系,其理论研究已经滞后于工程实践的发展,传统的基于强度的抗震设计方法难以从抗震耦合机制层面解决连梁和组合墙肢的匹配问题。为此提出以耦连比为基本设计参数,以连梁-墙肢“双重防线机制”为性能目标的钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震设计方法。基于此方法,设计原型结构,并按原型结构底部五层的联肢墙设计制作1∶4缩尺试件,对试件施加往复荷载,考察试件的整体屈服机制。试验结果表明,结构体系通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量,实现了连梁-墙肢“双重防线机制”,验证了该设计方法的合理性。     

双阶屈服钢连梁联肢剪力墙体系的小震消能减震设计方法

提出了一种应用于联肢剪力墙体系的新型钢连梁,称之为双阶屈服消能钢连梁,并且在此基础上提出了基于小震消能的双阶屈服钢连梁联肢剪力墙体系的抗震设计方法。该新型钢连梁由两部分并联而成,分别是发生剪切屈服的核心板梁和发生弯曲屈服的外套箱形梁。在小震作用下,剪切屈服板梁进入塑性,发挥消能减震作用,弯曲屈服梁保持弹性从而保证结构的整体刚度。在中震及大震作用下,剪切屈服梁和弯曲屈服梁同时进入塑性,发挥更大的消能作用,使主体结构免遭过大的地震损伤。在合理考虑第1阶屈服力和第2刚度与第1刚度比的基础上,提出了针对双阶屈服钢连梁联肢剪力墙体系的小震消能减震设计方法.根据该方法设计了一个20层的双阶屈服消能钢连梁联肢墙结构,最后通过弹塑性时程分析验证了该方法的合理性。