带消能楼梯间框架结构抗震性能分析

带消能楼梯间属于一种较为新颖的楼梯结构,其通过减震楼梯及阻尼墙的设置,可有效消除楼梯板的支撑效应,提高对结构的约束效应,进而控制楼梯间抗震性,面对自然灾害,使楼梯成为人们逃生的重要通道。故对带消能楼梯间建模,便于分析,以有限元模型为基础,模拟地震影响下的楼梯结构变化。最终分析发现,消能楼梯间可以对地震产生的能量间接消耗,进一步增加阻尼比,以此提高框架结构抗震性能,控制构件受到损坏的程度,具有推广意义。     

基于消能减震的带消能墙框架结构体系的研究与应用

传统框架结构存在抗侧刚度较弱、缺少抗震二道防线等不足,现行规范对钢筋混凝土框架结构的应用有一定限制。基于消能减震的原理,构造了一种新型的消能构件——RBS消能墙,并将其与框架结构结合组成带消能墙的框架结构体系。采用数值模拟分析和构件试验及振动台试验的方法,进行了带消能墙框架结构体系的抗震性能研究,并给出了带消能墙框架结构的简便设计方法。研究结果表明:RBS消能墙具有良好的滞回耗能特性;在地震作用下,带消能墙框架结构中的消能墙首先屈服耗能,保护主体结构,为框架结构增加了抗震防线;带消能墙框架结构与纯框架结构相比,抗震性能得到明显提高。带消能墙框架结构在青岛某大型商业中心项目的应用效果良好,RBS消能墙的平面布置灵活,建筑空间适应性大,安装施工简便,为框架结构在多高层建筑的应用提供了有利条件。     

消能减震楼梯间减震性能有限元分析

提出了改善框架结构楼梯间抗震性能的新方法——消能减震楼梯间,介绍了消能减震楼梯间的构造及其减震原理;采用ABAQUS软件分析了消能减震楼梯间、普通楼梯间、滑动楼梯间在单调静力荷载下的响应,揭示了消能减震楼梯间的受力特点,对比分析了消能减震楼梯间的减震性能。结果表明:消能减震楼梯间通过阻尼填充墙、减震楼梯消除了填充墙的刚度和约束效应、楼梯的支撑效应,填充墙、楼梯构件的受力大为降低,得到很好的保护;消能减震楼梯间全面改善了框架结构楼梯间的传力机制,避免了填充墙、楼梯对楼梯间框架梁、柱的受力性能造成不利的影响。消能减震楼梯间构造简单、减震原理明确,减震效果显著,具有广阔的工程应用前景。     

框架结构中楼梯抗震设计

1典型震害现象、震害分析及抗震设计建议与分析建议1.1楼梯整体破坏1.1.1典型震害现象楼梯间整体塌落,与主体结构完全分离。1.1.2震害分析在以往的钢筋混凝土框架结构计算中,通常考虑到梯板的水平刚度可补偿楼梯间"平面开洞"而造成的刚度损失,模型简化取楼梯间平面无限刚,荷载作为竖向外荷载加到主体框架结构上,再对主体结构进行整体抗震计算分析,对楼梯也仅作竖向荷载下的静力计算。实际上,在地震作用下,楼梯实际参与了主体结构的内力     

现浇板式楼梯斜撑作用释放的Pushover分析

为了研究框架结构现浇板式楼梯采用滑动支座措施释放斜撑作用后对结构抗震性能的影响,本文应用有限元软件建立6层框架结构模型,通过对＂不带楼梯模型＂、＂带楼梯模型＂、＂带采用滑动支座楼梯模型＂进行静力推覆（Pushover）分析,对比了罕遇地震作用下三种结构的地震效应,并研究＂带采用滑动支座楼梯模型＂的屈服机制。研究表明：采用滑动支座措施释放斜撑作用,避免楼梯成为第一道防线,可以减少结构顺梯段板方向的抗侧刚度,减少地震作用力效应,减少配筋;但可能造成结构变柔,层间位移过大;罕遇地震下,梯柱下端,以及与框架柱相连的平台梁端都易出现塑性铰,导致楼梯整体稳定性得不到保证,为此提出增强楼梯间整体稳定性的构造措施。     

地震作用下钢楼梯对钢框架结构抗震性能影响研究

随着钢结构在现代建筑的广泛应用,人们往往忽略了地震作用下钢结构楼梯在钢框架结构体系中的影响。为了探究钢楼梯对钢框架结构抗震性能的影响,本文利用大型有限元分析软件ETABS建立计算模型,选择主要的控制参数结构周期、位移角、底层剪力和楼梯受力作为研究对象。计算分析表明,钢结构楼梯对整体钢框架结构提供了一定的刚度,在地震作用下,应将钢楼梯的"释放效应"理念应用到未来钢结构抗震设计概念中,以此达到抗震性能设计要求。     

消能摇摆钢框架结构抗震性能的影响因素与设计方法

消能摇摆钢框架结构包含主体钢框架结构、摇摆结构和耗能阻尼器三部分。刚度较大的摇摆结构可以使主体钢框架在地震作用下发生均匀的层间变形,抑制薄弱层产生。布设于摇摆结构底部的阻尼器,能够耗散地震动能量,减小整体结构的地震反应,提高结构的抗震性能。文中对消能摇摆钢框架结构抗震性能的影响因素进行参数分析,并基于我国建筑抗震设计规范的原则提出了抗震设计方法。根据消能摇摆钢框架结构的受力机理,提出简化分析模型,通过弹塑性地震反应分析,验证简化模型的有效性。基于简化分析模型对无量纲参数进行参数分析,根据各参数的影响规律得到无量纲参数的建议范围。结合我国“三阶段”抗震设防要求,提出消能摇摆钢框架结构的设计方法,并结合算例进行验证。研究表明,消能摇摆钢框架结构抗震性能良好,设计合理的摇摆结构与阻尼器能够抑制钢框架的薄弱层、减小结构的地震反应。     

消能减震技术在横向单跨框架结构抗震加固中的应用

对多层横向单跨框架结构增设屈服力较小的钢滞变消能器支撑进行抗震加固,以提高结构整体抗侧刚度、增加单跨方向结构冗余度,解决单跨框架结构抗震不利的问题,仅对横向单跨框架加固问题进行讨论。采用PKPM,ETABS软件分别进行小震反应谱计算,并进行小震、中震、大震时程分析。分析计算表明,小震作用下,钢滞变消能器首先屈服耗能,作为第一道防线起到了保护主体结构的作用;大震作用下,钢滞变消能器耗能效果明显;钢滞变消能器支撑加固能有效地增加结构阻尼,结构受到的地震作用较加固前增加较小,有效地减小了加固量。     

某框架结构消能减震分析与设计

采用黏滞阻尼器对层间位移角不满足规范要求的某框架结构进行消能减震设计,对比分析了多遇与罕遇地震下减震结构与非减震结构的地震响应,分析结果表明:1)多遇地震下,消能减震结构的层剪力较原结构减小40%以上;层间位移角远小于规范要求,具有良好的抗震性能及减震效果。等效附加阻尼比平均值为:X向13.82%和Y向20.63%,乘以安全系数0.7后分别为9.67%和14.44%,满足附加4%阻尼比的性能目标;2)罕遇地震作用下,结构层间位移角最大值仅为1/111,满足"大震不倒"的设计要求。大量框架梁先后进入屈服,竖向构件基本未进入屈服,实现了"强柱弱梁"的屈服机制;3)多遇地震、罕遇地震下,黏滞阻尼器滞回曲线饱满,耗散了大量地震输入结构的能量,有效提高了结构的抗震性能与安全储备。     

高烈度区框架结构柔性连接楼梯间减震分析

现行结构设计中楼梯间通常不参与结构整体计算,大震作用下不仅影响结构刚度,楼梯间构件也会受到不同程度的破坏。柔性连接楼梯间释放了梯段的斜撑作用,可使梯板免于破坏。本文楼梯间采用减震支座连接,支座采用非线性连接单元模拟,滞回模型采用Bouc-Wen模型,对比分析了罕遇地震激励下刚性连接、滑移和减震连接楼梯间的地震响应及薄弱部位,并通过改变拉梁与梯柱的截面,分析了楼梯间的破坏模式。基于刚度比的计算结果表明:大震作用下柔性连接楼梯间不易破坏,减震连接楼梯间的破坏模式和梯柱与拉梁的刚度比相关。     

带腋撑梁式转换结构地震易损性分析

针对钢筋混凝土梁式转换结构存在竖向刚度突变不利于抗震的问题,在转换层处设置了钢筋混凝土腋撑,以降低转换结构竖向刚度突变程度,改善其抗震性能。通过对普通与带腋撑钢筋混凝土转换框架结构进行增量动力分析,建立其地震易损性曲线方程,并且研究了腋撑对钢筋混凝土转换框架结构破坏机制的影响。分析结果表明,钢筋混凝土腋撑能有效地减缓转换框架结构地震反应,显著地降低转换框架结构在各个破坏状态下的超越概率。在强烈地震作用下,钢筋混凝土腋撑能有效地避免结构在首层与转换层处形成"层侧移机构"的破坏机制,防止钢筋混凝土转换框架结构发生整体或局部倒塌破坏。     

考虑楼梯影响的框架结构地震响应分析

汶川地震震害表明,楼梯间是结构的易损部位,新版抗震规范中强调了楼梯对于结构的重要性。为了分析楼梯对框架结构抗震性能的影响,应用SAP2000软件通过对比有无楼梯参与整体结构计算分析,得到了楼梯对整体结构自振特性、结构整体反应、多遇地震下梯板及其周边构件受力的影响以及罕遇地震下结构塑性铰的分布。结果表明,楼梯的存在改变了结构振型的出现顺序,使结构的扭转效应增强;楼梯间周围构件有楼梯参与计算后受力变化较大;地震作用下,梯板承受较大的轴力和剪力,应该按照拉(压)弯构件进行设计;罕遇地震下,有楼梯模型结构的塑性铰数量要明显多于无楼梯模型。因此,对于框架结构的设计有必要考虑楼梯的影响。     

消能摇摆高位隔震结构体系的地震反应特性

双段消能摇摆结构体系是通过两段串联的摇摆结构,控制主体结构各楼层在地震作用下均匀变形,抑制薄弱层的产生,也降低了主体结构对于摇摆结构的刚度需求。在变形集中的摇摆结构底部布设位移型阻尼器,可进一步提高结构的抗震性能。但是该体系存在承载力较低、上段结构地震反应相对较大的不足。基于此,提出了消能摇摆高位隔震结构体系,即在双段消能摇摆结构体系的分段楼层位置增设劲性支撑,以抑制上段结构的摇摆运动,提高结构的刚度与承载力;同时,下段结构允许发生摇摆,发挥高位隔震层的作用。以消能摇摆高位隔震结构体系为研究对象,分析对比了其他三种结构体系：传统支撑框架结构体系、双段消能摇摆结构体系、不含位移型阻尼器的摇摆高位隔震结构体系。采用OpenSees软件建立了弹塑性有限元分析模型,对四种结构体系进行弹塑性抗震分析和增量动力时程分析。研究表明,消能摇摆高位隔震结构体系的刚度与承载力较高,地震反应较小,抗震性能与抗倒塌性能良好。在摇摆结构分段位置加设劲性支撑层,可以抑制上段结构在地震作用下的变形,并发挥下段摇摆结构的隔震作用。布设于分段位置与摇摆结构底部的阻尼器,可以充分消耗地震能量,提高结构体系的抗震性能。     

教学楼户外楼梯的空间地震效应及其加固措施

汶川地震震害调查中发现,楼梯斜板结构破坏较为严重,甚至楼梯板早于主体结构破坏出现。结合震害调查结果,针对目前中小学抗震鉴定中普遍存在的户外楼梯抗震问题,结合某中学教学楼抗震鉴定实例,讨论了楼梯斜板的空间刚度效应对整体结构抗震性能的影响。分析结果表明,楼梯斜板的空间刚度效应对整体结构抗震性能影响较大,不能忽略;楼梯斜板在地震作用下,表现为偏心受拉（压）构件,而不是原设计所认为的受弯构件,这也解释了汶川地震中楼梯间结构震害较重的原因。最后,提出了一个切实可行的楼梯斜板加固措施。     

摇摆墙在框架结构抗震加固中的应用

介绍一种摇摆墙体系及其在框架结构抗震加固中的应用。摇摆墙是采用特殊构造、底部具有一定转动能力和较大抗侧刚度的结构墙体,它能够有效控制结构在地震作用下的侧向变形模式,且能够以多种方式与消能减震装置结合,提高结构的耗能能力,进而提升结构整体的抗震能力。通过集中质量层模型的动力弹塑性分析研究了摇摆墙的刚度需求,介绍国际上首个采用摇摆墙体系抗震加固的11层钢骨混凝土框架结构实例,并对加固前后的结构抗震性能进行对比分析。结果表明,摇摆墙体系能够有效降低结构在不同地震动输入下的平均地震响应,且可显著减小结构地震响应的离散性,使结构的损伤模式和抗震性能更加易于控制。     

双阶屈服屈曲约束支撑混凝土框架结构抗震性能研究

结合实际工程项目,提出将新型双阶屈服屈曲约束支撑应用于传统混凝土框架结构.设计一榀缩尺单层单跨双阶屈服屈曲约束支撑混凝土框架结构试件,采用低周往复试验,对双阶屈服屈曲约束支撑在混凝土框架结构中的抗震性能以及二者的协同工作性能进行试验验证.在此基础上,进一步研究双阶屈服屈曲约束支撑在钢筋混凝土框架结构体系中的抗震性能,对双阶屈服屈曲约束支撑框架结构体系进行弹塑性时程分析,并与单阶屈服屈曲约束支撑框架结构体系对比.结果 表明,双阶屈服屈曲约束支撑在小震作用下实现第一阶屈服并保持刚度,为结构提供附加阻尼,参与耗能;在中震与大震作用下发生第二阶屈服,持续耗能.与单阶屈服屈曲约束支撑相比,双阶屈服屈曲约束支撑具有更优的抗震性能.     

摇摆架减震框架结构静力弹塑性分析

摇摆架减震框架结构是在原RC框架结构上增设轻型摇摆钢架而成。依据我国抗震规范设计了一栋抗震设防烈度为8度的6层RC框架结构及轻型摇摆钢架,对摇摆架减震框架结构的抗震性能进行了研究。利用Open Sees软件建立RC框架以及轻型摇摆钢架有限元模型,并对该模型进行静力弹塑性分析,分别从荷载-位移曲线、能力谱、性能点和层间位移角四个角度分析了摇摆架减震框架结构的抗震能力。结果表明:摇摆架能够有效分担原结构的基底剪力,在相同的顶点位移下,使原结构的承载力提高37%左右;增设摇摆架对原结构弹性状态下的刚度及周期影响较小,而当结构进入塑性阶段后,该摇摆架可以增加结构刚度并降低结构响应;在7度和8度罕遇地震作用下,原结构产生较大的层间位移角并且出现层屈服机制,利用摇摆架后不仅能够降低结构的响应,而且可以使结构保持在整体屈服机制下。     

屈曲约束支撑在钢框架办公楼抗震加固中的应用

屈曲约束支撑在承受拉力或压力时,均表现出良好的滞回性能和耗能能力,具有较好的抗震性能。本文结合某5层钢框架结构办公楼的抗震加固实例,阐述了屈曲约束支撑加固方案具有的优势及支撑布置原则。采用SAP2000建立了结构加固前后的有限元模型,并对其进行了反应谱分析和非线性时程分析。结果表明:多遇地震作用下结构的抗侧刚度增加,扭转性能得到了较好的改善;罕遇地震作用下支撑率先屈服耗能,有效地减小了结构地震反应,提高了结构整体刚度和承载力。     

框架结构楼梯间设计建议

通过一个工程实例,对计入和不计入楼梯的框架结构模型作分析对比,研究地震作用下这两种楼梯对于框架结构整体性能和受力性能的影响,通过计算分析、查阅资料以及自身积累的工作经验归纳了一些楼梯间的设计建议。     

楼梯间抗震设计的整体结构影响与建议

依据新发行的抗震规范中新增对楼梯间的要求,探讨楼梯间对框架结构、框架-剪力墙结构,剪力墙结构的影响,对设计中如何处理楼梯间影响带来的变化提出建议.