徐州金鹰二期扩建工程弹塑性时程分析

徐州金鹰二期扩建工程属于B级高度的多塔高位连接复杂高层建筑,对该工程进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析,分析内容包括结构在罕遇地震作用下的楼层位移、层间位移角及楼层剪力,同时对结构的核心筒剪力墙、斜柱、部分楼板及顶部钢结构连廊的塑性损伤做出评价。分析结果表明:该结构在罕遇地震下的层间位移角满足规范要求,其关键构件的塑性损伤在可接受的范围内,结构整体安全,抗震性能满足"大震不倒"的设防目标。     

金陵中环T2塔楼弹塑性时程分析

金陵中环T2塔楼属于超B级高度的高层建筑,由于建筑功能需要,在9层以上其外围框架梁每隔4层方能完全封闭。本文对该工程进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析,分析结果表明,结构在罕遇地震作用下的楼层位移、层间位移角及楼层剪力均满足设计要求,并且结构的核心筒剪力墙、框架柱及楼板的塑性损伤在可接受的范围内。结构的抗震性能满足"大震不倒"的设防目标,整体是安全的,并且对该工程的薄弱部位采取相应的加强措施。     

广东某超限高层结构动力弹塑性分析

某超限高层办公楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,采用YJK-EP对该超限结构进行罕遇地震下的结构动力弹塑性分析,研究结构在罕遇地震作用下的破坏机理、塑性发展特点。分析结果表明:结构在进入弹塑性阶段后,结构刚度降低,周期变长,地震反应减小;结构最大层间位移角满足1/125的限值要求,连梁出现较大范围损伤,剪力墙塑性损伤较小,结构满足"大震不倒"性能目标。     

罕遇地震作用下框架-核心筒结构弹塑性反应分析

采用有限元软件进行单向、双向罕遇地震作用下框架-核心筒结构弹塑性时程分析,通过单向、双向罕遇地震作用下结构响应对比,分析了双向罕遇地震作用对结构顶点位移、层间位移角、楼层相对扭转角及相对加速度的影响;通过改变地震波输入角度,考察了其对结构响应的影响。结果表明:单向、双向罕遇地震作用下的结构层间位移角曲线较为相似,但是双向罕遇地震作用下的结构层间位移角明显较单向作用下的大;地震动特性对楼层扭转角的影响较为显著,一般相对扭转角最大值均出现在结构的顶层;楼层响应相对加速度最大值一般出现在结构底部1/5~3/5结构高度内或结构的顶部;地震波输入角度对结构响应的影响较大。     

施工中结构全过程模拟弹塑性时程的分析

某连体结构工程,利用NosaCAD有限元软件建模,转换生成包括施工模拟分析和弹塑性时程分析参数的ABAQUS有限元模型,对结构进行7度罕遇地震下的弹塑性时程分析,得到结构位移、层间位移角及混凝土损伤分布等情况。结果表明:罕遇地震作用下,结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,结构构件损坏顺序和分布合理。     

多层钢框架结构的Pushover分析

采用四种不同的水平加载模式对多层钢框架结构进行了多遇地震、罕遇地震作用下的Pushover分析,得到结构的顶点位移、各楼层层间位移、层间位移角以及塑性铰分布,在性能点处,多遇地震作用下结构并未出现塑性铰,在罕遇地震作用下结构逐步出现塑性铰,进而判断出结构中的薄弱环节为结构的底层。     

石化加热炉钢结构动力弹塑性时程分析

动力弹塑性时程分析是目前预测结构地震响应最准确的数值方法。为获得某石化加热炉钢结构在罕遇地震下的真实反应,本文对其进行了动力弹塑性时程分析。考虑双向地震作用,对结构输入3组调幅后的地震波,考察结构整个过程中的底部剪力、楼层位移和结构损伤情况。结果显示不同工况下,剪重比为24%~40%,最大层间位移角为1/620,结构整体进入塑性的部分不多,塑性铰只出现在梁上和极少数柱脚处。该结构始终处于直立状态,能够满足"大震不倒"的抗震设防目标要求。     

加腋钢框架结构的静力弹塑性性能研究

运用SAP2000对普通钢框架和对其进行加腋后的框架进行Pushover分析,得出两类钢框架在多遇和罕遏地震作用下性能点的基底剪力和顶点位移,然后分别以第一次Pushover分析得到的性能点的顶点位移为监测位移再进行Pushover分析,得到多遇和罕遇地震作用下两类钢框架的层位移、层间位移角和各杆件的塑性铰数量及塑性铰出现的顺序。分析结果表明：加腋后钢框架在多遇和罕遇地震下的层位移减小;加腋措施使得钢框架在多遇地震下的层间位移角有减小的趋势,而在罕遏地震下的层间位移角有增大的趋势,但这种影响的幅度不大;加腋措施显著地改善了钢框架在罕遇地震下结构杆件出现的塑性铰数量和塑性铰顺序;加腋后的首层柱底达到极限承载力,为薄弱构件,加腋设计时需要注意。     

填充墙对框架结构抗震性能影响的弹塑性分析

为了分析研究不同布置形式的填充墙以及不同填充率填充墙在罕遇地震作用下对框架结构的影响,采用PKPM-SUASUGE弹塑性分析软件,建立4种不同布置形式的填充墙框架结构。主要研究了不同布置形式、不同填充率的填充墙在罕遇地震作用下对框架结构的影响,得出了结构的层间位移、层间位移角以及层间剪力。结果表明,在罕遇地震下不布置填充墙的楼层容易形成薄弱层,底层薄弱层柱子容易形成塑性铰。框架中填充墙的填充率越大框架结构的刚度越大,但是底层薄弱层的柱子也更容易出现塑性铰。     

屈曲约束支撑装配式钢结构减震设计

本文结合工程实际,介绍了屈曲约束支撑在上海某高层装配式商业建筑结构设计中的应用。进行了多遇地震作用下的反应谱分析、多遇地震作用下的弹性时程分析及罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,研究屈曲约束支撑在不同地震水准作用下的性能并指导工程设计。时程分析的结果表明:多遇地震作用下,屈曲约束支撑处于弹性状态,提供了良好的抗侧刚度,结构的最大层间弹性位移角为1/558,小于1/250,满足规范要求;罕遇地震作用下,结构的最大弹塑性层间位移角为1/86,小于1/50,满足规范限值要求。屈曲约束支撑在罕遇地震作用下进入塑性状态并耗能,结构塑性变形引起的耗能仅占结构总耗能的6%左右;结构构件的损伤程度低。屈曲约束支撑工作状态良好,发挥了良好的耗能机制。     

带弧形空腹桁架的钢框架-支撑结构设计

白鹭湾湿地段L5林盘建筑采用带弧形悬挑空腹桁架的钢框架-支撑结构。通过弧形空腹桁架受力特点及三种桁架体系的对比分析，确定了内、外环弧形空腹桁架间设置竖向人字形支撑的悬挑桁架结构形式。多遇地震下的弹性时程分析得到的楼层位移、最大层间位移角及楼层剪力均与反应谱分析的结果较吻合，验证了采用反应谱法能够满足施工图设计要求。通过罕遇地震下的弹塑性时程分析，对基底剪力、弹塑性层间位移角、构件承载力进行了复核，结果表明，整体结构在罕遇地震下表现出较好的抗震性能，能够满足预设性能目标。针对大跨度悬挑区域，进行了楼板舒适度分析，结果表明，结构设计满足舒适度要求。     

BRB钢筋混凝土框架结构罕遇、极罕遇地震弹塑性分析

屈曲约束支撑是一种新型的耗能支撑。安装屈曲约束支撑(BRB)的框架结构可以减少设计配筋,增加结构抗侧刚度,那么按多遇地震设计后能否满足"大震不倒"的抗震设防要求自然成为研究者关注的问题。本文采用有限元模拟的方法对比分析安装BRB和不安装BRB的混凝土框架结构在罕遇地震、极罕遇地震下的抗震性能,具体体现在结构在罕遇地震下的层间变形和结构耗能。选取某5层框架结构按8度抗震设防设计,并进行罕遇地震和极罕遇地震弹塑性分析,结果表明框架结构在罕遇地震作用下层间位移角还满足规范限值要求,但在极罕遇地震作用下层间位移角已大于1/50。BRB框架结构在罕遇、极罕遇地震作用下层间位移角均小于1/50,且相比框架结构层间位移角显著减小,结构的滞回曲线更加饱满,说明BRB结构的耗能能力相对较好。     

防灾科技学院科研中心消能减震结构设计

防灾科技学院学生及教师科技研发中心项目位于高烈度区,为提高结构抗震安全性,满足建筑功能使用要求,项目采用消能减震体系,共布置88个黏滞消能器。采用ETABS空间分析程序,通过不同水准地震作用下的结构弹性和弹塑性分析,得到消能减震结构的楼层剪力、层间位移角、能量耗散、塑性发展等,对该结构体系的抗震性能进行综合评价。结果表明,结构整体和关键构件均满足设计要求,结构抗震性能良好;设置消能器的减震效果明显,多遇地震下消能器提供7.8%附加阻尼比,罕遇地震下消能器提供2.6%附加阻尼比,结构滞回提供2.1%附加阻尼比;罕遇地震作用下,结构整体损伤状态属于中等破坏,满足"大震不倒"设防目标。     

钢框束筒结构剪力滞后分析与楼层损伤评估

为研究钢框束筒结构中的剪力滞后现象及其对结构设计的影响,分析结构在罕遇地震作用下耗能及楼层损伤情况,建立了有限元分析模型,对结构进行风荷载和多遇地震作用下的弹性分析以及罕遇地震作用下弹塑性时程反应分析。对剪力滞后沿楼层的分布特点以及窗裙梁截面高度变化对束筒结构剪力滞后的影响进行了分析,研究了剪力滞后与楼层损伤之间的关系。通过对楼层的最大有害层间位移角和塑性耗能分析,研究了楼层损伤因子的计算方法,并对楼层的损伤程度进行了定量评估。分析结果表明:钢框束筒结构下部高度1/3范围内为剪力传递敏感区域,仅在该区域加大窗裙梁截面可以得到与全高加大窗裙梁截面接近的空间作用效果。结构剪力滞改善后,应避免局部区域出现应力突变,产生新的更为严重剪力滞后现象。楼层柱应力不均匀系数代表值与楼层塑性耗能在竖向收进局部区段具有相似的分布规律。采用基于归一化的位移和塑性耗能双参数模型算式得到的楼层损伤因子与通过损伤现象确定的楼层损伤因子吻合较好,可用于钢框束筒结构楼层损伤程度的定量评估。     

中航资本大厦塔楼动力弹塑性分析

中航资本大厦塔楼地上43层,建筑高度220m,采用带加强层的框架-核心筒混合结构体系。利用MIDAS Building对中航资本塔楼进行8度罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,并与大震弹性时程分析进行对比,研究结构在罕遇地震作用下的破坏机理、塑性发展特点。分析结果表明:在结构进入弹塑性阶段后,结构刚度降低,周期变长,与弹性分析相比地震反应减小;结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,连梁出现较大范围的损伤,主要受力剪力墙塑性损伤较小,环臂桁架腹杆未出现屈服,结构满足"大震不倒"的设防要求。     

基于PERFORM-3D某框筒结构抗震性能分析

以高烈度区某框筒结构为例,在罕遇地震下,采用PERFORM-3D软件对该结构进行弹塑性时程分析,从结构层间位移角、基底剪力对结构的抗震性能进行分析。分析表明:该结构层间位移角满足规范限值1/100的要求,结构在罕遇地震下的破坏并不很严重,结构进入塑性化程度不高。     

带屈曲约束支撑框剪结构的减震研究

以位于8度抗震设防地区的某框架剪力墙结构为研究对象,采用屈曲约束制成对其进行减震控制设计,基于ETABS有限元分析软件,在多遇和罕遇地震作用下对该框架剪力墙结构的楼层剪力、层间位移角、(框架内力等动力响应开展了无控和有控条件下的震动控制效果对比分析。结果表明:增设屈曲约束支撑后,该框架剪力墙结构的楼层剪力和层间位移角得到有效控制,并使之满足规范1/800和1/100的限值要求,多遇地震作用下层间位移角的减震效果达到27.18%,且设置屈曲约束支撑部位的框架内力亦有效降低;罕遇地震作用下屈曲约束支撑充分发挥了耗能能力,有效改善了结构的抗震性能,并达到预期抗震设计目标。     

某框架-核心筒超高层结构抗震性能研究北大核心

采用Perrorm-3D和NosaCAD对重庆某框架-核心筒超高层结构进行弹塑性时程分析,研究该结构在6度多遇和罕遇地震作用下的抗震性能。分析结果表明:多遇地震作用下,结构构件未出现损坏;罕遇地震作用下,上部楼层梁柱出现损坏,核心筒仅出现受拉裂缝,结构最大层间位移角满足1/100的规范限值要求主要结构构件损坏顺序和损坏分布较为合理且能在一定程度上耗散地震波输入能量,整体结构可以满足"小震不坏,大震不倒"     

北京某高层钢框架建筑消能减震设计

北京某高层钢结构住宅采用框架结构,结构纵横向布置墙板式阻尼器。采用等效支撑模型(PKPM)和弹簧模型(ETABS)对结构在多遇地震作用下的响应进行分析,采用弹簧模型(ETABS)对结构在罕遇地震作用下的结构响应进行分析。分析结果表明:1)等效支撑模型和弹簧模型可以较好地模拟墙板式阻尼器在结构中的作用;2)采用墙板式阻尼器后,结构在多遇地震下和罕遇地震作用下的抗震性能得到提高;3)多遇地震作用下,墙板式阻尼器为结构提供抗侧刚度,使结构的层间位移角满足规范要求,满足"小震不坏"的设计目标;4)罕遇地震作用下,结构的层间位移角满足规范要求,部分框架梁产生塑性铰,而框架柱始终保持弹性,能够达到"大震不倒"的设计目标;4)墙板式阻尼器在罕遇地震作用下屈服耗能,可为结构提供附加阻尼比。     

某轨道交通上部续建结构减隔震技术的应用

针对某轨道交通续建结构设防烈度从6度提高到7度,现有结构和原设计续建结构已不能满足新规范要求,提出了相应的减隔震措施。采用有限元软件MIDAS Gen进行建模及非线性时程分析,对比了结构加减隔震装置前后在多遇、设防、罕遇地震作用下的层间位移角、楼层剪力等地震响应结果。计算分析了减隔震模型的附加阻尼比、结构整体塑性铰开展情况及铅芯隔震支座与黏滞阻尼器的滞回曲线。结果表明:应用减隔震措施后,结构的周期延长、地震下附加阻尼比增大,层间位移角、楼层剪力等地震响应显著减小并能够满足新规范要求。从结构整体塑性铰开展情况可得:在设防地震下结构刚进入屈服状态,在罕遇地震下结构处于屈服状态且远小于倒塌。由滞回曲线可以看出,铅芯隔震支座与黏滞阻尼器表现出良好的耗能能力,布置合理。为减隔震措施在解决轨道交通续建结构设防烈度提高的问题上提供了成功的工程案例,为续建结构的减隔震提供一定的借鉴参考。