多层砖房抗震验算的简化方法

本文从串联柱、并联柱的观点出发,根据侧移刚度相等的原则,提出了砖砌体抗侧移等效截面积的概念,给出了等效截面积的计算公式,将砖砌体侧移刚度的计算转换为等效截面积的计算。     

不同结构体系的抗侧移能力评价方法

通过对一个采用不同结构体系的实例进行侧移刚度分析及对侧移刚度理论公式进行物理含义分析,讨论了判断结构抗侧移效率高低不能采用侧移刚度指标的原因。以结构体系的抗侧移刚度为基础,提出了抗侧移系数、等效抗侧移系数两个力学指标,给出了两个力学指标的计算公式,并对其单位的含义进行了讨论。通过采用抗侧移系数、等效抗侧移系数两个力学指标对采用不同结构体系的实例进行抗侧移效率分析,得出采用这两个力学指标来定量分析和评价适用同一建筑的各种结构体系的抗侧移效率是可行的。     

双连梁的等效方法及其对比分析

在实际工程中,连梁设计中往往由于抗剪截面不足而引起超筋的现象,并且有的设备管道需要穿过连梁,由此引出了对连梁进行开缝或者开洞处理的思路,即双连梁构件。目前,关于双连梁的研究还不是很多,对它们的性能认知度不够,制约了该思路在结构设计和工程实际中的普及。本文针对当前双连梁领域的热点问题也是难点问题,即连梁的等效问题作出了详细介绍,包括抗剪刚度等效、抗弯刚度等、抗侧移刚度等效、抗转角刚度等效,并且与实际情况做了最近似吻合等效对比分析,得出抗侧移等效是与实际情况最接近的等效方法。     

高层建筑结构扭转耦联振动自振特性的超元法

提出了高层建筑结构扭转耦联振动自振特性简化计算的超元法,将纵横向各片抗侧力结构简化处理成一根等效柱,空间协同分析时,采用超元法(每个单元由多根杆组成)计算等效柱的侧移刚度矩阵,即得各片抗侧力结构的侧移刚度矩阵,从而组集整个结构的侧移刚度矩阵和扭转刚度矩阵,然后,代入扭转耦联无阻尼自由振动方程,用现有数值分析方法可方便求出结构的自振特性.该法自由度成数倍减少,不论是框架、框-剪结构,还是剪力墙结构,计算侧移刚度矩阵具有统一算式,计算简便.     

砌体房屋无洞独立墙段层间侧移刚度的转角影响研究

按照抗震规范,刚性楼盖砌体房屋的层间墙段水平地震剪力可按其等效侧移刚度比例分配。然而在计算侧移刚度时,往往假定上下端部截面无转动,从而使计算结果可能产生较大的误差甚至错误。为此,本文基于理论分析,考虑端部截面的转角影响,推导了无洞层间墙段的等效侧移刚度表达式,提出了转角影响系数α;进一步针对受均布及倒三角形水平作用,得出了α的具体计算公式及相关参数;在此基础上,计算给出了不同层数砌体结构的层间墙段α值实用图表。最后进行了实例计算比较。研究表明,本文方法的结果较规范法精度较高,满足抗震设计精度要求,可适用于简化分析。     

钢-混凝土组合框架柱的稳定设计方法

针对钢-混凝土组合框架的特点,利用考虑滑移影响的组合梁等效刚度计算方法,考虑组合楼盖的组合效应、组合梁与柱的实际约束程度以及节点的半刚性连接特征等因素,推导出有侧移和无侧移半刚性组合框架柱组合梁的刚度修正系数,提出了有侧移及无侧移组合框架柱的稳定设计方法.算例分析结果表明,该设计方法有效地利用了组合效应和节点的延性,具有较好的经济效益.     

正交各向异性桥面板比拟等效参数确定

借助弹性理论中经典的正交各向异性板的相应结论,依据响应等效原理,研究了构造正交各向异性桥面板等效为物理各向异性板中的参数确定问题,等效后的物理各向异性板在拉压刚度、抗弯刚度、动力特性以及质量等方面直接等效于原结构.算例表明,给出的等效参数确定过程有效可靠.该方法为建立大跨桥梁结构面向状态评估需求的高精度有限元模型奠定了基础.     

高层建筑结构考虑扭转简化分析的超元法

提出高层建筑结构考虑扭转简化分析的超元法,将纵横向各片抗侧力结构均简化处理成一根等效柱。空间协同分析时,采用超元法(每个单元由多根杆组成)计算等效柱的侧移刚度矩阵,自由度成倍减少。不论是框架、框剪结构还是剪力墙结构,计算侧移刚度矩阵、内力和位移时,都具有统一算式,计算简便。     

多一单自由度体系等效转换的若干问题的探讨

提出等效单自由度体系的概念,阐述了等效的前提条件,叙述了两大不同的等效模式,着重分析了不同侧移模式和水平荷载分布模式对等效体系建立的影响,指出等效参数求解中存在的问题,最后对框架结构的等效转换简化计算提出建议,并对适用的计算方法作出探讨。     

冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度计算方法研究

为了获得冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度实用计算公式,将墙体墙面板等效为拉压斜杆,并基于其他一些基本假定提出了冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度简化计算模型,在弹性分析的基础上得到了墙体抗侧移刚度理论计算公式,并结合试验数据和有限元分析结果进行了弹塑性修正,得到单面覆石膏板墙体、单面覆OSB板墙体、单面覆带肋钢板墙体在水平风荷载、水平多遇、水平罕遇地震作用下抗侧移刚度实用计算公式,墙体抗侧移刚度实用计算公式计算结果与试验、有限元分析结果吻合较好。同时,提供了冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度实用计算公式应用算例,以供设计参考。     

混凝土密柱石膏复合墙板结构性能及简化分析模型

对混凝土密柱石膏复合墙板的水平剪力传递机理进行分析,发现石膏板肋能有效地在混凝土芯柱间传递水平剪力,对复合墙板结构性能有较大影响。在此基础上,提出混凝土密柱石膏复合墙板的等效带缝剪力墙简化分析模型,剪力墙竖缝布置以保证等效带缝剪力墙与复合墙板具有相同弹性抗侧刚度为原则确定。对混凝土密柱石膏复合墙板及等效带缝剪力墙的结构性能进行比较分析表明,混凝土密柱石膏复合墙板与带缝剪力墙受力机理相似,等效带缝剪力墙弹性及塑性阶段都能很好地反映混凝土密柱石膏复合墙板的结构性能。     

基于ANSYS的剪力墙等效刚度计算

利用商用程序ANSYS计算不同横向荷载作用下剪力墙顶点位移,从而根据设计需求计算相应荷载工况下剪力墙等效刚度,为规则和非规则开洞剪力墙的等效刚度的计算提供了一种新途径。     

首层架空层转换结构的侧向刚度控制参数探讨

通过一系列在首层架空层设置转换层的高层建筑的有限元分析,对楼层侧向刚度比、等效剪切刚度比和等效侧向刚度比三种转换层结构侧向刚度控制参数进行了探讨。讨论了在不同首层层高条件下,转换层下部结构侧向刚度改变对这三种侧向刚度比控制参数的影响。结果表明,首层层高较高且与相邻层层高相差悬殊时,楼层侧向刚度比和等效剪切刚度比容易大幅度超过现行规范限值,但并不能由此判断转换层下部结构侧向刚度严重不足。这种情况下,等效侧向刚度比较好地体现了转换层上下结构的侧向刚度关系,宜按等效侧向刚度比对结构侧向刚度进行控制,但其上限取值有待进一步研究。     

短肢PEC组合剪力墙的数值模型及公式拟合

PEC组合剪力墙是一种新型装配式剪力墙,具有承载力高、延性好、构造简单等优点。首先,基于纤维模型、部分约束混凝土及钢材的精确本构关系,研究了短肢PEC组合剪力墙弯曲变形及剪切变形的计算方法,在此基础上编制了短肢PEC组合剪力墙荷载-位移曲线的数值计算程序,并通过与已有试验及有限元分析结果的对比验证了该程序的准确性。然后,基于该程序对6480个不同截面参数的剪力墙进行了数值计算,分析了轴压比、剪跨比、含钢率、材料强度等关键参数对PEC组合剪力墙等效抗弯刚度和极限位移角的影响,拟合了短肢PEC组合剪力墙等效抗弯刚度及极限位移角的计算公式。对拟合公式的统计分析表明,等效抗弯刚度和极限位移角的计算公式满足精度要求,可用于指导短肢PEC组合剪力墙的设计。最后,基于规范对剪力墙结构弹塑性位移角限值的规定,提出了短肢PEC组合剪力墙轴压比限值的计算公式。     

钢筋混凝土剪力墙剪切刚度计算的斜向腹筋桁架-拱模型

钢筋混凝土剪力墙构件腹板为双向配筋,其剪切刚度的传统计算方法忽略竖向钢筋的作用,低估了剪力墙构件的剪切刚度和受剪承载力。为考虑双向配筋对剪力墙剪切刚度的影响,提出等效斜向腹筋桁架-拱模型,与传统桁架-拱模型不同,模型中桁架作用的腹杆由斜向等效受拉钢筋及斜裂缝间的混凝土斜压杆构成,斜向等效钢筋的方向与裂缝处两个方向钢筋的合力方向一致。采用最小能量原理推导了斜向压杆倾角的理论算式,在已有试验数据的基础上,对压杆角度理论算式进行简化,提出了便于工程应用的简化算式。斜向开裂后剪力墙的有效剪切刚度为斜向腹筋桁架模型剪切刚度与拱模型剪切刚度的叠加,采用该模型分别对现有的剪力墙试件进行计算,并将计算值与实测值进行了比较,结果表明,提出的斜向腹筋桁架-拱模型可以较为准确地计算钢筋混凝土剪力墙构件斜向开裂后的有效剪切刚度。     

两边连接屈曲约束钢板剪力墙受力机理与等效支撑模型

采用理论分析和有限元方法,针对两边连接屈曲约束钢板剪力墙的受力机理和传力规律进行研究。提出了钢板墙边缘约束区的概念并确定了边缘约束区的宽度,分析了钢板墙的屈服形状、钢板墙内各部分应力流的分布规律和钢板墙与梁连接处的受力特点等。在此基础上提出了两边连接屈曲约束钢板剪力墙等效支撑模型,对不同尺寸、不同层数的框架 屈曲约束钢板剪力墙结构和框架 等效支撑结构在水平荷载作用下的力学性能进行分析,并对两种结构的荷载 位移曲线进行了对比。分析表明,所提出的等效支撑模型在结构刚度和承载力方面具有较好的准确性,无论是单调加载还是反复加载均能准确地模拟两边连接屈曲约束钢板剪力墙结构的受力行为。     

平板式筏基计算方法的改进和简化

平板式筏基为无梁体系 ,传力简捷 ,整体刚度好 ,施工速度快 ,是框架结构常用的基础形式。对等代框架法和经验系数法进行分析比较后 ,提出了适用于平板式筏基的等代梁弯矩系数法 ,并结合新规范对板的冲切计算、受剪计算、弯矩及配筋计算推导了较实用的简化公式和条件式 ,编制了计算表     

变截面格构柱的整体稳定分析

变截面格构柱在工程中有广泛应用,基于能量等效准则,得到变截面格构柱的等效抗弯和抗剪刚度,进一步分析得到变截面悬臂格构柱的整体稳定方程。通过一系列数值求解,并与有限元的计算结果对比表明,所述方法具有较高的精度和较好的适应性,并且所有结果都偏于安全,对同类结构设计和校核具有一定的指导作用。     

巨型钢管混凝土框架结构柱模型等效简化理论分析

为了克服目前巨型框架结构分析过程中,节点和单元数过于庞大、构造复杂、耗时较长等不利因素,通过将巨型框架结构体系中应用较多的钢管混凝土柱、支撑简化为具有等效轴向刚度EA、等效弯曲刚度EI及等效剪切刚度GS的等效实腹柱和支撑的方法,简化建模难度,节约机时,实现变参数分析的目的。推导了等效简化的过程和方法,并就某一巨型钢管混凝土框架结构体系柱进行了验算,结果表明,等效简化效果明显。     

Research on the response of concrete cavity shear wall under lateral load

The experimental tests were conducted on the common concrete shear wall and the concrete cavity shear walls. Results indicate that the stiffness and ultimate capacity of the cavity shear walls are reduced and the ductility is improved; reasonable matching can be achieved among the stiffness, ultimate capacity, and ductility by changing the parameters of cavity. Subsequently, theoretical calculation models of shear wall with single cavity and multicavities are proposed; the calculating formula of the lateral displacement curve and the equivalent lateral stiffness of cavity shear wall is deduced under different lateral loads. The lateral response of both the through cavity shear wall and non‐through cavity shear wall can be calculated by using the continuous link method. Finally, the verification results of models with different parameters show that the theoretical calculation formula has enough accuracy, which can meet the needs of engineering estimation.