多层摩擦耗能减震结构的减震分析

在钢筋混凝土结构的层间恢复力模型采用线性强化弹塑性模型的基础上．从多自由度的角度对摩擦耗能减震结构进行减震分析。(1)以结构位移为考查目标，通过计算分析了多层摩擦耗能减震结构在地震波作用下，支撑刚度、耗能装置起滑位移对结构减震效果的影响及规律。(2)给出支撑刚度和耗能装置起滑位移偏差对摩擦耗能框架在地震作用下的反应偏差的分析方法，根据分析结果可以得知摩擦耗能支撑参数偏差对此类摩擦耗能框架地震响应的影响显著程度。     

国内外摩擦耗能器研究进展

近年来，结构减震技术发展迅速，采用安装摩擦耗能器的耗能支撑来保护结构，属于被动控制范畴，试验及理论分析表明，该结构体系可耗散大量地震能量，减震效果好，本文主要介绍了摩擦耗能器的发展历史、工作原理、国内外的试验研究情况，同时也介绍了设计时的细节问题及其在建筑抗震中的应用。     

T形芯板摩擦阻尼器在高层钢框架结构振动控制中的研究

在结构上附加耗能减震装置是结构被动控制的一种。T型摩擦阻尼器作为一种新型摩擦耗能装置,因其在结构中减震时受到的影响参数少,所以被广泛用来结构的减震隔震。本文通过对在高层钢框架结构中配置T形芯板摩擦阻尼器,在罕见地震作用下的动力分析,并应用SAP2000软件对比分析得到框架结构的位移、内力响应差异,验证了T形芯板摩擦型阻尼器在对高层钢框架结构具有很好的耗能减震效果。     

高层带斜撑框架—剪力墙结构延性设计

结合工程设计,分析了高层带斜撑框架—剪力墙结构的变形特点,导出了考虑边缘构件砼及钢筋作用的结构构件屈服强度和极限强度的计算公式,推导建立了用控制结构薄弱层层间变形方法确定框架柱截面尺寸和剪力墙合理数量的简化计算方法,并通过实际工程二次设计的变形控制与验算,考察了本文方法的合理性。结果表明:(1)当剪力墙(包括桁架)部分的位移接近两倍结构的总位移时,其框架部分的剪力沿高度基本上是均匀分布的。(2)如果在结构的斜撑中加人控铰来控制构件的屈服,则达到良好的抗震效果。(3)在结构弹性及弹塑性反应计算时,必须考虑边缘构件的影响。(4)层屈服强度是影响结构弹塑性层间变位的主要因素。     

采用剪力墙体外加固中小学校框架结构抗震性能研究

体外加固具有布置灵活方便、使用功能不中断和整体性容易保证等优点,是中小学框架结构教学楼理想的加固方式.本文把体外加固方法应用于中小学校框架结构校舍的加固,并针对一个不满足抗震要求的四层中小学框架结构采用外加剪力墙的体外加固方法.通过对不同加固方案的加固结构进行弹性和弹塑性地震反应分析,研究地震作用下不同加固方案对结构的抗震性能影响,主要参数为外加剪力墙墙段宽度.数值分析结果表明,外加剪力墙可使原结构各榀框架所受的地震剪力有较大幅度的降低,剪力墙越宽降幅越大,各楼层的位移角也趋于均匀化,增设剪力墙之后结构塑性铰状态相对减缓.通过计算结果的对比分析,提出了外加剪力墙体外加固方法的一些设计建议.     

新型装配式剪力墙水平连接装置的力学性能

装配式剪力墙结构连接节点/水平接缝的力学性能对装配式结构起着至关重要的作用,为了提高装配式剪力墙结构的抗震性能,本文结合消能减震技术设计研发了一种新型装配式剪力墙水平连接装置。通过该设计,制作了2种不同螺栓数量的水平连接装置,并对其进行了不同正弦加载频率下的动态力学性能试验,探究了不同螺栓预紧力、加载频率及螺栓数量对装置力学性能的影响规律;探究了装置摩擦升温对其力学性能的影响规律。结果表明:该装置在保证结构可靠连接的同时,又能依靠装置的内部摩擦消耗大量地震能量,从而有效减小结构地震响应,保护主体结构。此外,螺栓预紧力与装置的耗能能力和割线刚度基本呈线性关系,但对等效阻尼比影响不大;水平连接装置的力学性能几乎不受加载频率的影响;增加螺栓数量可大幅提高装置耗能能力;螺栓预紧力与加载频率均是装置温度升高的重要影响因素,但装置温度变化对其力学性能影响不大。     

摩擦消能支撑的试验研究

为了解决高层钢结构中普通中心支撑工作性能较差的问题,以提高高层钢结构的抗震性能,本文作者设计讨论了一种摩擦型滑动消能支撑。在试验基础上,对其工作机理进行了初步探讨,分析了其恢复力特性及其影响因素。试验表明,这种摩擦消能支撑与普通支撑相比,能够耗散较多的能量,而且支撑中应力始终保持在可控制的弹性范围内。在增加结构延性和消耗能量等抗震特性方面,这种消能支撑是很有效的。     

ALC墙板在框架剪力墙结构中的应用技术

ALC墙板是一种性能优越的新型建材,无需抹灰可直接进行精装修施工,可以在清水混凝土结构中作为填充墙体.通过在某框架剪力墙结构工程中的实际应用,研究ALC墙板科学的施工工艺及合理的节点处理措施,使ALC墙板满足“节点牢固、墙体稳定,操作简便、施工快捷,与框架剪力墙结构相适应”的要求,在框架剪力墙结构中取得很好的质量及经济效果.     

摩擦提升钢丝绳滑动的安全性及可靠性

本文首次从衬垫摩擦系数随摩擦温升而变化的角度推导了钢丝绳滑动时的摩擦传动方程,并以此研究了摩擦提升钢丝绳滑动的安全性和可靠性,提出了钢丝绳安全滑动的容许温升设计准则。     

一种新型半主动摩擦阻尼器的耗能性能研究

文章针对被动摩擦阻尼器滞回曲线不饱满,对结构响应控制效果有待于进一步提高的特点提出了一种具有简单控制律的Off-On半主动摩擦阻尼器。阐明其工作机理,建立了半主动摩擦耗能减震结构的动力方程,通过时程分析计算讨论了一安装半主动摩擦阻尼器的结构在地震作用下的响应控制效果,并与无控结构和被动控制结构进行了对比分析。结果表明,本文所提出的Off-On半主动摩擦阻尼器能够大大减小地震作用对结构的破坏,在有效减小结构位移响应的同时,对层间剪力的控制效果也非常显著,滞回曲线非常饱满,耗能性能优良,对结构的控制效果优于传统的被动摩擦阻尼器。     

空间填充墙RC框架结构的静力弹塑性分析

现行规范对填充墙框架结构体系抗震设计方法存在不足之处.针对砌体填充墙框架结构水平地震作用下的受力特点, 结合填充墙的破坏特征, 建立墙框协同作用简化分析的空间等效斜撑力学模型, 在保持框架结构质量分布基本不变的情况下, 分别对两类填充墙竖向均匀、不均匀布置的带楼板框架结构和无填充墙仅带楼板框架结构进行不同加载模式下的静力弹塑性分析, 研究结构的基底剪力-顶点位移关系曲线、不同地震水平作用下结构层间位移角以及塑性铰的发展情况, 并对填充墙框架结构规范提供的设计方法进行安全评估.研究结果可为框架结构的抗震设计、评估及加固提供参考.     

钢桁架连梁-联肢剪力墙耗能机理及抗震性能试验研究

对设置全钢桁架连梁和设置钢筋混凝土、钢桁架混合连梁的双层联肢剪力墙平面结构进行了拟动力试验和低周反复荷载试验,研究了不同工况地震波作用下剪力墙的时程响应,以及其破坏机理、承载力、滞回延性性能、耗能机理、刚度及强度退化机理。试验结果表明：全部设置钢桁架连梁的剪力墙的刚度分布合理,耗能机理及刚度强度退化机理符合联肢剪力墙抗震设计的要求。大震时,在保证较高耗能能力的同时能够维持较高的承载力和刚度,持续约束墙肢,抗震性能优于混凝土连梁联肢剪力墙体系,是一种较理想的连梁设置方案。     

剪切型结构TMD地震反应控制应用研究

在结构地震反应频域分析基础上,对地震作用下剪切型结构-TM D控制优化设计方法进行了初步探讨,给出了地震作用下剪切型结构-TM D控制优化设计步骤,并用仿真算例验证了该设计方法用于地震反应控制的可行性和实用性。     

低层冷弯薄壁型钢结构住宅整体性能分析

基于有限元方法建立了典型低层冷弯薄壁型钢结构住宅的整体模型,通过计算分析得到了结构的模态,并获得了风荷载和地震荷载作用下结构的内力、变形和墙体剪力。通过改变楼板平面内刚度,验证了相对刚度法中楼板平面内无限刚性假设的合理性;并建议针对形体复杂的低层冷弯薄壁型钢结构,应采用有限元整体建模的方法求解墙体剪力。结果表明,低层冷弯薄壁型钢结构具有良好的整体性能,在抗震设防烈度为6度的地区可以满足承裁力和变形的要求,且安全储备充足。     

含不同高度窗下墙的预制剪力墙结构抗震性能研究

为研究预制装配式剪力墙结构中窗下墙高度对结构抗震性能的影响,本文设计了含有不同窗下墙高度的剪力墙结构模型.采用PKPM和ETABS软件分别验证和研究了结构在小震下的设计指标和大震下的抗震性能.PKPM软件小震分析结果表明,本文设计的含有不同高度窗下墙的剪力墙结构分析模型,能够满足规范中的各类设计指标;窗下墙高度的增加会增大结构的刚度.ETABS软件弹塑性Pushover分析结果表明,随着窗下墙高度的增加,结构在大震下的层间位移角有所减小;并且窗下墙高度变化,会影响结构中剪力墙损伤的分布.     

剪力墙高宽比对底部框剪砌体结构抗震性能的影响

针对7度设防地区的底部框剪砌体结构,采取不同的剪力墙高宽比,用非线性时程分析的方法,对该结构在不同地震动强度下的地震反应进行分析.对比不同高宽比下该结构的层间最大剪力、各层最大相对位移以及各层最大加速度.结果表明:随着剪力墙高宽比的适当加大,建筑物的地震反应呈现出均匀性减小.     

汶川地震多层砌体结构震害调查及分析

5月12日发生在汶川里氏8.0级的特大地震造成大量房屋建筑严重损坏,特别是砌体结构房屋。为了掌握各种类型的砌体结构震害特点,探讨砌体结构的抗震性能,为砌体结构设计规范的修订提供依据,地震发生后,课题组成员长期在现场进行震害调查。本文整理和归纳了此次地震中多层砌体结构破坏的主要特点,分析了各种破坏现象发生的原因。分析表明,多层砌体结构教学楼的破坏主要源于窗间墙承载力不足;按现行规范设计、施工质量较高的多层砌体教学楼和住宅楼能获得良好的抗震性能;钢筋混凝土构造柱的设置不仅加强了砌体结构的整体性、提高了变形能力,还提高了砌体的抗剪和抗压能力;砌体的破坏形态表现出丰富的多样性,应克服当前认识上的一些盲点,考虑砌体真实的受力状态来进行抗震设计;抗震概念设计需给予足够的重视。     

多层强边柱冷成型钢结构体系抗震性能分析

多层强边柱冷成型钢结构能够促进低层冷成型钢结构向多层住宅结构体系的发展.为了分析多层强边柱冷成型钢住宅结构体系在地震作用下的动力特性,本文提出了该类结构的主要抗侧构件强边柱冷成型钢组合墙体可以考虑节点实际连接性能的简化计算模型,进而得到整体结构抗震计算模型;根据作者前期开展的墙体抗剪试验结果并结合国外规范,提出此类结构在地震作用下的侧向变形验算指标;对整体结构进行抗震性能研究.结果表明:考虑节点连接的等代拉压杆模型能够准确预测此类结构的实际受力特性;将1/300和1/75分别作为此类结构在多遇和罕遇地震作用下的层间位移角限值是安全可靠的;在9度罕遇地震作用下,此类结构不会发生倒塌破坏;进行此类结构设计时,不宜采用两个方向刚度差异过大的抗剪墙体组合,同时应重点加强结构沿墙体开洞率较大方向的墙体抗剪强度;在特别高烈度地区进行此类结构设计时,应兼顾墙体抗剪强度和墙体边柱的竖向承载能力,避免结构因墙体边柱的压屈破坏而导致整体结构失效.     

砖混结构抗震设计的若干思考

从汶川大地震砖混结构倒塌的现象,剖析当今砖混结构设计存在的不足片艮据唐山地震和汶川地震的教训,结合工程实例,对砖混结构纵向抗震墙开洞大小和开洞位置不合适,以及上下洞口不规律所引起的上下墙不连续的砖混结构安全性进行分析．结果表明,纵向抗震墙开洞率大,在大震下均会产生震害,结构设计忽视设备留洞位置,会更加危险;砖混结构纵向抗震设计应引起设计人员的高度重视,复杂体形不采用砖混结构;设计规范应严格控制建筑方案,主要是对纵向开洞和抗震墙尺寸的控制．     

均布荷载及集中荷载作用下框-剪结构中剪力墙的合理数量

根据框架-剪力墙结构的受力特点，提出了在均布荷载及集中荷载作用下确定剪力墙合理数量的方法，从框架-剪力墙结构协同工作的连续化分析原理出发，按照我国现行JGJ3—2002《高层建筑混凝土结构技术规程》和GB50011-2001《建筑抗震设计规范》，严格推导了在这两种荷载形式作用下，框架-剪力墙结构满足层间侧移角限值的抗震剪力墙的计算公式，分别给出了在不同抗震等级、场地类别和设计分组情况下的剪力墙合理数量图，列出了计算剪力墙合理数量的步骤，讨论了影响剪力墙合理数量的各种因素，方法简单实用，可用于高层建筑结构的初步设计与结构施工图的审查。