带消能楼梯间框架结构抗震性能分析

采用有限元软件对带消能楼梯间框架结构、带普通楼梯间框架结构、带滑动楼梯间框架结构及空框架结构进行地震作用下的数值仿真分析,研究了消能楼梯间对框架结构抗震性能的影响及消能楼梯间在整体结构中的减震效果。结果表明:消能楼梯间同时消除了梯板的支撑效应、填充墙的刚度效应及约束效应,而未明显改变结构的抗侧刚度分布,对结构动力特性的影响很小;消能楼梯间消耗了输入结构中的大量地震能量,提供了一定的有效附加阻尼比,减小了结构的楼层剪力、层间位移,提高了框架结构的抗震性能;消能楼梯间减轻了楼梯间构件、框架梁柱等在地震作用下的损坏程度,改善了结构的屈服情况,有助于结构实现"强柱弱梁"的屈服机制。     

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。     

框架结构填充墙减震设计概述

文章简要分析了填充墙的震害及对框架结构抗震的影响,讨论了框架结构层间位移角限值、周期折减系数的取值等问题,给出了利用填充墙减小结构地震作用的方法,并建议结构消能减震设计应考虑填充墙对减震效果的影响。     

自减震装配式墙板的设计与减震性能分析

将消能减震技术移植入装配式结构部品中,提出自减震装配式墙板,阐明其构造和原理,推导关键的计算理论,在此基础上,采用有限元仿真分析方法分别建立了自减震装配式墙板核心消能件和墙板整体两个批次的分析模型,并进行了水平循环荷载作用下的受力分析,研究了自减震装配式墙板的工作机制、减震性能及关键参数的影响。结果表明:将消能减震技术植入墙板部品,通过简单有效的技术手段实现自减震装配式墙板的概念和原理可行,具有先进性与可实施性;巧妙利用钢棒构造小尺度的钢框架子结构作为消能件,是形成自减震装配式墙板的关键和易行途径之一;钢棒框架消能件通过钢棒框架产生弹塑性弯曲变形起到消能作用,其减震性能与层高和跨度密切相关,随着层高和跨度的减小,钢棒框架消能件的初始刚度、最大出力及耗能量均呈增大趋势;侧向荷载作用下,自减震装配式墙板的侧向变形主要集中在消能件,墙体不破坏;自减震装配式墙板具有明显的双线性恢复力特性,在消能件屈服前,墙板可提供较大的抗侧刚度,有利于正常使用状态下的结构变形控制;消能件屈服后,墙板的侧向刚度迅速降低,滞回曲线呈平行四边形,等效黏滞阻尼系数达43%以上。     

多层框架结构中摩擦减震楼梯减震性能目标研究

提出了一种适用于多层框架结构的新型摩擦消能减震楼梯及其构造形式。针对所采用阻尼器布置方式,提出并验证了梯段板等效四平行杆模型。采用等效线性化方法及非线性时程分析对该种楼梯在地震作用下两种性能目标进行分析和对比研究:性能目标1为楼梯内阻尼器中震起滑,小震下为结构提供抗侧抗度;性能目标2为楼梯内阻尼器在小震下起滑,起滑力为梯段板等效杆轴力水平分量的0.8倍。分析中对比了楼梯内阻尼器附加阻尼比三种等效计算方法,分析结果表明:小震下滑动耗能的性能目标2所得结构附加阻尼比为1.8%,所得结构层间剪力及层间位移均较小,更为优越;采用刚接方法计算楼梯内阻尼器附加阻尼比结果更准确,且计算量较小,可供设计人员参考。     

汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策

汶川大地震造成了部分钢筋混土框架结构的严重破坏和倒塌,震害包括结构的整体倒塌、部分倒塌、薄弱层倒塌、底层柱的柱顶和柱底的弯曲破坏、短柱的剪切破坏、框架梁端的弯曲破坏等等;此外原先抗震设计时不被注意的楼梯出现受拉破坏,有的甚至被拉断;填充墙是框架结构破坏严重的非结构构件。框架结构这些震害产生的原因多种多样,如实际地震影响烈度大大超过设计设防烈度、建筑的施工质量问题、设计不合理（刚度突变,强梁弱柱）,等等。在对倒塌破坏的框架的震害进行深入分析后,本文提出了解决框架结构抗倒塌的方法：加强柱的抗震设计、适当布置抗震墙、采用隔震或消能减震技术。楼梯设计时应考虑地震下楼梯受力情况,采用刚性连接时,要求计算出楼梯地震效应,并进行配筋;楼梯一端与结构采用滑动连接时,可消除楼梯地震作用下的内力,设计时可不考虑地震影响;加强结构填充墙抗震性能,确保罕遇地震下不致倒塌伤人。     

填充墙MTMD减震结构振动台试验与动力时程分析

为研究利用填充墙作为质量块的填充墙MTMD减震结构的减震性能,设计了不同阻尼器钢片厚度(频率比),不同质量块布置(质量比)的填充墙MTMD减震结构,以及无TMD的普通抗震框架结构,进行了不同地震输入水平下的振动台试验和动力时程分析。模态分析表明,填充墙减震结构各阶振型比普通框架结构的自振频率更小、周期更长,振动特性主要由第一阶平动效应控制。试验和时程分析得到了基本一致的减震规律,即减震结构在中、大震阶段具有显著的减震效果,地震作用越大,减震结构的加速度减震效果越好,由于阻尼器限位作用,位移减震效果变化不大;阻尼器钢片厚度决定主子结构频率比,频率比越接近1,减震效果越好;对于第一振型为主的多层结构,质量块布置数量对减震效果影响不明显,可考虑仅在顶层设置TMD质量块。     

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。     

某设备厂房的消能减震加固设计分析

简要介绍了防屈曲约束支撑(BRB)的耗能原理和力学模型,对某建设初期未考虑抗震设防、结构体系为框架结构的设备厂房利用BRB进行减震加固设计。采用有限元分析设计软件ETABS对BRB设置前后的框架结构进行抗震性能分析,从层间位移角、顶部位移和能量三个性能指标分析了BRB的减震加固效果。结果表明BRB消能减震性能良好,结构地震响应明显降低,能够达到减震加固目的。同时,简要评述了该框架结构的轴压比超标和"强梁弱柱"的现象,认为采用外包角钢法能够满足构造和概念设计的要求。     

预制装配式混凝土框架结构金属消能减震连接体系抗震性能分析研究

基于预制装配式混凝土框架结构梁柱节点施工困难,提出了新型预制装配式混凝土框架结构金属消能减震连接体系,为了研究该体系的抗震性能及减震效果,对消能减震连接体系和现浇框架进行了数值仿真分析,分析了消能器不同设计参数对该体系抗震性能的影响。分析结果表明:金属消能减震连接体系的抗震性能略优于现浇框架结构;该体系的抗震性能随阻尼器总高度和翼缘板厚度的增加而提高;腹板厚度对结构的抗震性能几乎没有影响;阻尼器不同材料强度对结构抗震性能有一定的影响。     

楼梯间防倒塌支座减震分析

在现代建筑结构当中,楼梯之间的结构整体计算会影响到其结构的刚度,因此对楼梯之间的部件也需要进行全方位的设计,从而对楼梯之间减震作用提供相当大的帮助。据此本文对框架结构当中楼梯之间存在的抗震设计现状,楼梯之间的减震防倒塌支座设计介绍,进一步通过案例建立模型对减震防倒塌的支座的不同受力情况进行分析和计算,并提出优化建议,以期得出了在框架结构的楼梯当中进行设置减震放倒塌支座的方式进行保证建筑工程的稳定性。     

一种可用于预制装配式混凝土框架结构的软钢阻尼器

针对普通预制装配式混凝土框架结构抗震性能差,节点施工复杂等问题,提出了新型预制装配式混凝土框架金属消能减震连接体系。为进一步提升该体系的抗震性能,根据体系中金属阻尼器的受力特点开发了一种弯曲型金属阻尼器——双弯曲板阻尼器,阐明了其构造特点和耗能原理。采用有限元分析软件对加装双弯曲板阻尼器的预制装配式混凝土框架构件进行了仿真分析,结果表明:双弯曲板阻尼器构造合理,耗能效率高,且可满足结构的承载力需求;提高了装配式混凝土框架的节点耗能能力和延性;改善了装配式混凝土框架结构的整体性和抗震性能。双弯曲板阻尼器是一种适用于该体系且具有消能-承载双功能的消能装置。     

车间消能减震加固设计的方法

传统抗震加固设计过程中,通常都是通过增加截面积以改善结构的弹塑性变形,这种改造形式可以提升建筑结构的稳定性,但是在在地震效应的反复作用下也不会出现较大面积的损坏。近些年来,消能减震加固设计的应用有效改善了建筑结构性能。论文以某车间的加固改造为例,阐述效能减震加固的技术原理,分析车间结构的特殊性,并对该车间的消能减震加固设计方法的具体应用进行分析。     

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。     

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。     

悬挂墙板减震框架结构动力性能研究

为研究悬挂墙板减震框架结构的动力性能,将悬挂墙板视为刚性吊杆,将其简化为框架悬挂结构,建立自由振动基本方程,明确了主体框架结构与吊杆振型分量之间的关系,给出了悬挂墙板减震框架结构频率的理论计算公式,并与振动台试验结果进行对比。进一步将其与传统砌体填充墙框架结构的动力性能进行对比,明确了悬挂墙板减震框架结构的减震效果,并针对其影响因素进行讨论,给出了这种结构的基本设计原则。     

高烈度区超限结构减震效果及子结构性能分析

为确保阻尼器在中大震作用下有效发挥耗能作用,结构减震设计时应对结构及阻尼器进行抗震性能分析。针对高烈度区的某高度超限的框架结构,设置屈曲约束支撑(BRB)进行减震分析,明确整体结构及消能子结构的构件在不同地震水准下的性能状态,同时分析BRB受力性能及其减震效果。分析表明:高烈度区框架结构采用减震方案后结构层间位移角能够满足规范限值要求;小震作用下BRB处于弹性状态并增大了结构刚度,中大震作用下BRB减震效果明显,结构及其构件满足预定性能目标要求;为确保阻尼器在中大震作用下有效发挥耗能作用,保护主体结构抗震安全,减震子结构中部分梁柱应采取设置钢骨或增大配筋的加强措施。上述研究可为基于抗震性能分析的减震结构全过程分析与设计提供依据。     

分离式预制楼梯应用于装配式框架的抗震性能分析

为研究预制楼梯的分离连接构造对装配式框架结构抗震性能的影响,设计了某多层产业化住宅试验楼的结构,其中预制楼梯与主体的连接有分离式和整体式两种形式。利用SATWE软件对两种方案的试验楼分别进行了振型分解法计算,对比分析了两种方案下结构的自振特性及地震响应参数。分析结果表明,预制楼梯采用分离式连接可消除其斜撑效应对框架结构的不利影响,结构的基底总剪力和总倾覆力矩明显降低;楼梯间的框架柱内力集中现象得到显著改善;当分离式预制楼梯设置在端部偏内的位置时,框架柱剪力沿纵向分布较为均匀,且楼梯间框架柱剪力均有所降低。     

高层建筑结构消能减震新体系分析研究

通过分析消能减震机理,探讨了消能减震结构的减震设计要点,通过计算,对设置消能减震构件的某高层建筑框架结构进行强震作用下的地震反应分析,指出采用消能减震结构体系是减少共振反应,确保结构安全的有效途径。     

剪力墙结构减震设计实例

简述了建筑消能减震的设计原理,针对某剪力墙工程的结构受力特点,探讨了在连梁处布置金属剪切型阻尼器的结构设计方法,以有效提高结构的抗震性能。