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。     

梯段板构造及梯柱形式对框架结构及楼梯构件抗震性能的影响

为考察梯段板不同构造及不同梯柱形式对框架结构抗震性能的影响,利用SAP 2000软件建立7个钢筋混凝土框架结构模型,进行模态分析、反应谱分析及静力推覆分析。结果表明:不同梯柱形式对主体结构刚度及内力分布影响较大,对楼梯构件与主体结构整浇的框架结构,应考虑这种影响;对于整浇楼梯,考虑地震作用的影响时,应尽量采用4梯柱支承形式,将楼梯构件与框架柱分离,减小楼梯构件与整体结构的相互影响;若采用3梯柱支承形式,可在梯段板下端设置滑动支座或隔震防倒塌支座,减小梯段板的斜撑效应,使楼梯构件不坏或晚于整体结构破坏,保证楼梯间的安全岛功能。     

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。     

不同巨型支撑设置对中国建筑千米级摩天大楼的影响

以高1 180m的中国建筑千米级摩天大楼为载体,在3个周边单塔+中央交通核每100m通过2层连接平台刚性连接而成巨型组合结构体的3个单塔上设置5种不同的巨型支撑布置方案,同时也考虑了在连接平台桁架上设置不同斜撑方式的影响,来研究巨型支撑对结构刚度、刚重比、周期、楼层剪力、位移及框架承担剪力占基底剪力百分比等结构设计控制指标的影响。研究结果表明:连接平台桁架上下设置X形斜撑对结构提供的刚度明显大于人字形斜撑;巨型支撑可显著提高结构的整体刚度,增大结构的刚重比,减小结构的周期和楼层位移角;巨型支撑对结构的刚度比、楼层剪力影响不大;巨型支撑可显著增大外框承担的剪力,增强外框架的刚度,提高框架承担基底剪力的百分比。     

含挫屈束制消能斜撑构架效应之接合板耐震设计与试验分析

本研究主要探讨挫屈束制消能斜撑构架中梁柱效应及斜撑轴力效应对接合板耐震行为影响,利用一层楼挫屈束制消能斜撑构架试验及非线性有限元素分析,研究接合板在斜撑构架下的受力行为。本研究考虑接合板在同时承受构架效应(梁及柱剪力效应)及斜撑轴力下的影响,提出等效支撑概念计算接合板在受构架开合(梁及柱剪力)下的力量,如此将接合板的受力分为由构架及斜撑分别提供,再由有限元素分析观察的梁与接合板及柱与接合板界面应力分布,计算接合板端部应力值,以设计接合板及加劲板尺寸。藉由试验及有限元素分析所量测的梁、柱及斜撑力量,配合本研究提出的理论计算接合板在受梁柱开合效应下及斜撑力量下的受力模式,比对试验与分析下接合板端部的应力极值,验证此理论准确性,并建议设计准则,以确保接合板在达到设计层间侧位移角时无破坏产生。     

斜板PBL剪力键受剪性能试验研究

为缓解间隔式PBL剪力键端部受力集中的问题,提出一种斜板PBL剪力键.通过四组共16个推出试件的加载试验,研究了直板与斜板PBL剪力键的受剪承载力、刚度及变形性能.研究结果表明:直板剪力键与斜板剪力键受剪承载力相当,斜板剪力键具有较高的抗剪刚度和较好的变形能力.当考虑端部承压作用时,斜板剪力键的受剪承载力随肋板角度变化...     

钢筋混凝土楼梯的整体建模及分析

钢筋混凝土楼梯的梯板具有斜撑受力状态,对结构刚度有明显影响,故2008版《抗震设计规范》中要求计算中考虑楼梯构件的影响。本文用三款常用结构软件建立了不同结构体系中楼梯构件的模型,并对其计算结果进行分析。     

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。     

浅议框架结构中的板式楼梯设计

各地震灾害表明,设计中未考虑楼梯刚度效应影响,可能使地震中楼梯梯板、梯梁、梯柱以及框架柱发生不同程度的损毁,理论分析也表明楼梯间的刚度将使得构件发生内力重分布,同时改变其结构动力特征。该文以震害分析研究为基础,说明了楼梯进行抗震设计的必要性,同时阐述了现有的两种楼梯抗震设计的基本思路。     

某工程无楼板支承的楼梯间剪力墙稳定性分析

一栋超高层住宅的楼梯间设置在平面外侧,该楼梯间外侧剪力墙无楼板支承作用。对该片墙体采用弹性力学解析解方法、特征值屈曲分析方法、非线性屈曲分析方法分别计算了有梯板支撑模型和没有梯板支撑模型的屈曲承载力。通过分析可知,计算剪力墙稳定性时,可以将梯段斜板看作墙体的支撑点进行稳定性计算。通过非线性稳定性分析(弹塑性)可知,结构先发生混凝土压溃,而并未发生失稳,此时的轴力远大于规范稳定性计算限值。     

临近建筑物基坑钢管斜撑支护与换撑技术应用

通过实际工程案例，介绍“换撑板+斜抛撑”临时换撑体系新技术。并结合数值模拟方法与实际监测数据相对比，对考虑临近建筑物的新技术实施效果进行评估，验证了“换撑板+斜抛撑”临时换撑体系新技术对基坑支护稳定具有良好控制作用，能够保证基坑侧壁及临近建筑物安全稳定，满足施工安全要求且具有广泛的适用性。     

壁挂式冷弯型钢结构双层组合墙体抗震性能试验研究

为研究壁挂式连接冷弯型钢结构中双层组合墙体的抗震性能,对4个足尺双层墙体试件进行了水平低周往复试验,考虑了刚性斜撑、方钢管端柱加强、下部两层墙体抗侧刚度比等因素对墙体抗震性能的影响.结果表明:增设刚性斜撑墙体中V形刚性斜撑与墙面板蒙皮作用同时发挥抗侧作用,提高了墙体的受剪承载力及弹性抗侧刚度,但延性降低;采用方钢管截面...     

角部连接钢框架-玻璃纤维增强无机板组合墙体抗震性能试验研究

为研究角部连接钢框架 玻璃纤维增强无机板组合墙体的抗震性能,考察人字形斜撑和玻璃纤维增强无机板对钢框架 组合墙体的影响,设计2榀足尺的双层双跨钢框架和2榀足尺的双层双跨组合墙体进行拟静力试验。观察不同形式钢框架和组合墙体在低周往复荷载下的破坏过程及破坏形态,得到了各试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、累积耗能、关键部位应变、延性系数等性能指标,对比分析人字形斜撑和玻璃纤维增强无机板对钢框架 组合墙体耗能性能、延性、承载力的影响。试验结果表明：组合墙体抗侧承载力高,刚度大,而变形能力与耗能能力较差;人字形斜撑能有效提高钢框架承载力、延性及耗能能力,但在组合墙体中人字形斜撑作用不明显,且圆钢管人字形斜撑易发生平面外失稳,建议设计时采用平面外刚度大于平面内刚度的H型钢;玻璃纤维增强无机板可以较大程度提高钢框架的抗侧承载力,由于玻璃纤维增强无机板过早开裂破坏,导致其延性降低,刚度退化速度加快,耗能能力变弱。基于已有的侧移刚度公式,对其进行参数修正并给出组合墙体侧移刚度简化计算式,理论值与试验初始抗侧刚度吻合较好,可为后续研究提供理论基础。     

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。     

楼梯对框架结构性能影响分析

为了分析楼梯对结构的影响,用SAP2000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动力特性和梯板及其周边构件的影响。计算分析表明,对于框架结构的计算分析要考虑楼梯对整体的影响。通过振型刚度解耦,可以得到楼梯对整体结构各阶振型刚度的贡献。楼梯的存在改变了的结构振型出现的次序,进而改变了结构薄弱方向。楼梯板在地震作用下,处于拉弯或压弯状态,设计中要按拉弯或压弯进行配筋。楼梯对楼梯间角柱受力影响非常显著,导致楼梯间柱的轴力增大为不考虑楼梯整体分析时的5倍左右。     

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能分析

为了提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在地震作用下的协同工作性能及减小结构在竖向荷载作用下的变形差异,可采取以下措施：在钢框架上加设大型斜撑;在钢框架和核心筒之间增设伸臂桁架以及同时增设大型斜撑和伸臂桁架。利用有限元软件ETABS,对比分析了这几种结构形式的协同工作性能。分析结果表明：在钢框架上加设大型斜撑可明显提高结构的刚度,框架的剪力分配率更易满足规范要求,框架柱的材料利用效率更高;增设伸臂桁架对整体结构的刚度影响不大,但可有效减小铜框架和核心筒之间的竖向变形差;同时增设大型斜撑和伸臂桁架可显著提高钢框架一钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能。     

斜梯板双层配筋的混凝土框架楼梯间单元地震响应分析

以混凝土框架结构中常见的板式楼梯间单元为研究对象,按照梯板单层配筋和双层配筋建立两种有限元模型,通过模态分析以及多遇地震和罕遇地震的动力时程分析,研究梯板双层配筋的影响。分析表明,楼梯间单元表现出较为明显的扭转特征,小震时两种模型的动力反应基本相同,大震下两种模型的梯板破坏存在较大差异,梯板的钢筋截断会形成薄弱环节,而双层配筋则可以避免梯板在整体结构破坏前被拉断,梯板两端支座处塑性应变较大,梯梁、框架柱、梯柱在半休息平台处均出现明显的破坏。     

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     

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。     

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。