支撑对装配式钢框架抗连续倒塌性能影响

为研究不同支撑形式对装配式钢框架结构抗连续倒塌性能的影响,建立4种不同支撑形式的模型,利用SAP 2000有限元软件,以6层装配式钢框架结构为原型,并采用构件拆除法,在分别拆除长边中柱、短边中柱、角柱、内柱的4种工况下对模型进行动力非线性分析。分析结果表明:支撑所在跨的框架柱失效后,支撑对结构抗连续倒塌作用明显,隔跨柱失效后,支撑对剩余结构抗连续倒塌性能的影响很小。     

装配式斜支撑节点钢框架抗连续倒塌能力评价

结构发生连续倒塌的机理比较复杂,国内外到目前为止没有统一的结构抗连续倒塌能力评价标准。通过3个4跨5层装配式斜支撑节点钢框架结构算例,验证了日本《高冗余度钢结构倒塌控制设计指南》中抗连续倒塌能力评价指标对装配式斜支撑节点钢框架结构的适用性。以国内湘阴远大城9层装配式斜支撑节点钢框架公寓B9为研究对象,采用拆除构件法分别拆除角柱、短边中柱、长边中柱和内中柱,采用经验证的能力评价指标进行抗连续倒塌能力评价。结果表明:9层装配式斜支撑节点钢框架结构在拆除角柱工况下,剩余结构抗连续倒塌能力最好;拆除内中柱下,剩余结构抗连续倒塌能力相对较差,桁架梁在结构抗连续倒塌分析中承载力储备要低于柱构件。     

斜隅支撑的半刚性节点钢框架抗连续倒塌分析

为研究斜隅支撑对于多层平面半刚性节点钢框架的连续倒塌动力效应的影响,分别选取斜隅长度为框架对角线长度0.2倍和0.4倍斜隅支撑框架,另外选取无支撑和X形中心支撑框架作为对比,采用瞬时加载法,使用SAP2000对4种框架进行了非线性静力和非线性动力分析。分析结果表明:带有斜隅支撑的框架因为加入了斜隅和支撑,增加了结构的超静定次数和冗余度,刚度提升十分明显,能更好抵抗破坏引起的动力效应。斜隅支撑由于其斜隅塑形变形的良好能力,使框架整体的变形和耗能能力比X形中心支撑框架更加优越,动力响应更加稳定,对于抵抗连续倒塌有较大的积极作用。     

偏心支撑对高层钢框架结构抗连续倒塌性能的影响

为研究偏心支撑对高层钢框架结构抗连续性倒塌性能的影响,利用ANSYS 10.0建立两个20层钢结构平面框架的有限元模型,分别为无支撑框架和偏心支撑框架。采用备用荷载路径法对它们进行非线性静力分析及非线性动力分析。通过分析比较两个算例框架的结果,偏心支撑不仅能够提高结构的整体刚度,而且能显著地提高剩余结构的抗连续性倒塌能力,但对结构的竖向极限承载能力并没有明显的提高。     

装配式斜支撑钢框架承载力性能试验研究

新型工业化装配式斜支撑钢框架由钢桁架梁、钢立柱、钢斜支撑等构件所组成,该框架的桁架梁和斜支撑不同于传统框架,其传力路径、受力性能、破坏机理未经考证。通过对单榀单跨斜支撑钢框架进行静力试验及有限元模拟分析,旨在研究分析其水平荷载极限承载能力、变形特性、破坏机理及延性性能。试验及分析结果表明:装配式斜支撑钢框架承受水平荷载能力较强,斜支撑将水平荷载传递到桁架梁中部的耗能梁段,传力路径明确合理,破坏位置发生在桁架梁中部腹杆,且破坏时框架柱处于弹性工作状态,满足"强节点,弱构件"及"强柱弱梁"的建筑结构设计要求。     

钢框架抗连续倒塌方法研究

近年来,建筑结构的抗连续倒塌正日益受到重视,所谓抗连续倒塌,即指结构遭遇意外事故(如冲击、爆炸、地震等情况)导致某根构件失效后结构能否继续使用而不发生大范围或者局部倒塌的能力,结构的抗连续倒塌已逐渐成为结构研究的热点。文章从钢框架结构抗连续倒塌这一角度出发,详细探讨如何提高钢框架抗连续倒塌能力,从而为结构设计做出一定的参考和借鉴意义。     

偏心支撑对钢管混凝土组合柱框架抗连续倒塌性能的影响

对钢管混凝土组合柱结构框架、框架偏心支撑结构进行连续倒塌研究,采用PERFORM-3D软件建立10层空间模形,采用拆除构件法即分别拆除底层角柱、边柱及位于结构中间的柱子,对剩余结构进行非线性动力分析。分析结果表明,当组合柱失效,与之相连的梁端的塑性转角大于规范值,即结构会发生连续倒塌。增加偏心支撑,梁端的塑性转角小于规范值,不会发生倒塌,提高结构抗倒塌能力,同时判断出偏心支撑的A形支撑抗倒塌能力最强。     

支撑钢框架中关键柱破坏后结构抗倒塌性能分析

为研究支撑对多层平面钢框架在关键柱破坏后抗倒塌性能的影响,采用瞬时拆柱法分别对3种中心支撑和2种偏心支撑的钢框架在中柱失效和边柱失效的情况下进行了弹塑性动力效应分析.结果表明:支撑对结构的极限抗倒塌承载力并没有太大的提高,但对结构刚度提升十分明显；无论设置何种支撑,边柱失效的影响都要大于中柱失效；偏心支撑的设置并没有比中心支撑体现出更优越的性能,反而会在一定程度上降低结构的刚度.     

装配式斜支撑节点钢框架的静力弹塑性分析

为研究新型结构装配式斜支撑节点钢框架的抗震性能,采用Pushover分析方法对其进行罕遇地震作用下的弹塑性分析,并与无斜撑钢框架结构进行对比。计算结果表明:7度罕遇地震作用下,装配式斜支撑节点钢框架最大层间位移角为1/223,小于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》限值1/50,满足"大震不倒"的抗震设防目标。斜支撑的布置减小了结构在罕遇地震作用下的变形,其中结构顶点位移减小33.4%~38.1%,结构最大层间位移角减小19.3%~40.1%,塑性铰大部分出现在桁架梁腹杆部位,框架柱处于弹性阶段。     

装配式斜支撑节点钢框架弹塑性动力时程分析

装配式钢结构采用工厂化的生产和模块化的安装,具有很高的施工效率,该结构体系不同于传统的钢框架,其地震作用下的动力性能尚待研究。对装配式斜支撑节点钢框架和装配式无支撑节点钢框架进行7度罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析,结果表明:斜支撑节点使结构整体刚度大幅提高,在7度罕遇地震作用下结构变形显著减小,在人工波作用下,结构顶点位移最大值减小达56.6%,层间位移角最大值减小达61.3%,塑性铰大部分出现在桁架梁腹杆部位,立柱处于弹性阶段。     

装配式斜支撑节点钢框架施工温度效应分析

施工过程中建筑物的主体结构一般直接曝露于自然环境下,环境温度的变化会对结构的内力及变形产生影响。以装配式斜支撑节点钢框架结构为背景进行施工模拟,采用有限元软件MIDAS Gen的单元激活与钝化功能,将施工阶段结构所受的荷载按不同施工步分阶段加载于结构上,其中温度荷载采用正晒面与背晒面的极值温差来模拟。对考虑温差和不考虑温差的工况进行分析对比,结果表明:两种情况下结构构件的内力和变形均存在明显差异,说明需要按实际情况考虑温度作用对施工过程的影响。     

钢框架抗连续倒塌设计方法研究

以4层钢框架结构为例,介绍了美国GSA2013抗连续倒塌规范线性静力法设计流程,校核了钢框架的构件应力比和结构冗余度。依据结构强度理论,对其中部分公式进行了调整,使之可以适用于我国钢结构设计方法。讨论了构件截面对结构内力重分布的影响。     

钢框架—组合楼板体系抗连续倒塌性能研究

通过将一足尺两层2×2空间钢框架结构底层边跨中柱突然拉倒进行抗连续倒塌试验研究,采用了实体单元和壳单元相结合的建模方式,对试验框架进行了非线性动力有限元分析,试验结果和有限元分析结果表明:关键柱失效后,组合楼板可提供可靠拉结并形成新的荷载传递路径。     

多层钢框架连续倒塌性能的有限元分析

为了探究运用有限元方法分析计算多层钢框架连续倒塌性能的准确性和可靠性,为后续的倒塌分析工作奠定基础,以某2层钢框架-组合楼板体系抗倒塌试验为例,运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型。为准确模拟钢框架结构的结构构件组成、构件间的约束和受力情况、钢框架的初始破坏和倒塌破坏等过程,详细介绍相关的有限元建模技术、参数取值、材料失效准则等,并运用该方法进行有限元模型验证。结果表明：建立的有限元模型能够准确模拟结构的动力响应和构件的破坏模态,从而能够准确地分析计算多层框架的连续倒塌性能。     

考虑楼板作用的钢框架抗连续倒塌动力分析

为研究考虑楼板作用的钢框架抗连续倒塌动力性能,运用结构动力学原理对简化力学模型进行理论分析,研究支撑柱失效时间与结构动力响应的关系,基于SAP 2000平台对考虑和不考虑组合楼板的钢框架有限元模型进行弹塑性动力反应分析,研究柱不同失效时间对失效点位移、振动频率等方面的影响。通过提出组合楼板薄膜效应对结构抗力提高系数ψ,量化组合楼板在连续倒塌过程中所起作用。结果表明:剩余结构动力响应随着柱不同的失效时间而变化,当失效时间为竖向自振周期的10%时,动力效应最大;组合楼板的存在能大大降低结构的最大动力响应,明显减小失效点位移,通过拉力薄膜效应可提高结构抗力至原来的1.6倍左右。     

空间钢框架连续倒塌有限元分析

近年来在世界各地相继发生的建筑物连续倒塌事件,使得结构的连续倒塌研究越来越受到重视。本文采用SAP2000软件,分别使用线性静力和线性动力方法对空间钢框架进行连续倒塌分析,研究层高、跨数、柱失效位置对于结构构件的最大需求能力比DCR的影响,对比两种分析方法中框架构件DCR值,探究空间钢框架破坏机理,研究成果可以为防连续倒塌设计提供借鉴。     

超高层框架-核心筒结构抗连续倒塌性能分析

利用ETABS有限元软件对某232 m超高层建筑进行抗连续倒塌性能分析,采用非线性静力和非线性动力拆除构件对结构进行连续倒塌分析,并比较两种方法下拆除构件的弯矩值和位移值。分析结果表明,使用非线性静力分析时,拆除角柱的最大塑性转角θ=2.41°,短边中柱最大塑性转角θ=2.16°,长边中柱最大塑性转角θ=0.73°,都没有达到最大塑性转角的限值;使用非线性动力分析,拆除角柱的最大位移为58.322 mm,拆除短边中柱最大位移为51.254 mm,长边中柱最大位移为45.026 mm,均未达到构件破坏的最大位移值。     

钢筋混凝土框架抗连续倒塌仿真分析

本文在钢筋混凝土框架抗连续倒塌试验的基础上,运用ABAQUS仿真分析试验过程,并与试验结果比较,两者基本吻合。表明该仿真是合理的,在此基础上拓展分析现浇楼板对模型框架的抗连续倒塌性能影响。结果表明,现浇楼板能够增加框架的极限承载能力,减缓结构的连续倒塌,对其抗连续倒塌性能有一定的影响。     

装配式斜支撑节点钢框架消能减震设计

新型工业化装配式斜支撑节点钢框架由桁架梁、立柱、斜撑等构件组成,斜撑改变了结构的传力途径,使得结构刚度提高,但延性降低。为提高地震作用下结构延性,采用粘滞阻尼器对结构进行消能减震设计,运用SAP2000软件对非减震结构和减震结构进行罕遇地震下的非线性时程分析,对比分析不同阻尼器布置方案的减震效果,对结构整体抗震性能进行评价。分析结果表明:在罕遇地震作用下,粘滞阻尼器表现出良好的耗能性能,减震结构拥有更大的弹塑性变形和强度储备。在结构中从底层开始连续布置1/2楼层阻尼器即可达到所有楼层均布置阻尼器时的减震效果。