新型轻钢龙骨结构体系的应用

介绍了一种新型轻钢结构住宅——轻钢龙骨结构体系在建筑、结构和制作与安装上的特点,阐述了其结构设计要点,供工程设计参考。     

装配式轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板结构振动台试验

为发展高效抗震、绿色节能、施工便捷的装配式村镇住宅建筑,提出了一种适于村镇低层住宅的低能耗装配式轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板结构,轻钢框架由方钢管混凝土柱、H型钢梁、双L形带斜向加劲肋梁柱节点及预制混凝土楼板构成,钢丝网架珍珠岩复合墙板由钢丝网砂浆内外叶复合珍珠岩板夹心聚苯板构成,钢丝网架珍珠岩复合墙板单元包裹咬合轻钢框架,墙板单元间采用企口连接。进行了两层轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板足尺结构的振动台试验,激振包括白噪声在内的57个工况,各工况的地震动峰值加速度PGA在0.07g～1.50g,分析结构的破坏过程、刚度退化、位移、应变等动力响应。结果表明：轻钢框架与钢丝网架珍珠岩复合墙板共同工作性能良好,钢丝网架珍珠岩复合墙板对结构刚度有显著的贡献;随地震峰值加速度的增大,结构自振频率降低,阻尼比增大;在8度设防地震作用下结构最大层间位移角为1/361,基本处于弹性状态;8度罕遇地震作用下,结构没有明显的破坏;在极罕遇地震作用下,外墙板损伤明显,轻钢框架损伤较轻;钢丝网架珍珠岩复合墙板与轻钢框架包裹咬合式柔性连接,具有滑移摩擦消能减震的作用。该结构体系在村镇低层住宅建筑中有广阔的...     

装配式轻钢框架-钢丝网架珍珠岩复合墙板结构振动台试验

为发展高效抗震、绿色节能、施工便捷的装配式村镇住宅建筑,提出了一种适于村镇低层住宅的低能耗装配式轻钢框架-钢丝网架珍珠岩复合墙板结构,轻钢框架由方钢管混凝土柱、H型钢梁、双L形带斜向加劲肋梁柱节点及预制混凝土楼板构成,钢丝网架珍珠岩复合墙板由钢丝网砂浆内外叶复合珍珠岩板夹心聚苯板构成,钢丝网架珍珠岩复合墙板单元包裹咬合轻钢框架,墙板单元间采用企口连接。进行了两层轻钢框架-钢丝网架珍珠岩复合墙板足尺结构的振动台试验,激振包括白噪声在内的57个工况,各工况的地震动峰值加速度PGA在0.07g～1.50g,分析结构的破坏过程、刚度退化、位移、应变等动力响应。结果表明：轻钢框架与钢丝网架珍珠岩复合墙板共同工作性能良好,钢丝网架珍珠岩复合墙板对结构刚度有显著的贡献;随地震峰值加速度的增大,结构自振频率降低,阻尼比增大;在8度设防地震作用下结构最大层间位移角为1/361,基本处于弹性状态;8度罕遇地震作用下,结构没有明显的破坏;在极罕遇地震作用下,外墙板损伤明显,轻钢框架损伤较轻;钢丝网架珍珠岩复合墙板与轻钢框架包裹咬合式柔性连接,具有滑移摩擦消能减震的作用。该结构体系在村镇低层住宅建筑中有广阔的应用前景。     

多层轻钢房屋建筑结构——轻钢龙骨式复合剪力墙结构体系研究进展

轻钢结构是天然的绿色建筑,也是天然的工业化建筑.中国人口众多,土地资源紧张,地震灾害严重,因此发展多层冷成型钢房屋建筑符合中国国情.将低层冷成型钢结构体系拓展至多层结构,存在4个主要技术难点.课题组通过结构体系与主要部件两个层面的改进,提出了多层冷成型钢龙骨式复合剪力墙结构体系及其两个重要部件——冷成型钢托梁龙骨-ALC板组合楼盖和带有夹心墙板单元的轻钢龙骨式复合墙体.还针对该新型体系的抗侧、抗火等基础理论问题,阐述了课题组研究进展及国内外同行的相关研究工作.最后,从宏观角度指出了该新型体系尚需开展的研究工作.     

多层单排配筋剪力墙结构模拟地震振动台试验研究

为了研究多层单排配筋剪力墙住宅结构,分析单排配筋混凝土剪力墙与双排配筋混凝土剪力墙抗震性能的差异,设计制作了一个1∶4缩尺的4层钢筋混凝土剪力墙结构模型,该模型的一侧墙体配筋为双排钢筋,另一侧墙体配筋为单排钢筋.对其进行了模拟地震振动台试验,研究了其动力特性以及不同烈度地震作用下结构的加速度反应、位移反应和破坏形态.试验表明,单排配筋剪力墙平面内的抗震性能好于双排配筋剪力墙,由于单排配筋翼缘和腹板的共同工作,其平面外性能与双排配筋剪力墙差异不大,单排配筋剪力墙可用于7度和8度区多层剪力墙住宅结构的抗震设计.     

装配式轻钢框架-轻钢桁架结构振动台试验研究

为研究装配式轻钢框架-轻钢桁架结构的抗震性能及桁架式"L"形柱的震坏机理,进行了一座两层房屋的足尺模型振动台试验.对模型进行42个工况的地震波输入,运用模态分析理论识别了模型结构的动力特性,分析了加速度响应、位移响应和应变响应的变化规律.研究表明:在地震波加速度峰值从0.07g逐渐增大到0.9g的过程中,结构自振频率逐步下降;加速度放大系数逐渐降低;最大层间位移出现在首层,在8度基本地震动和8度罕遇地震动时的最大层间位移角分别为1/268和1/164,低于多层钢结构的弹性层间位移角限值和弹塑性层间位移角限值;结构能满足"两阶段、三水准"的抗震设防要求.模型中的桁架式"L"形柱在8度基本地震动时处于弹性状态,在8度罕遇地震动时有部分桁架节点处焊缝开裂并进入塑性状态,在9度罕遇地震动时结构塑性变形加大但仍有一定安全储备,在9度极罕遇地震动时刚度严重退化.结构在经历了渐进的塑性变形过程后,仍保持一定的承载能力,具有较好的延性,可在高设防烈度地区应用.     

外挂微晶发泡板轻钢框架结构振动台试验

为研究外挂微晶发泡板轻钢框架结构在动力作用下的工作性能,进行了1个2层单跨轻钢框架外挂微晶发泡板足尺模型的振动台试验.试验选取了EL-Centro、Taft、张家口人工波3条地震波,地震加速度考虑8度多遇到9度罕遇.通过分析模型结构的自振周期、刚度、楼层加速度以及楼层位移,研究了外挂微晶发泡板轻钢框架结构的振动特性,对微晶发泡板的工程应用给出了建议.试验研究表明:在9度罕遇地震下,轻钢框架结构与外挂墙板龙骨基本无破坏,仅墙板表皮有脱落现象,部分墙板发生平面外扭转;采用微晶发泡板与框架间相对错动的装配连接方式,可一定程度上减小结构的层间位移;墙板开设较大门窗洞时,该方向刚度虽有较大退化,但在9度罕遇地震作用下无倒塌危险,能够满足大震不倒的抗震设防要求;相邻墙体之间的预留缝需要添加柔性材料改善相邻墙体间的撞击挤压现象.     

轻钢龙骨结构体系受力性能的比较分析

介绍了轻钢龙骨体系的主要特点,通过对某工程分别采用轻钢龙骨结构和混凝土结构等其他结构方案的对比分析,表明了该结构体系在我国大多数地区建造是切实可行的,符合现行相关规范的要求.     

单层球壳模拟地震振动台试验及结构减振试验研究

首次进入了较大尺寸及较多杆件和节点的单层球壳模拟地震振动台试验和单层球壳粘滞阻尼器结构减振试验,考究输入不同地震波时,结构的动力响应和该减振系统的减振效果,并与数据结果进行比较,以验证建立的理论分析方法及编制的有限元分析程序的正确性。试验还直接验证了粘滞阻尼器结构减振系统在网壳结构中应用的可行性。     

轻钢增层结构的研究与应用

对轻钢增层结构的设计与构造方法作了介绍，提出了轻钢增层结构中的关键技术问题。     

再生混凝土砌块砌体房屋结构振动台模型试验研究

选用四川汶川卧龙地震波等,通过模拟地震振动台试验,对"构造柱-圈梁-现浇板"体系再生混凝土砌块砌体房屋结构模型的抗震性能进行了研究,分析其在8度多遇、8度基本和8度罕遇水准烈度地震作用下的动力特性、试验现象以及动力反应.试验及分析结果表明,模型在8度多遇和罕遇水准烈度地震作用下的最大层间位移角均小于建筑抗震设计规范规定的层间位移角限值,墙体出现小裂缝;说明"构造柱-圈梁-现浇板"体系再生混凝土砌块砌体结构的整体抗震性能较好,能够抵抗所在地区设防烈度下各水准地震作用.再生混凝土砌块承重结构可以在地震灾后重建地区推广应用.     

钢筋混凝土剪力墙结构模型振动台试验研究

针对7层剪力墙结构缩尺模型振动台试验,比较研究基底固定和考虑土-结构动力相互作用两种条件下的钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能。分析结构在地震波作用下的加速度响应、放大系数、变形性能、应变分布情况以及结构模型的动力特性。在模型试验的基础上,进一步利用有限元分析软件ANSYS进行了剪力墙结构的动力反应分析,得到结构的自振特性以及在地震作用下动力响应的数值解,验证了ANSYS有限元数值分析方法的合理性。     

超限高层建筑整体模型模拟地震振动台试验研究

为对超限高层结构的破坏机理和抗震性能进行深入研究,对一高宽比超限的复杂高层建筑进行了1/15的模型模拟地震振动台试验。研究了模型结构的动力特性和不同烈度地震作用下模型的加速度反应、位移反应、应变反应和扭转效应,并根据模型试验结果和相似关系反推到原形结构,研究了原形结构的破坏机理和破坏形式。试验及分析结果表明,原形结构的前三阶振型周期分别为1.795 s（Y向平动）,1.72 s（ X向平动）和1.423 s（整体扭转）,扭转与平动周期比为0.79;原形结构在7度多遇和罕遇地震动作用下弹性位移角和弹塑性位移     

典型地铁车站结构振动台模型试验

为了了解地下结构在地震作用下的响应,对地铁车站结构进行了振动台模型试验,从相似关系比的确定、模形箱的设计、结构模型的制作、测点的布置、模型土的配制、地震波的加载等方面介绍了振动试验,并分析了部分试验现象.试验结果表明,在强地震作用下,地下结构会受到损害.     

上海世博会中国馆抗震分析与振动台模型试验研究

2010年上海世博会中国馆建筑造型和结构体系独特,主体结构为4个钢筋混凝土筒体加组合楼盖,筒体间楼盖向上层层展开出挑,呈四棱台斗冠状。倒梯形的建筑造型使上部楼层的转动惯量增大,导致结构的第一振型为扭转振型,不满足现行高层结构设计规范的要求。为了研究该结构的抗震性能,检验和改进结构设计,利用有限元程序ANSYS对整体结构进行了抗震分析,同时又进行了比例为1/27的模拟地震振动台试验。计算结果表明,虽然中国馆的第一振型为扭转,但结构的扭转反应不大,和振动台试验结果具有较好的一致性。同时,原型分析和模型试验表明结构的损伤发展符合预期的破坏形式,能够满足预定的抗震设防目标。根据试验结果,给出了改进设计建议。     

软土-桩-结构动力相互作用振动台模型试验研究

目的 分析探讨软土-桩-结构动力相互作用的机理．方法 通过软土-桩-结构相互作用体系和刚性地基上建筑结构两个振动台模型试验，研究了相互作用对结构的动力特性和地震反应的影响．结果 通过振动台试验得到了软土-桩-结构相互作用体系和刚性地基上结构体系的自振周期、阻尼比、加速度反应和位移反应曲线等．结论 结果表明，软土-桩-结构动力相互作用对结构的动力特性和地震反应有较大的影响：建筑结构自振频率减小，阻尼增大：在地震作用下，考虑相互作用的结构加速度、位移较基础固定的结构大．     

某高层建筑在振动台试验中的结构阻尼研究

对某高层建筑进行模型试验,采用Matlab工具箱函数编写程序,处理振动台试验数据,得到模型在7度小震、中震、大震的传递函数,通过幅频曲线、相干函数曲线识别模型的各阶自振频率,在各自振频率处用半功率带宽法计算阻尼比并研究其变化规律,为类似高层建筑结构设计阻尼比取值提供参考。     

低层冷弯薄壁型钢房屋振动台试验及有限元分析

为研究低层冷弯薄壁型钢房屋在地震作用下的动力特性,对一个原大的三层冷弯薄壁型钢房屋模型进行了振动台模拟地震试验;根据试验结果分析了该结构体系在地震作用下的破坏特征和动力特性,应用有限元分析程序建立了简化模型,并对模型结构进行了计算分析;最后对该结构体系的研究方向和结构设计提出了建议。结果表明：位移反应的计算值与试验值吻合良好,该结构体系是一种理想的新型抗震结构体系。