芯筒-刚臂结构体系地震损伤分析研究

芯筒-刚臂结构广泛应用于超高层建筑设计中,但由于其刚臂设置引起的刚度突变容易造成刚臂及附近所在楼层在地震作用下发生破坏。目前,被动耗能减震技术日趋成熟,其中屈曲约束支撑(简称BRB)在高层建筑中应用最为广泛。将BRB设置于刚臂和外柱连接处,作为屈曲约束柱(简称BRC),提出新的芯筒-刚臂结构减震体系(BRC between the outrigger and exterior columns of COS,简称BRCC-COS减震结构体系),并基于抗震性能设计方法完成BRC的设计。针对芯筒-刚臂结构的平面简化模型,利用弹塑性时程分析方法研究其在地震作用下的结构特性。最后,根据不同的地震损伤模型评估研究该减震结构体系的地震损伤程度,研究分析表明,该减震结构体系能够降低由于刚臂设置引起的附近楼层和核心筒在地震下的损伤程度,并为该类结构的耗能减震设计提供可靠的理论依据。     

某稀柱筒体结构弹塑性时程分析

针对某稀柱筒体结构,采用NosaCAD有限元软件建立整体结构分析模型。通过7度多遇和7度罕遇烈度下的弹塑性时程分析,研究了该结构的变形、内力、破坏情况的发展历程,计算结果表明,结构可以满足"小震不坏,大震不倒"的抗震设防要求;筒体构件破坏顺序较为合理,能较好的耗散地震能量。     

结构损伤评估分析中的SPO损伤指标及其应用

结构静力弹塑性分析方法作为一种简单而有效的结构抗震能力评价工具,目前在国内外的结构抗震设计中已经得到了广泛的应用,近来在结构地震损伤评估中也得到了初步应用.本文将结构静力弹塑性分析方法及其损伤指标应用到一般结构耐久性损伤评估中,通过其在实际工程中的使用,对其优缺点进行了分析,并提出了一些改进的方向.     

悬挂结构在耦合地震下的抗震研究

针对核筒悬挂结构,建立了三维有限元模型,并且考虑材料非线性,在耦合地震的作用下,进行了弹塑性时程分析,得到了结构不同部位各节点的响应。将结果与单维地震作用下的结构响应进行比较,总结了耦合地震作用下悬挂结构响应的规律,对悬挂结构进一步的抗震研究和设计提供参考。     

超高层建筑束筒结构的简化分析方法研究

介绍了束筒结构的特点、研究内容及其方法,重点阐述了束筒结构的优点及工作机理;对国内外文献进行了总结研究和对比,并对其进行了评价,为适合初步设计阶段或整体性能评价阶段的分析方法提供了理论依据。     

钢管混凝土束结构在高烈度地区的抗震性能研究

包头市一高层住宅楼其主体结构采用钢管混凝土束结构,但由于此类结构属于新型结构,无法使用常规的计算分析程序计算其大震安全性,故采用SAUSAGE软件进行动力弹塑性时程分析,并根据结构的特殊性,重新拟定了材料的本构关系.分析结果表明,本结构体系满足抗震设防目标和规范要求,为同类结构的抗震分析提供了参考和建议.     

竖向地震作用下某大跨悬挑结构反应分析

采用NosaCAD2005有限元程序建立结构分析模型,采用的模型非线性单元主要包括梁、柱、二力杆和墙单元,梁和柱采用三段变刚度杆模型,以受弯为主的梁单元截面弯矩-曲率关系采用二折线和三折线模型,柱和二力杆截面采用纤维模型,墙体采用板壳单元,面内非线性模型采用Darwin-Pecknold模型.输入水平向振动的地震波和同时输入水平向、竖向振动的地震波两种形式的弹塑性时程分析,通过两种工况下结构动力响应的对比,分析研究了竖向地震动对某大跨悬挑结构的影响.     

钢框束筒结构剪力滞后分析与楼层损伤评估

为研究钢框束筒结构中的剪力滞后现象及其对结构设计的影响,分析结构在罕遇地震作用下耗能及楼层损伤情况,建立了有限元分析模型,对结构进行风荷载和多遇地震作用下的弹性分析以及罕遇地震作用下弹塑性时程反应分析。对剪力滞后沿楼层的分布特点以及窗裙梁截面高度变化对束筒结构剪力滞后的影响进行了分析,研究了剪力滞后与楼层损伤之间的关系。通过对楼层的最大有害层间位移角和塑性耗能分析,研究了楼层损伤因子的计算方法,并对楼层的损伤程度进行了定量评估。分析结果表明:钢框束筒结构下部高度1/3范围内为剪力传递敏感区域,仅在该区域加大窗裙梁截面可以得到与全高加大窗裙梁截面接近的空间作用效果。结构剪力滞改善后,应避免局部区域出现应力突变,产生新的更为严重剪力滞后现象。楼层柱应力不均匀系数代表值与楼层塑性耗能在竖向收进局部区段具有相似的分布规律。采用基于归一化的位移和塑性耗能双参数模型算式得到的楼层损伤因子与通过损伤现象确定的楼层损伤因子吻合较好,可用于钢框束筒结构楼层损伤程度的定量评估。     

基于ETM的结构地震损伤评估

耐震时程法(ETM)是一种新的结构抗震性能评估方法,它所用的时程曲线具有地震强度随时间而增加的特点。基于《建筑抗震设计规范》(GB 50010—2010),采用最小二乘函数合成了3条耐震时程曲线。以装配式基础隔震结构为例,分别对结构进行10条天然地震波作用下的增量动力分析(IDA)和3条耐震时程作用下的非线性时程分析,对比研究了结构在不同地震强度下的最大顶点位移、最大层间位移角和最大隔震层位移。并将最大层间位移角作为指标代入结构抗震失效概率公式,通过易损性计算即可得到结构在不同耐震时间下的损伤指数期望值,可以此为依据来评估结构的损伤。分析表明,以最大层间位移角作为指标,ETM与IDA所得的结构损伤值吻合程度较高,但其计算量较IDA大大减小,因此对于结构的抗震损伤评估而言,ETM是一个高效的计算方法。     

地震激励下钢筋混凝土框架结构楼层损伤研究

地震激励将诱引建筑结构损伤,且损伤会由于荷载循环次数的增加而不断累积。在分析总结国内外关于楼层地震损伤模型研究成果的基础上,得出结构损伤从构件维度上考虑比从整体结构维度上考虑更能合理反映损伤演化规律。采用"预损法"并利用有限元软件ABAQUS模拟框架结构在构件各主要设计参数(如楼板作用、轴压比)变化时所引起的损伤,揭示各类构件损伤对楼层损伤的影响规律,建立往复荷载作用下钢筋混凝土框架结构楼层损伤模型。     

高层筒体结构地震作用下的时程分析

文章通过对一个高层筒体结构实例进行地震作用下的时程分析,结合对筒体结构在相同地震烈度作用下的结构设计资料,比较分析不同的层间位移大小,综合提出两种方案在实际工程中现实意义,以供相关技术人员参考。     

钢框架-钢筋混凝土核心简结构的动力弹塑性分析

基于大型通用有限元软件ABAQUS对一钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的动力弹塑性性能进行了初步研究，研究了这类结构体系在地震作用下的混凝土损伤机制和框架与核心筒之间的剪力分配等，本文的研究成果可为同类研究提供参考。     

超高层钢筋混凝土空间网格盒式成束筒结构性能分析

简要介绍了钢筋混凝土空间网格盒式成束筒新型结构。以某拟建工程为例,对比分析了该新型结构和常规框筒结构的周期、楼层位移和框架柱与核心筒的剪力分配等参数。结果表明,该新型结构在力学性能和抗震性能上优于常规框筒结构。采用MIDAS/Gen软件对该新型结构进行静力弹塑性分析,得到该结构性能点状态下的变形、基底剪力、层间位移角曲线和塑性铰分布;由此总结了该结构塑性铰的发展状态及构件屈服顺序。结果表明,该结构具有很好的延性,能够满足"大震不倒"的抗震设防要求。     

新型型钢混凝土框架-四角筒-双向钢桁架混合结构弹塑性地震反应分析

中海油(深圳)大厦裙房是总高度为24.5m的大跨结构,位于两栋超高层塔楼之间。为满足市政规划及建筑功能提出的结构内部需具备33.6m无柱空间、结构周边双向需分别提供50.4m及27.6m大跨空间的要求,结构设计时提出了一种新型结构体系:型钢混凝土框架-四角筒-双向钢桁架混合结构体系,其中剪力墙筒体和型钢混凝土框架柱作为竖向抗侧力构件,跨层钢桁架实现了竖向抗侧力构件之间的水平力传递,并为梁、楼板的合理布置提供了条件。采用有限元分析方法对此结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程反应分析,计算结果表明,新型型钢混凝土框架-四角筒-双向钢桁架混合结构体系的结构位移满足规范限值要求,四角筒的损伤主要集中在连梁处,大跨桁架保持不屈服,混凝土梁及钢梁的损坏有效耗散了地震输入能量,证明了此结构布置的合理性。     

钢筋混凝土筒体结构弹塑性地震反应分析

本文提出了一种用于筒体高层结构弹塑性地震反应分析的杆系——柱壳计算模型。应用样条函数对薄壁筒子结构进行分析,根据增量理论,推导了薄壁筒子结构的弹塑性矩阵及刚度矩阵。推出了框架筒中空间杆件考虑剪切变形、几何非线性和材料非线性的单元刚度矩阵。编制了计算程序,通过计算例题,验证了方法的可行性及正确性。     

含可更换剪切型耗能梁段的钢框筒结构抗震性能研究

地震作用下,传统钢框筒结构难以实现强柱弱梁的设计理念,大震下柱端往往先于梁端出现塑性铰。针对这一问题提出了含可更换剪切型耗能梁段的钢框筒结构,即在裙梁中设置可更换的剪切型耗能梁段,大震作用下结构利用剪切型耗能梁段良好的弹塑性变形能力进行耗能,其余构件仍处于弹性状态或部分发展塑性。设计了一组算例结构,包括传统钢框筒结构和含可更换剪切型耗能梁段的钢框筒结构,采用SAP2000有限元分析软件对算例结构进行了弹性和弹塑性地震反应分析,对比了传统钢框筒结构和不同耗能梁段布置形式的含可更换剪切型耗能梁段的钢框筒结构在多遇地震、罕遇地震和极罕遇地震作用下的抗震性能和破坏模式。结果表明:在裙梁中设置剪切型耗能梁段对结构整体刚度的影响较小,含可更换剪切型耗能梁段的钢框筒结构改变了传统钢框筒结构的耗能机制,主要通过耗能梁段的剪切变形代替裙梁端部塑性铰耗能。罕遇地震作用下耗能梁段全部进入塑性耗能,震后仅需替换损伤严重的耗能梁段即可快速恢复结构的使用功能。极罕遇地震作用下,传统钢框筒结构达到极限状态,而含可更换剪切型耗能梁段的钢框筒结构的耗能梁段进一步发展塑性,其余构件保持弹性,结构具有足够的安全储备。     

某内筒偏置的框架—筒体结构静力弹塑性分析

以具体工程为例,对工程整体结构进行了静力弹塑性推覆分析,介绍了分析方法、分析模型及参数选取计算方法,通过计算模型对比、地震性能点、能力曲线、结构楼层位移及层间位移角变化,得出了一些有意义的结论。     

利用承受时间方法评估钢框架的结构损伤

在持续时间方法中，结构受到逐渐加强的地面加速度影响，并根据其在预定耐力标准中所能承受的最长时间判断其抗震性能。承受时间方法是将损伤指数作为耐力准则。将钢框架非线性时程分析中得到的各种损伤指数的数值，与同样加速度水平下持续时间方法中得到结果相对比。     

立面收进超限结构弹塑性时程分析

上海嘉里静安综合发展项目南塔楼为超高层型钢混凝土框架—钢筋混凝土筒体结构.塔楼设有斜柱和加强层并有较大的立面收进,为立面规则性超限结构.文中采用NosaCAD有限元程序建立整体结构分析模型,通过7度多遇和7度罕遇烈度下的弹塑性时程分析,研究结构的变形、内力、破坏情况的发展历程.计算结果表明,小震情况下,结构构件未出现损坏.大震情况下,框架部分出现塑性铰的杆件未达到极限承载能力,筒体部分构件损坏顺序和分布较为合理,能在一定程度上耗散地震输入能量.结构最大层间位移角满足1/100的限值要求.结构可以满足小震不坏大震不倒的设防要求.     

结构多维弹塑性地震反应的时程分析研究

文章针对地震动的多维性 ,建立了结构在多维地震动下的动力平衡方程 ,并引用 prager随动强化准则着重模拟了结构的开裂与屈服后的性能 ,不但得出结构在考虑多维地震作用下和只考虑单向水平地震作用下计算结果的一些差异而且使得计算过程也大为简化。