抗震设计中一些具体问题的分析和讨论

根据多年建筑结构抗震设计实践和对抗震规范的理解,提出以下一些观点及设计建议:1)8度区层数少高度低的规则框架结构、框架抗震墙结构、抗震墙结构等建筑的抗震等级和抗震墙底部加强部位高度可以适当降低;2)少墙框架抗震墙结构设计时应同时考虑框架结构和框架剪力墙两种计算模型,框架-抗震墙结构计算模型的结构弹性层间位移角可仅满足规范对框架结构的限制要求,同时,框架抗震等级按纯框架结构确定;3)确定抗震墙厚度时,应综合运用规范规定的抗震墙构造最小高厚比限值和高层规程附录D稳定计算公式;4)抗震墙底部加强部位应该按不同的受力情况和墙肢剪跨比,设置不同的约束边缘构件,约束边缘构件长度宜根据相对受压区高度ξ确定更合理。     

浅谈底部框架-抗震墙结构设计

结合底部框架-抗震墙房屋的设计难点,在深刻理解《抗震规范》有关条文的基础上重点对底部框架-抗震墙房屋中剪力墙的布置进行了探讨,从而更好的设计出抗震性能良好的底部框架-抗震墙房屋。     

某底部大空间抗震墙结构的设计分析浅谈

通过对某设置了转换层的底部大空间抗震墙的高层住宅工程进行了常规的与附加阻尼的计算分析比较,指出附加了阻尼器的底部大空间抗震墙完全可以满足抗震设计的各项规范要求,并很好地改善了结构的抗震性能,为抗震墙结构的设计提供了参考。     

底部框架-抗震墙房屋结构设计中底部钢筋砼抗震墙设计要点

底部框架-抗震墙结构由于其底层为框架抗震墙结构,可获得较大的空间,上部是砖房,较全框架结构更为经济,故在设计中经常采用。文章通过系统介绍,对底部框架-抗震墙结构中的关键抗震构件-底部钢筋砼抗震墙的设计提出要求,适用于手算以及电算后的抗震措施设置。     

带底部薄弱层住宅结构抗震设计

结合工程实例,在7度地震区底层高度为6.6m的8层板式住宅的底层及房屋两端适当布置抗震墙,形成竖向非连续框架-抗震墙结构体系.对该结构体系进行了多遇地震作用下的抗震性能计算评估和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析.计算分析结果表明,采用该框-墙结构体系有效提高了结构底层的侧向刚度和房屋的整体抗扭刚度,消除了结构底部薄弱层,改善了结构的抗震性能,可满足规范规定的三水准抗震设防要求.     

消能支撑加固底部框架砌体房屋的弹塑性地震反应分析

本文采用弹塑性时程分析方法,对底部框架多层砌体房屋在不同烈度罕遇地震作用下进行了抗震性能评估;研究了在底部框架内增设消能外包混凝土无粘结钢支撑对房屋抗震性能的影响;对增设消能支撑加固方案和增设抗震墙加固方案进行了对比分析。分析结果表明,在底层框架砌体房屋的底层增设消能支撑可显著降低底层框架的最大层间位移,控制结构的塑性损伤,提高结构的抗震性能。增设消能支撑加固方案与增设抗震墙加固方案相比,结构加固更合理、更易实施。     

粘滞阻尼墙在改造加固工程中的应用

冀北电力调度通信楼附楼改造前,立面装修已施工完毕,外围结构框架构件无法加固,难于实施常规加固方式,通过多方案比较采用减震加固方案。在适当部位装设粘滞阻尼墙,通过阻尼墙提供较大的附加阻尼比消耗输入的地震能量,使原框架柱不需加固即可满足抗震要求。通过对结构进行反应谱分析和大震下弹塑性时程分析,确定阻尼墙布置方案和性能参数,对连接阻尼墙的框架子结构进行大震不屈服设计。通过分析加固后主体结构抗震性能得到提高,在地震作用下能满足规范抗震目标。     

少墙框架在抗震鉴定加固设计中应用

少墙框架结构体系的主体是框架结构,通过增加一定数量的剪力墙,对框架结构的的性能进行相应调节和改善。在抗震加固工程中由于框架结构的位移无法满足规范要求,故设置少量剪力墙,使原来的框架结构变为少墙框架结构。在抗震加固设计中,由于建筑使用功能要求,当增加一定数量的剪力墙是为了控制框架结构弹性位移时,这一特殊的框架结构还是一种行之有效的方案。文中通过一个具体的抗震加固实例,阐述了抗震鉴定的两级鉴定流程,以及少墙框架在抗震加固设计中的具体应用。     

侧向刚度比对底部框架—抗震墙结构抗震性能影响分析

本文分析了底部框架-抗震墙砌体结构在地震载荷作用下的主要破坏形式，探讨了侧向刚度比对该结构抗震性能的影响，并参照规范要求介绍了手工计算底部框架-抗震墙上、下部分侧向刚度比的简化方法，以资借鉴。     

三层框架工业厂房的加层改造与抗震加固

某3层框架结构工业厂房,因使用功能改变,要求加层改造为6层框架结构的学生公寓。对结构直接进行加层需要解决的问题有:部分框架柱轴压比超限,部分框架梁配筋不能满足使用要求,部分层间位移超过抗震规范规定限值等。为此进行了房屋的质量检测、鉴定和结构加固前后的分析,依据现行抗震规范完成了工程的改造和抗震加固设计,取得了良好的效果,也为旧厂房的改造提供了经验。     

高烈度地区框架-核心筒结构中美抗震设计方法对比

按照中美相关抗震设计规范分别对位于中国8度抗震设防区和美国典型高烈度区域（旧金山地区）的两栋层高与结构相似的钢筋混凝土框架 核心筒高层建筑结构进行了设计。介绍了抗震设计过程中根据中美相关抗震规范确定的地震作用参数与材料强度,比较了两国混凝土结构尤其是剪力墙结构抗震构造措施的异同。建立了两结构的空间弹性分析模型,采用振型分解反应谱法计算了两结构的弹性地震响应,比较了两结构自振周期、基底剪力、层剪力、结构层间变形、构件尺寸、配筋以及连梁受剪承载力等。计算结果表明：按照两国设计规范分别设计的结构,其设计地震作用水平相当;根据美国规范设计的结构连梁受剪承载力与中国规范设计方案相比偏低,约为中国规范设计方案的0.63~0.95倍;中美两国规范设计的剪力墙约束边缘构件的范围与配筋差异较大,中国规范设计方案剪力墙约束边缘构件内纵筋和箍筋集中在端部固定范围内,美国规范设计的箍筋约束范围大,对应端部固定范围的配筋比中国规范配筋量小。     

填充墙钢筋混凝土框架结构基于位移的改进抗震设计方法

按现行抗震规范设计的底部空框架填充墙钢筋混凝土框架结构,可能无法实现“强柱弱梁”的预期延性破坏机制。为此,建立了填充墙与主体框架协同作用的等效斜撑-框架模型,改进等效单自由度体系阻尼比与刚度的确定方法,提出了填充墙钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法;针对底部为空框架的填充墙钢筋混凝土框架结构进行不同性能目标下的静力推覆分析,实现其“使用良好”、 “修复后使用”和“防止倒塌”性能水平的抗震设计。采用动力弹塑性时程分析方法和能力谱法验证了基于位移的改进抗震设计方法的有效性。分析表明,应用基于位移的改进抗震设计方法,可综合考虑填充墙对主体框架的利弊作用,实现结构性能抗震设计目标。     

基于性能的既有建筑防屈曲支撑抗震加固设计

对于抗震能力低、抗震构造措施普遍不满足现行规范的原非抗震设防区既有建筑,采用消能减震技术加固结构,通过性能化设计方法实现抗震加固目标,可以解决传统加固方法效率低、难以实施等难题。以原非抗震设防区某既有框架结构教学楼加固项目为例,介绍了采用耗能防屈曲支撑提高抗震性能的具体方法和既有建筑基于性能的抗震加固设计流程。结果表明:加固前结构单体中最大的扭转周期比达到了0.96,最大位移比为1.38, 加固后扭转周期比控制为0.84,最大位移比为1.20; 加固前结构小震下构件承载力基本满足要求,但扭转周期比和抗震构造措施不满足现行规范要求,大震下结构会发生严重破坏甚至倒塌; 加固后结构构件承载力能满足7度小震(多遇地震提高1度)要求,小震下防屈曲支撑调整结构抗扭刚度,减小扭转效应,大震下防屈曲支撑屈服耗能,显著提高了结构的抗大震性能; 当结构的抗震性能明显提高时,抗震构造措施要求可适当降低。     

现有底框砌体结构应用于乙类建筑的加固实践

针对一幢现有的底框砌体结构校舍,结构体系不适用于乙类建筑,但仍需履行当前建筑功能,设计者根据实际情况采用维持原结构体系、对建筑进行全面抗震设计并加固,在原有基础上提高其抗震性能,以满足乙类建筑的抗震要求,可为同类型项目提供参考.     

板柱边节点抗震性能研究

钢筋混凝土板柱结构在水平作用和竖向荷载的共同作用下,节点除了要传递竖向剪力外,还要传递不平衡弯矩,特别是对于板柱边节点,即使不存在水平作用,由于不对称,在自身重力作用下也会产生不平衡弯矩。目前对板柱节点的研究多数集中在内柱节点连接区,边柱节点连接区的研究则很少。本文在板柱边节点中应用一种抗冲切钢筋的新形式,抗冲切锚栓,来研究配置抗冲切钢筋的板柱边节点的抗震性能,共进行了3个在自重和不平衡弯矩共同作用下的板柱边节点试件的试验研究以及有限元分析,得到以下主要结论：配置抗冲切锚栓可以显著提高板柱边节点的承载能力、变形能力以及抗震性能;完成的2个配置抗冲切锚栓的板柱边节点的变形能力满足中国现行规范要求,耗能性能与一般梁柱节点接近,试件达到了中等延性水平。     

碳纤维加固钢筋混凝土框架厂房及抗震分析

通过对锦西化工厂氯化苯车间厂房4层框架结构进行的结构验算分析表明,该厂房若继续使用,则除楼板外其余部分必须进行加固处理。为此,提出了框架梁柱加固的具体方案,并对其中跨度最大的1跨梁进行了有限元模拟。结果表明,采用CFRP加固后,梁可有效提高其抗弯承载力,减小梁底部钢筋受拉应力。同时,对厂房整体框架结构的抗震性能进行了有限元仿真模拟分析,结果表明,经CFRP加固处理后可明显提高结构的抗侧刚度,从而减小其地震响应,达到抗震规范中的要求。     

底部框剪配筋砌块砌体房屋弹塑性地震反应的数值模拟

在总结底部框剪砖房和配筋砌块砌体的抗震性能研究成果的基础上,对底部框剪上部配筋砌块砌体结构的抗震特性进行了初步研究。采用层间剪切模型和三折线骨架曲线恢复力模型,分别按6、7、8度区的多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度,输入ElCentro地震波,模拟此类房屋的线性和非线性地震反应。通过分析加速度和位移地震反应,恢复力和层间位移角的变化,考察了该结构的抗震性能和抗震能力。结果表明:底部两层框剪上部六层配筋砌块砌体结构(高25.5m)可用于8度地震区,这种结构的底部框剪层是薄弱部位;应提高框剪层的水平地震剪力设计值,增强延性设计,提高抗倒塌能力。     

RC框架-核心筒结构弹塑性分析模型与典型算例分析

在PERFORM 3D软件中,建立了基于纤维模型理论、适用于钢筋混凝土(RC)框架-核心筒结构抗震性能评估的弹塑性分析模型,并给出了非线性模拟中所需要的钢筋及混凝土材料本构、连梁剪切铰变形性能等其他参数建议取值。完成了多个RC框架及剪力墙构件模型试验的模拟分析,表明建议模型对于分析RC结构基本构件具有较高的准确性,计算效率高。利用建立的分析方法,完成了根据中美抗震设计规范分别设计的两座相似的RC框架-核心筒高层结构的建模和系列抗震分析。结果表明:峰值荷载前两个方案的基底剪力-顶点位移曲线比较接近,美方设计方案结构的初始刚度略大,峰值荷载后二者有所差异;模型结构的屈服次序依次为连梁、框架梁、墙肢、框架柱,屈服次序合理,符合预期目标,美方设计方案连梁屈服较早;在罕遇地震作用下,美方设计方案结构x向的最大层间位移角约1/220,为中方设计方案的最大层间位移角的0.9倍;美方设计方案的连梁变形状态介于生命安全状态(LS)与防止倒塌状态(CP)之间,中方设计方案连梁没有超过生命安全状态(LS);美方设计方案底部内筒外壁受拉侧墙肢弯矩沿层高分布略大于中方设计方案,两个方案底层墙肢边缘构件竖向钢筋的最大拉应变分布接近,均刚刚进入屈服水平。