内置短肢剪力墙结构抗震性能分析

结合一栋25层住宅,分别按普通剪力墙和内置短肢剪力墙两种结构体系进行多遇地震下的弹性分析与罕遇地震下的弹塑性分析,通过对比层间位移角、基底剪力、塑性铰发展情况和滞回曲线等性能参数来比较两种结构体系的抗震性能。分析结果表明,内置短肢剪力墙具有抗扭刚度好、抗侧刚度较小、层间剪力小等特点,在抗震性能方面有独特的优势。     

塑性铰出现后钢筋混凝土框架柱的剪力重分配效应分析

本文应用结构力学方法,推导得到了单层单跨框架在柱端先后出现塑性铰的过程中,左右柱剪力变化的理论计算公式。应用ABAQUS非线性有限元分析软件及本文的理论公式,对一榀钢筋混凝土框架在塑性铰出现过程中,框架柱剪力分配效应变化进行计算与分析,并与现行规范框架柱剪力设计值进行比较。应用ABAQUS软件分析了轴压比对框架柱剪力重分配的影响,同时探讨了塑性铰出现过程中单层多跨框架的剪力分配系数。结果表明:在钢筋混凝土框架中,未发生塑性铰的框架柱会受到已发生塑性铰框架柱的影响,使得框架柱剪力分配系数增大,导致未发生塑性铰的框架柱承受更大的剪力;当框架内的跨数越多时,强柱越少,在弱柱出现塑性铰后,其剪力分配系数越大。     

钢框架-钢板剪力墙结构的抗震性能分析

基于三拉杆等效模型和静力非线性分析方法,利用SAP 2000对3跨钢框架-钢板剪力墙结构进行静力推覆分析。在侧向荷载作用下,通过对钢框架-钢板剪力墙结构的底部剪力-顶点位移关系、层间位移、结构塑性发展、楼层剪力分配等指标的分析,研究梁柱节点采用刚性连接和半刚性连接时整体结构的抗震性能。结果表明:在整体结构处于弹性阶段时,钢板剪力墙承担的水平剪力为楼层剪力的50%,整体结构进入弹塑性状态时,钢板剪力墙结构承担70%~80%的楼层剪力;在侧向荷载作用下,钢板剪力墙最先进入屈服阶段,而后是框架梁端部出现塑性铰,最后部分框架柱端形成塑性铰,符合多道抗震防线的要求,具有良好的抗震性能。     

带穿层柱钢框架结构受力机理研究

为了研究带穿层柱框架结构的受力机理,将穿层柱高度范围的剩余框架视为子结构,采用广义反弯点法(D值法)确定结构的侧向刚度.考虑穿层柱占比、穿层柱高度对结构侧向刚度比、自振周期、构件内力以及层间位移角的影响,给出了实用的评估方法.通过考虑同层框架柱相互作用的影响,合理确定有侧移框架穿层柱的计算长度系数.分别采用静力弹塑性分析与动力弹塑性时程分析对带穿层柱框架结构进行罕遇地震作用分析.计算结果表明:随着穿层柱数量与穿层柱高度增大,结构的侧向刚度比减小,基本自振周期延长,最大层间位移角增大,柱剪力分配显著变化;穿层柱顶楼层框架梁轴力存在突变,该层楼盖在协调结构变形与内力分配方面具有较大作用,在设计时需要适当加强;在确定有侧移框架穿层柱的计算长度时,可考虑同层框架柱相互作用的影响,对穿层柱的计算长度系数进行修正;穿层柱的弹性刚度较小,在罕遇地震作用下进入塑性较晚,故此其分担的剪力显著增大;随着穿层柱数量减少、穿层柱高度增大,塑性阶段剪力分担率增幅加大.提出的基于穿层柱数量与穿越层数的地震力放大拟合计算式,可用于穿层柱塑性阶段剪力占比放大倍数估算.     

跃层结构层刚度比研究

跃层结构属于竖向不规则结构,根据我国规范,需对结构的层刚度比进行限制。层刚度比存在不同的计算方法,各方法所得到的结论也不尽相同。对不同跃层面积的框架结构建立了sap模型,并分别进行阵型分解反应谱法计算和弹塑性时程分析,按照不同计算方法分别得到各模型的楼层刚度,以及弹塑性状态下的层间位移角。分析结果显示,等效侧向刚度比能够有效地预测结构在塑性状态下软弱层的出现。     

带50%穿层柱的RC框架结构抗震设计研究

通过研究不同开洞区域的带50%穿层柱的框架结构抗震性能,提出一种基于框架柱地震剪力分担比例的设计调整方法,并进行了调整前后结构弹性及弹塑性抗震性能的对比分析。由于楼板开洞形成穿层柱,穿层柱抗侧刚度偏小,按照计算刚度分担的剪力偏小,一旦进入屈服,穿层柱弹塑性开展较快。弹性设计阶段,应通过调整梁柱截面,满足小震作用下设计指标要求,使穿层柱承担的楼层剪力比例不低于40%,宜控制在45%左右,结构的弹塑性性能满足预期要求。按照普通柱与穿层柱的地震剪力分担相当的原则,进行穿层柱的设计地震作用调整,提高了穿层柱的弹塑性承载力,增加了穿层柱在弹塑性阶段的抗侧贡献,改善了普通柱的破坏程度。     

平面不规则空间钢网格盒式成束筒结构抗震性能研究

为研究平面不规则空间钢网格盒式成束筒结构的抗震性能,采用MIDAS有限元软件建立数值模型,进行结构静力弹塑性分析.从结构塑性发展过程及其构件屈服的顺序,得出结构的屈服路径;根据结构内外筒剪力重分布特点,明确内外筒剪力的分配规律;从内外筒抗侧刚度的发展过程,寻求结构刚度退化的主要原因.分析连梁高度、外围钢网格柱截面、墙肢厚度等因素对结构的屈服路径、剪力分配规律、刚度退化的影响.分析结果表明:对于结构整体刚度和推覆极限荷载的影响程度为连梁高度较小,外围钢网格柱与墙肢厚度较大,墙肢厚度的影响略大于外围钢网格柱.     

混凝土框架结构抗倒塌设计方法探讨

混凝土框架结构对楼板与梁整浇在一起后,框梁强度、刚度都增强估计不足,仅对柱强度计算采用内力增大系数予以调整,变形计算未明确采用嵌固端取基础顶的整体模型分析,结构地震层位移角大于计算位移角,大震时层位移较大的底层框柱端首先因刚度不足变形大而出现裂缝,而其本身配筋安全储备又较小,在强震往复作用下,柱端先于梁端出现塑性铰结构变为机动体系,未实现强柱弱梁的设防要求,应从调整梁柱布置尺寸关系,提高梁柱线刚度比值,保证框柱刚度不低于与之相连的框梁刚度;采用整体计算模型进行计算分析,减小层弹塑性位移角限值,底层柱配筋取嵌固端在地面和整体分析模型的包络值,提高框柱特别底层框柱的安全储备;使大震发生时框架梁端先于柱端出现塑性铰,实现具有两道防线和一定耗能能力强柱弱梁型框架的设计要求。     

国家体育场大跨度钢结构罕遇地震性能分析

采用杆端塑性铰模型、动力弹塑性分析法和静力弹塑性分析法对国家体育场大跨度钢结构罕遇地震作用下的性能进行了分析。三维动力弹塑性分析的输入包括4组地震记录和1组人工地震波;静力弹塑性分析包括单向、双向和三向推覆共12种工况。结果表明,罕遇地震作用下,国家体育场大跨度钢结构最大位移小于其限值;主结构的塑性铰主要出现在桁架柱,数量很少,且屈服程度较轻;次结构的塑性铰数量少,极少数铰的强度下降至残余强度;结构的整体刚度没有下降,承载能力未达到最大。国家体育场大跨度钢结构设计达到了预定的抗震设防性能目标。对静力和动力弹塑性分析两种方法的结果进行了比较,探讨了静力弹塑性分析合适的加载模式,为大跨度钢结构的静力弹塑性分析提供了参考。     

塑性铰模型对混凝土框架结构动力弹塑性分析的影响

建筑结构在遭遇罕遇大震时,部分结构构件将进入塑性状态.对结构进行弹塑性分析可以更好地掌握建筑结构在大震下的动力响应特性.基于SAP2000软件,分别采用该软件提供的默认塑性铰单元和弹塑性计算用的塑性连接单元,建立混凝土框架结构的弹塑性动力计算模型,输入折线时程曲线和地震记录曲线,进行弹塑性动力时程分析.结果表明,采用刚塑性滞回模型的默认塑性铰单元计算得到的结构加速度响应比采用弹塑性滞回环模型的要低,在使用程序默认塑性铰单元作动力弹塑性时程分析时需要注意考虑该现象对结果的影响.     

新型转换结构的试验研究及其在建筑物外套框架增层工程中的应用

腹板柱复合空腹桁架转换结构(以下简称腹板柱转换结构)是一种新型的结构形式。通过在框架梁间的适当位置设置腹板柱,使梁上出现多个弯矩峰值点,同时弯矩峰值也大大降低,从而优化结构的内力分布。通过模型试验对腹板柱转换结构进行了抗震性能试验研究,在水平往复荷载作用下的试验结果表明结构各层跨中梁梁端形成塑性铰,随后底层柱两端开始屈服并最终形成塑性铰;结构开始为弯曲变形,结构屈服后也出现剪切变形,抗震变形能力较好;各层结构位移延性系数处于现行抗震规范对结构延性系数3.6~7.33的合理要求范围内,结构的侧移和层间弹塑性位移角限值也满足有关规范要求,但结构底层位移延性系数较大;随着顶点位移角的增大,侧移刚度逐步衰减,但侧移刚度衰减速度由快逐渐变慢。结合工程应用对该结构形式提出了设计建议,设计时要提高底层和2层跨中梁端部的配筋率;适当加大底层柱截面形成变截面柱;对一层或几层梁施加预应力;提出了腹板柱设置位置和刚度要求。该结构在某建筑物     

带有剪力墙(筒体)结构静力弹塑性分析方法与应用

按照弹塑性性能等效、内力等效的原则,介绍了一种采用“等效柱”代替框剪结构中的剪力墙进行静力弹塑性分析的新方法,从而能够按照柱单元的塑性铰来模拟实际结构中剪力墙的塑性性能,并在实际工程中得到了应用,获取了静力弹塑性分析中剪力墙的各种有用的信息,其中包括层间位移、塑性铰出现的先后顺序、位置,以及塑性铰破坏的类型和破坏的程度等。结果表明,该方法是目前对带有剪力墙(筒体)结构进行静力弹塑性分析的有效方法。     

钢筋砼框架结构抗震控制研究

在分析钢筋砼框架结构实际受力特征的基础上，从结构控制的角度出发，本文提出了允许框架柱下端出现塑性铰的新型延性框架结构方案。通过对延性框架与普通框架结构的非线性全过程分析、弹塑性动力分析和振动合模型对比试验，研究了其受力过程、动力特性、地震反应和破坏形态。结果表明，延性框架结构具有良好的延性和抗震性能。     

地震作用下框架结构的弹塑性反应分析

根据弹塑性有限元理论,运用基于AutoCAD的二次开发结构分析软件NosaCad,建立框架结构空间三维杆系模型和平面杆系模型,并分别在双向地震波和单向地震波作用下对框架结构进行弹塑性反应分析,获得各层层间位移角和顶层水平位移时程曲线,并对两组结果进行比较.通过对模型的计算,得到框架结构在地震作用下出现塑性铰的先后顺序以及结构的薄弱环节.     

L形钢管混凝土框架结构抗震性能试验研究

为了探讨L形钢管混凝土柱 钢梁框架的抗震性能,进行了4个1/2.5缩尺比例两层单跨L形钢管混凝土柱 钢梁空间框架的拟静力试验研究,主要考察了柱轴压比（n=0.4,0.6）、加载方向（β=0°,45°）对试件抗震性能的影响,对结构的破坏形态、破坏机制、滞回曲线、结构塑性铰出现的位置及次序、位移延性和耗能能力等性能进行了研究。试验结果表明：结构的破坏形态基本相同,梁端先屈曲,形成塑性铰,然后柱脚核心混凝土开裂压碎,钢管屈曲,形成塑性铰,节点核心区没有出现破坏现象,满足“强柱弱梁、强节点”的抗震设计要求;结构的滞回曲线呈饱满的梭形,强度和刚度退化不明显,变形能力和耗能能力较强;结构的延性较好,正向和反向的位移延性系数均大于4.0;轴压比对结构的抗震性能影响较大,随着轴压比的增大,框架的位移延性和耗能能力降低。     

传统风格建筑RC-CFST组合框架拟动力#br# 试验及弹塑性地震反应分析

对一缩尺比为1/2的传统风格建筑钢筋混凝土(RC)-钢管混凝土(CFST)组合框架模型进行El Centro波、Taft波、兰州波及汶川波等地震波作用下的拟动力试验,得到该模型的自振频率以及加速度、位移和应变等动力响应。分析模型结构的破坏过程、恢复力特征曲线及变形能力等抗震性能。研究表明：乳栿为模型结构的第一道抗震防线;随着输入地震波加速度峰值的增加,框架模型的自振频率下降,加速度放大系数逐渐减小,模型结构的恢复力特征曲线呈现出一定程度的“捏缩”效应。由应变分析可知,金柱纵筋先于檐柱纵筋屈服;乳栿和混凝土柱为模型结构的主要耗能构件。基于试验研究结果,采用有限元分析软件SAP2000对试验模型框架进行弹塑性地震反应分析,计算结果与试验实测结果吻合较好。计算分析结果表明：模型框架的出铰顺序依次为乳栿两侧、金柱柱底、檐柱柱底、金柱CFST柱底部及檐柱CFST柱底部。在峰值加速度为0.70g的El Centro波作用下,模型柱架的极限弹塑性层间位移角与规范规定的限值较为接近,表明框架结构具有较高的抗震安全储备。     

Q460C高强度结构钢焊接H形和箱形截面柱低周反复加载试验研究

为充分了解高强度结构钢构件的抗震性能,采用Q460C高强度结构钢焊接制作H形和箱形截面柱试件各4个,进行固定轴压比为0.3的低周反复加载试验。试验测得了Q460C高强度结构钢H形和箱形截面柱的荷载 位移滞回曲线和弯矩 曲率滞回曲线。试验结果表明：宽厚比接近GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》中“一级抗震”限值的试件试验破坏模式为板件局部屈曲,而宽厚比远小于“一级抗震”限值的试件在柱底部可形成具有充分转动能力的塑性铰;宽厚比小于“二级抗震”限值的Q460C焊接 H形截面柱和小于“一级抗震”的Q460C焊接箱形截面柱具有良好的耗能能力和抗震性能。在试验基础上提出了Q460C高强度结构钢焊接H形和箱形截面柱的弯矩 曲率滞回模型,为高强钢结构在地震作用下的弹塑性静力分析和时程分析提供参考。     

云南某工程购物中心南区Pushover静力弹塑性分析

采用静力弹塑性方法对云南某工程购物中心南区（钢框架结构体系）在罕遇地震作用下的抗震性能进行了分析。结果表明,在罕遇地震作用下,该结构的最大弹塑性层间位移角小于规范的限值;钢框架结构的塑性铰主要出现在梁端;绝大部分钢框架柱处于弹性,只有极少数钢框架柱出现了塑性铰,通过调整设计使得全部框架柱都不出现塑性铰。该工程的设计达到了预定的抗震设防目标。     

多层大开间少内纵墙住宅结构考虑塑性内力重分配的设计方法

本文在文献［１］的基础上，对多层大开间少内纵墙住宅结构模型试验结果作了进一步分析。通过对简体实测应力及弹塑性内力重分布的研究考察，提出适用于该结构体系并与文献［３］中建议的剪力分配方法相衔接的考虑筒体弹塑性刚度的剪力重分配计算方法。使从实用角度考虑的该设计建议中对组合墙弹性剪力直接调整的依据更加充分。