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。     

芯筒-刚臂结构体系分析理论及其抗震减震理论研究综述

芯筒-刚臂结构是高层和超高层建筑的一种优越结构形式,其利用高层建筑的设备层、避难层等布置伸臂或环带加强构件,形成水平刚臂。由于伸臂使外柱参与抵抗倾覆弯矩,利用外柱轴力形成力偶,从而减小芯筒承担的力矩。这种结构形式具有较大的抗侧移刚度;但是刚臂的设置带来的芯筒刚度和内力沿楼高的突变等问题,容易造成结构在大震下的隐患。另外,对芯筒-刚臂结构体系设置多道防线较难。总结了针对该类结构体系的几种分析方法和分析模型,以及在进行抗震设计时应当注意的问题;同时介绍了耗能减震技术在该结构体系中的应用新进展。     

极震区典型砌体结构的振动台倒塌对比试验分析

通过实地科考与测量,掌握了北川电信职工住宅楼的破坏状态及模态信息。通过两栋单层砌体结构模型的振动台倒塌对比试验,再现砌体结构的倒塌过程,研究砌体结构的地震破坏模式及倒塌机理。试验表明,各道纵(或横)墙的层间刚度分布不均是造成砌体结构底层破坏或倒塌的主要因素;由于同一方向墙体的刚度差异造成了各道墙体承担的水平地震剪力相差悬殊,进而使得各道墙体在地震时先后被个个击破,最终造成结构破坏甚至倒塌;增设翼墙及洞口两侧设置加强构造柱是提高墙体层间刚度的重要措施。该试验结果可解释北川电信职工住宅楼在汶川地震11度区未发生倒塌的原因,同时可为砌体结构底层同一方向墙体按照刚度匹配的原则设计奠定试验依据。     

带加强层框架-芯筒结构设计的若干建议

提出了带加强层框架 -芯筒结构体系的合理的内力分析方法 ,给出了加强层的合理数量、最佳位置和刚臂的适宜刚度。基于结构主动控制的理念 ,提出了削弱刚臂端部抗弯能力的三种方法。     

高层建筑结构地震损伤与倒塌分析

近些年来,我国经济的的飞速发展,高层建筑行业也取得了较大的成就,伴随着高层、超高层建筑兴建,其抗震能力也备受相关认识和探讨。高层建筑结构比较复杂,容纳的人口比较密集,一旦发生灾害,将有无法估量的后果。文章就对高层建筑结构的地震损伤与倒塌进行简要分析。     

地震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌全过程振动台试验研究

以玉树7.1级地震中某底层遭到严重破坏的钢筋混凝土（RC）框架结构为原型,设计了1个1∶5缩尺的三维模型,通过模型的倒塌全过程振动台试验,研究了汶川、玉树地震中高烈度地区RC框架结构出现的典型侧向逐层呈多米诺骨牌式连续倒塌现象的全过程和倒塌破坏机制。试验中该模型结构的倒塌过程共分为两个阶段,即侧向增量倒塌和竖向连续倒塌。当底层层间位移角达到1/19时,试验模型处于临近倒塌状态。在倒塌过程中,底层角柱C3最先丧失竖向承载力,此时竖向倒塌开始发展,结构在重力荷载及输入地震动的共同作用下,底层柱的水平侧移持续增加,造成其相邻的柱B2、B3、C2相继失效,丧失竖向承载力,模型结构的冗余度不足使结构产生更大范围的竖向倒塌,最终模型结构呈侧向逐层连续倒塌。通过对倒塌后废墟的研究,发现模型结构呈“强梁弱柱”型破坏,其破坏模式与震害调查结果一致。最后,讨论了此种废墟下人员生存空间的问题,给出了防RC框架结构倒塌的相关建议。     

建筑结构地震倒塌判定准则综述

针对建筑结构地震倒塌的判定,本文阐述了当前国内外的研究现状,介绍了不同研究学者提出的各种较典型的判定准则,指出了各类准则的不足之处,并相应地给出了一些建议。     

混凝土多孔砖墙单向振动倒塌试验研究

为了摸清混凝土多孔砖墙在地震中倒塌的机理,对两个带木楼板的半砖厚混凝土多孔砖墙模型进行了不同方向的振动台试验。在单向机械波的作用下,1/2比例的模型经历了弹性、开裂和倒塌三个阶段。砖墙顶部首先开裂,当最大加速度达到14.08 m/s~2时,平面外受力砖墙因墙底开裂而倒塌;平面内受力砖墙抗震性能相对较好,砖墙在加速度达到37.97 m/s~2时,墙底开裂,但砖墙仍能和木板一起受力直至振动结束。试验及分析证实,砖墙平面外受弯破坏是混凝土多孔砖墙倒塌的主要原因,研究应继续进行足尺模型试验以确保砌体结构房屋大震不倒。     

地震作用下立筒群仓贮料侧压力试验研究

为了研究地震作用下贮料对仓壁侧压力的变化规律,设计制作了立筒群仓结构1/16整体模型,并对其进行了模拟地震振动台试验,测试了模型结构在静态压力作用下以及在7度多遇、7度基本、7度罕遇和8度罕遇烈度地震作用下贮料对仓壁的侧压力值,并与Janssen理论计算值及规范设计值进行比较,得到了在地震作用下贮料对仓壁的侧压力的变化规律,试验结果表明:与单仓相比群仓具有较好的抗震性能,在7度抗震设防地区进行钢筋混凝土筒仓抗震设计时,仓壁按照规范设计值进行配筋是安全的,但需要对仓顶部分进行加强。     

高层建筑结构地震损伤与倒塌分析

最近几年来,我国大批具有标志性的高层建筑逐渐兴建起来,这是我国经济发展迅速的象征。但是另一方面,我国位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间,受板块的挤压,地壳十分活跃,地震灾害也越来越频繁。高层建筑楼层高、结构复杂、人口密集,一旦受到地震影响,将会带来不可估量的损失。本文结合高层建筑的结构构件、框架形式等对地震作用下的建筑损伤和倒塌进行了浅要的分析。     

施工质量对防止悬挑结构倒塌的影响

悬挑结构倒塌是房屋局部倒塌事故中较为常见的一种,大多数悬挑结构的倒塌是由于工程质量低劣引起的.因此,提高施工质量,是防止悬挑结构倒塌的重要因素.     

提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想

针对如何提高建筑结构抗地震倒塌能力设计思想进行了分析,提出了建筑结构抗震设计中所存在的一些问题,并对提高建筑质量的一些方法措施进行了研究,以确保建筑结构安全可靠。     

非对称剪力墙-简体超高层结构的振动台试验研究

为了研究复杂体型高层建筑结构在地震作用下的特性与反应，对一个l：50比例的非对称剪力墙一双筒体复式超高层住宅模型进行了振动台模拟地震试验。根据试验结果，通过相似关系得到原型结构在地震作用下的动力特性与反应，与有限元分析结果进行了比较，指出了结构的薄弱部位，并对结构设计提出了若干建议。     

地震作用下建筑结构倒塌失效准则分析

通过分析总结房屋倒塌的震害特征,给出建筑结构倒塌定义;从结构倒塌失效的力学机理入手,将结构倒塌总结为强度失效倒塌、刚度失效倒塌及稳定性失效倒塌等三类,分别给出三种倒塌失效失效准则的具体计算公式及方法,并规定当结构满足其中任一失效准则时,即可判定结构进入倒塌临界状态;文末对结构倒塌判定的基础——构件损伤破坏的失效准则进行了探讨,提出并总结了构件地震损伤破坏的评判方法。算例表明,本文提出的结构倒塌失效准则概念清晰,应用方便,与已有倒塌准则相比,在没有显著增加计算量的同时,保证了结构地震倒塌判断的充分性与准确性。     

空间网格结构连续性倒塌试验研究

为研究空间网格结构遭遇局部初始破坏后的结构响应、倒塌过程与倒塌机制,以单层球面网壳结构为研究对象,进行了1个直径为4.2m,矢跨比为1/7的凯威特型网壳结构整体模型的连续性倒塌试验。施加节点集中荷载,采用自主研发的杆件破断触发装置使网壳模型的1根经向杆件发生突然破断,并以采样频率100Hz采集网壳模型各位置杆件的高频动应变响应,基于高速摄像测量技术（帧频200fps）获取模型节点的高速动位移响应。初始破坏发生后,网壳模型呈现出自破坏局部向周围逐步扩展的连续性破坏,最终整个模型完全翻转并在一系列最外层杆件断裂后部分坠落。试验结果表明：尽管单层球面网壳结构杆件众多,但单根杆件的失效仍可能触发连锁反应,导致整体结构的连续性倒塌;单根杆件破坏后,局部内力重分布导致的杆端节点出现点失稳,并引发周围节点顺次向下运动,这也是单层球面网壳结构遭遇局部初始破坏后倒塌的主要模式。     

地下结构地震模拟振动台试验研究

文章通过振动台试验,总结了地下结构地震反应规律,分析地下结构的变形机制．并重点分析上覆土层和竖向荷载对地下结构动力性态的影响。试验表明浅埋情况的各种反应均大于深埋情况,这说明了约束结构的上覆土层的重要性。垂直激励的参与改变了结构的响应,增大了结构内部的应力,尤其是结构顶部的剪力。并结合结果对设计类似的大跨度地下结构提供有益的结论和建议。     

结构抗连续倒塌试验方法研究

结构抗连续倒塌试验是认识结构连续倒塌性能和特点的重要基础。分析和比较了平面框架和空间框架两类试验模型的特点,讨论了钢筋混凝土框架结构、钢框架结构和网架等大跨空间结构抗连续倒塌试验的初始失效构件模拟、加载方案、加载制度、构件失效准则和连续倒塌破坏准则。     

核筒悬挂结构自振频率计算比较

提出了高层建筑核筒悬挂结构体系的自振特性简化计算公式,利用有限元软件Strand7核筒悬挂结构体系的自振特性进行了分析,并与振动台试验的结果进行了比较,结果表明,核筒悬挂结构具有较低的自振频率,具有良好的抗震性能。     

建筑结构防地震倒塌性能设计

定量评价结构的防地震倒塌性能对于降低地震下人员伤亡和经济损失具有非常重大的意义。国际上,美国等已将结构防地震倒塌性能定量评价纳入到相应的设计指南中。为此,中勘协《建筑结构抗震性能化设计标准》亦将引入防地震倒塌设计,这对提升我国工程建设的地震安全性能具有非常重要的意义。首先从分析方法、倒塌判别准则、倒塌风险评价方法三方面简要介绍了《建筑结构抗震性能化设计标准》中防地震倒塌性能设计的相关规定。进而通过两个典型案例,即中美规范设计结果对比、单重和双重结构体系对比,详细介绍了防倒塌性能设计方法在工程建设中的实际应用。     

高耸型钢钢筋混凝土筒体结构抗震性能振动台试验研究

为了研究高耸型钢钢筋混凝土结构抗震性能,以实际高宽比13.33的高耸型钢钢筋混凝土筒体结构为试验研究对象,提出了考虑重力完全相似模型设计方法及实现策略,设计并制作了 1∶20的试验模型,对其进行自由衰减试验及不同地震波激励下的振动台试验,获得了高耸型钢钢筋混凝土外筒体结构的阻尼比,研究了不同幅值不同地震波激励下其加速度...