高层建筑平动周期及扭转周期比的控制问题

从分析结构周期与顶点位移、层间位移角的关系出发,论证了控制结构最大层间位移角实际上就隐含控制了相应结构的平动周期值,确定了高层建筑的最大层间位移角限值就没有必要再另行控制结构的平动周期。论述了结构抗扭设计的三个核心问题,分析了单一控制扭转周期比存在的问题。     

转换层设置位置对框支剪力墙结构抗震性能影响的研究

随着人们对建筑功能布置与建筑空间利用的要求的日益提高,对框支剪力墙结构转换层的设置位置也提出了更高的标准,而采用传统的结构设计思路与方法已不能满足此类建筑的结构抗震设计要求。在PKPM抗震设计模块应用的基础上,按照高层建筑抗震设计规范的要求,引用转换层位于高位的框支剪力墙实际工程项目案例,对结构的自振周期、楼层位移及层间位移角等数据进行了分析研究,明确了框支剪力墙结构在地震作用下,结构的自振周期随着转换层设置高度的上升而逐渐降低,框支剪力墙底部剪力随之增大,结构的整体性及结构的抗震性能逐渐下降。     

建筑高度对框架-核心筒结构性能与造价影响研究

为了考察建筑高度与设防烈度对钢筋混凝土框架-核心筒结构受力性能、材料用量以及工程造价的影响,对不同设防烈度、建筑高度150~300m的超高层办公楼进行了深入研究。分别对12个模型进行了非抗震工况组合与抗震工况组合计算,详细分析结构的自振周期、扭转平动周期比、单位面积质量、剪重比与底部倾覆力矩、最大层间位移角、顶点加速度以及结构整体稳定性等随建筑高度与设防烈度的变化情况。结果表明,设防烈度对结构自振周期影响较大,当建筑高度超过200m后,低烈度区结构基本自振周期大于现有研究的估算值,扭转效应随建筑高度的增加而减小;单位面积质量的增速高于建筑高度的增速,剪重比随建筑高度增加而逐渐减小;对于低烈度区,超高层建筑的整体稳定性成为结构安全性的主要控制因素;当建筑高度超过200m时,横风向作用产生的顶点加速度与层间位移角逐渐超过顺风向作用产生的;随着建筑高度增加,单位面积用钢量增长迅速,建筑高度与设防烈度对结构工程造价影响显著。     

罕遇地震下不同基础埋深的某高层建筑结构的抗震性能分析

防止结构在地震中不倒塌是抗震设防中最关键的一步,而基础埋深,为研究罕遇地震作用下不同基础埋深的某高层建筑结构的抗震性能,本文基于弹塑性有限元理论,利用Abaqus、etabs等软件建立有限元模型,分析结构基底剪力、顶点位移、层间位移角、顶点加速度指标对结构的影响,并比较两个不同模型结构底部弯矩、基础筏板应力分布情况,对罕遇地震作用下的剪力墙损伤分析进行了深入探究。结果表明:基底剪力会随着基础埋深的增大而减小,工程中可适当增加基础埋深深度以提高结构抗震性能;基础埋深对结构顶点位移、结构顶点加速度及结构底部弯矩的影响较大,对结构层间位移角的影响较小;基础埋深不足时,剪力墙容易破坏。研究成果可为类似工程提供参考。     

某市职教园区报告厅结构抗震分析及调整研究

为解决公共建筑结构的抗震性能,以某市职教园区起步区工程项目学术报告厅为研究对象,基于提出的改进反应谱法,运用抗震分析软件对建筑结构的振动参数进行分析和调整,并与传统的反应法计算结果进行对比。结果表明,基于传统反应谱法的结构自振周期随着振型阶数的增加呈近线性增加,基于改进反应谱法的结构自振周期在第3阶时呈断崖式下降,在≥4阶后呈近线性降低;在相同的振型阶数条件下,相对于传统反应谱法,改进反应谱法得到的结构自振周期明显降低;基于传统反应谱法和改进反应谱法得到的3个参数（X侧振成份、Y侧振成份、总侧振成份）均呈现明显不同的变化趋势,前者得到的3个参数峰值随着阶数的增加而不断减小,且最大峰值明显小于后者得到的峰值;基于传统反应谱法的结构的方向角呈现大周期的剧烈波动,基于改进反应谱法的结构方向角则呈现小周期的剧烈波动。     

抗震设计中底部剪力系数与基本自振周期

对多层和高层建筑结构抗震设计中底部剪力系数与基本自振周期的关系进行探讨 ,求出质量和刚度沿高度均匀分布的三种类型结构在不同基本自振周期时的底部剪力系数。     

装配整体式剪力墙模型结构振动台试验研究

为了研究装配整体式剪力墙结构的抗震性能,设计并制作了1个12层1/5装配整体式剪力墙模型结构,选用3条地震波,通过振动台试验,研究了装配整体式剪力墙模型结构的动力特性、加速度放大系数、楼层剪力和位移及最大层间位移角等动力响应,并记录了裂缝形态。试验分析表明：模型结构的自振频率在完成第一阶段水准地震波输入后下降约20%;随峰值加速度增大,模型结构自振频率减小,加速度放大系数逐渐降低,楼层剪力逐渐增大;在塑性阶段,预制墙板顶部或底部与现浇楼板连接部位出现多条水平裂缝,且沿模型高度分布较为均匀,模型结构的非线性变形明显,层间位移角显著增大,自振频率显著降低;采用层间位移角对其进行抗震性能评价,在8度抗震设防时该结构具有良好的抗震性能,但应加强预制墙板与楼板的连接,增强其整体性,避免楼层通缝的出现。     

厚板转换层设置高度对结构抗震性能的影响

为了分析厚板转换层设置高度对结构抗震性能的影响,根据建筑结构抗震设计规范,系统研究了地震作用下结构的破坏机理及计算方法,建立了地震作用下结构的运动方程,采用自振周期、楼层位移及层间位移角作为结构抗震性能指标,基于振型分解反应谱法对各指标进行了研究。结果表明：随着厚板转换层设置高度的增加,结构低阶振型的自振周期增大;楼层位移变大,层间位移角增大,结构整体抗震性能下降。     

考虑结构整体特性的钢筋混凝土框架震后残余侧移响应研究

为了研究钢筋混凝土框架结构震后残余位移及结构整体特性对其影响,首先对3个楼层数不同的钢筋混凝土平面框架结构进行静力推覆分析,得到结构第一模态推覆曲线及相应等效三线形推覆曲线,进而基于等效推覆曲线获得结构整体的屈服后刚度比和下降段刚度比。其次,通过对钢筋混凝土平面框架结构在3个地震动强度水平、22条地震动记录输入下的弹塑性时程分析,分别计算得到最大层间位移角和最大残余层间位移角的平均值、标准差和变异系数,并分析结构整体特性如结构基本自振周期、屈服后刚度比、下降段刚度比等对最大层间位移角和最大残余层间位移角的影响,以及最大层间位移角和最大残余层间位移角之间的相关性。结果表明,最大层间位移角和最大残余层间位移角受结构基本自振周期影响明显,同一地震动强度水平下,两者均随结构基本自振周期的增大而增大。随着结构屈服后刚度比的增大和下降段刚度比绝对值的增大,最大残余层间位移角也增大,其离散性也随之变大。与上部楼层相比,高强度水平地震动下非线性发展较为充分的结构下部楼层的最大层间位移角和最大残余层间位移角的相关性较好。     

关于框架加少量剪力墙结构抗震设计的探讨

一、问题的提出新规范实施以来 ,在施工图审查工作中 ,经常遇到框架结构布置少量剪力墙的情况 ,原因是有些结构按纯框架进行抗震计算时其层间位移角不能满足 1/ 550的限值要求[1 ,2 ] ;也有些纯框架在抗震计算时 ,抗扭指标不满足要求 ,或是扭转位移比 (楼层竖向构件最大弹性水平位移与楼层两端弹性水平位移的比值和最大层间位移与层间平均位移值的比值 )超过了 1 5的限值[1 ,2 ] ,或是扭转周期比 (结构扭转为主的第一自振周期Tt 与平动为主的第一自振周期T1 之比 )超过了0 9的限值[2 ] ,而这种结构在刚度相对较弱的一侧加了少量剪力墙后也…     

高层建筑结构直接基于位移的抗震设计方法

首先对结构进行自由振动分析,求出各阶振型的弹性自振周期及相应的振型值;然后根据各振型的自振周期,由位移反应谱导出单自由度体系的等效位移,接着由等效原理反推出结构各振型的弹性位移,振型组合后得到结构的位移曲线;再由与性能水平相应的结构层间侧移角限值确定结构各振型目标侧移,对其分别进行分析计算,振型组合求得结构层间剪力,实现了考虑高振型影响的高层建筑结构直接基于位移的抗震设计。通过算例介绍了方法的全过程,并由弹塑性时程分析验证了方法的可行性,为高层建筑结构直接基于位移的抗震设计提供了一个可供参考的思路。     

双连梁受力性能研究

通过ETABS软件分别建立设有单根普通连梁和双连梁的简化的联肢剪力墙结构模型,并在结构顶点施加水平荷载,研究双连梁与普通单连梁在水平荷载作用下的受力性能。分析双连梁的最大剪力、最大弯矩、顶点最大位移和自振周期等特性,及其随连梁跨高比、上下连梁间距变化的规律,并与单连梁进行对比研究。经分析发现,相同荷载作用下,双连梁内力较单连梁小;随着跨高比增大,双连梁与普通连梁最大剪力、最大弯矩的比值逐渐减小。算例表明,当跨高比为2.5时,双连梁的最大弯矩、最大剪力约分别为单连梁的64%,64%,双连梁模型结构顶点的最大位移比单连梁增加25%左右,双连梁模型的自振周期比普通连梁略小。跨高比一定时,随着双连梁上下梁间距的增加,上下梁的内力有较小的变化。分析结果表明采用双连梁方案能够很好地降低连梁的内力,双连梁在改善高层建筑受力性能中会有优良的作用,是一种很好的连梁方案。     

层间位移角比在高层转换结构抗震设计中的应用

高层建筑结构转换层的质量和刚度较大。随着转换梁质量和刚度的增加,转换层上下结构的层间位移角差距明显增大,仅限制转换层上下结构侧向刚度比无法有效控制结构地震作用效应。定义层间位移角比为转换层下部与上部结构层间位移角的最大比值。计算分析发现,采用层间位移角比对结构进行控制可以得到比较好的抗震性能。     

超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构的抗震特性分析

运用大型有限元软件ANSYS对某超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构进行模态分析,并通过设计软件ETABS的计算结果对其进行验证,得到结构的自振特性。在模态分析的基础上,采用时程分析法对该结构进行非线性地震分析,对结构输入3种不同的地震波进行计算,充分分析和比较了计算结果,包括层间位移角沿高度变化包络曲线、顶点水平位移时程曲线、层间位移沿高度变化包络曲线以及顶层加速度时程曲线。结果表明:在地震作用下,该结构没有出现较为明显的薄弱层,同时结构的最大层间位移角出现在结构的中上部,且其值小于《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的1/100,能够满足抗震设防要求。利用ANSYS和ETABS对结构进行非线性地震分析,反映了此类结构体系在地震作用下的动力特性,解决了设计中的疑难问题,并校验了结构设计方案的合理性。研究结果在超高层结构抗震设计方面具有重大的理论意义和实用价值。     

填充墙竖向不规则布置的框架结构抗震性能分析

基于Etabs软件对钢筋混凝土框架填充墙结构进行动力分析,采用振型分解反应谱法从结构周期、楼层最大位移、楼层剪力与侧向刚度以及柱端弯矩等方面分析了地震作用下竖向不规则布置的填充墙对结构抗震性能的影响。结果表明,填充墙的设置提高了结构整体刚度,自振周期减小,其布置形式导致结构位移增大和自振周期减小程度不一,且形成竖向刚度突变的薄弱层,薄弱层层间位移增大,薄弱层越往下结构顶点位移越大;填充墙承担了45%~60%剪力和弯矩,使得柱端弯矩和剪力大幅减小,改善结构受力性能,薄弱层处柱端弯矩和剪力会发生突变,并随薄弱层往下增加值越大。     

既有钢筋混凝土结构抗震鉴定与加固性能分析

为了解决既有钢筋混凝土建筑结构在加层后的抗震性能问题,以山东省青岛市某多层框架混凝土结构为研究对象,提出新增剪力墙加固方案,运用数值模拟方法研究了建筑结构加固前后的抗震性能。结果表明,加固前后楼层结构的振动周期从第3层到第4层时出现陡降,结构加固后振动周期比加固前显著减低;X向和Y向的层间位移角均随着楼层的增加不断减小,且层间位移角从第3层到第4层出现陡降,加固后,X向和Y向层间位移角接近,且远小于加固前层间位移角;X向和Y向的最大层间位移均随着楼层的增加不断减小,且最大层间位移从第1层到第2层出现陡降,加固后,X向和Y向最大层间位移接近,且远小于加固前最大层间位移。     

带钢桁架水平加强层的高层混合结构抗震性能分析

近年来,混合结构由于施工速度快和成本较低,已经成为我国超高层建筑的首选结构形式。研究它的抗震性能具有重大的社会意义。通过理论计算,深入分析设置水平加强层后,混合结构顶点位移与结构刚度变化的关系。通过一工程算例,对7度罕遇地震下结构的抗震性能指标进行分析,研究表明,混合结构在设置水平加强层后,结构的整体抗侧刚度增大,顶点位移和层间位移角得到有效减小,自振周期也减小。但在水平加强层位置处外框架柱和核心筒的内力发生较大突变,突变的程度会随着加强层设置数目的增加而趋于缓和。因此建议在设计中适当增加加强层的数量,减小每道加强层的刚度,在加强层上下楼层采取加强箍筋配筋等抗震措施。     

某框架结构的抗震性能分析

对一个框架结构实例进行静力非线性推覆（Pushover）分析。分析结构基底剪力-顶点位移之间的弹-塑性变化关系、结构塑性铰的形成历程和破坏机制,得到结构的性能点;检验结构的层间位移角是否满足GB 50011—2011《建筑抗震设计规范》规定的层间位移角的限值,以检验和考察它们的抗震能力,探讨结构的破坏机理,寻求改善结构...     

多层冷弯薄壁型钢住宅体系动力时程分析

在采用有限元方法验证三层冷弯薄壁型钢房屋振动台试验结果的基础上,建立了多层冷弯薄壁型钢结构住宅空间整体模型,分析了模型前3阶自振频率、振型以及双向地震作用下的加速度、位移响应和水平地震剪力,考察了多层房屋的抗震性能。结果表明:《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》推荐的基频计算方法适用于多层冷弯薄壁型钢结构体系;随着输入地震波峰值加速度的增加,模型各层加速度幅值、相对位移和最大剪重比均增大,而各层峰值加速度放大系数有降低的趋势;随着结构高度的增加,模型各层峰值加速度放大系数、相对位移和最大剪重比均增大;多层冷弯薄壁型钢结构体系在多遇地震和罕遇地震作用下结构X向和Y向的水平地震剪力和最大层间位移角满足《建筑抗震设计规范》的要求,具备较好的抗震性能。     

带转换层框架剪力墙结构抗震性能分析

为研究框架剪力墙在带转换层处的抗震性能,根据转换层的设置高度的不同,通过有限元分析软件SATWE建立了四种框架剪力墙结构三维模型,用反应谱法分别分析了结构的自振周期、地震反应力、最大层间位移角以及结构的侧向刚度。分析结果表明:转换层的设置的越高,结构的自振周期就越大、结构的地震反应力越大、最大层间位移角增大以及结构的侧向刚度减小,这些变化趋势对结构的抗震来说都是不利的。