大型火电厂主厂房钢框排架拟动力试验及其优化设计

为检验大型火电厂主厂房钢结构框排架结构的抗震性能,对相似比为1/10的模型结构进行拟动力试验。试验结果表明:结构满足"三水准"抗震设防要求,但设计偏于保守,材料性能未能充分发挥,具有一定的优化空间。利用ANSYS有限元软件,以钢材体积最小为目标函数,对原型结构梁、柱截面进行优化和分析。计算结果表明:此次优化在获得较大经济效益的同时(节约材料24.66%),保证了结构整体抗侧刚度,使结构仍然具有较强的抗震能力。     

竹结构关键性能试验研究

竹结构在生态、工业化程度、施工速度、保温节能和抗震性能等方面具有明显优势。对竹结构的关键性能进行了试验,包括竹框架整体结构的振动台试验、梁柱节点抗震性能的低周反复加载试验。结果表明:竹结构主体框架具有较好的耗能性能和优异的抗震性能,但侧移较大;经优化后的节点不仅用钢量最少而且承载力最高、耗能性能好。     

预制装配式剪力墙盒子结构拟动力试验研究

为研究预制装配式剪力墙盒子结构的抗震性能,进行了两层足尺预制装配式剪力墙盒子结构的拟动力试验。采用El-Centro地震波进行模型激励加载,获得了不同试验工况下结构的抗震性能,分析了结构的破坏形式、恢复力模型、延性耗能和变形能力。研究结果表明:预制装配式剪力墙盒子结构具有较好的恢复力特性和变形能力,满足8度地震设防下"小震不坏,中震可修,大震不倒"的设防要求,结构具有较好的抗震性能。研究成果可为该类型结构的应用推广提供相关理论和试验参考。     

历史建筑砌体结构无损加固技术及抗震性能试验研究

针对历史建筑砌体结构承载能力弱、抗震性能差的特点,制作6个历史建筑砌体构件,选用高分子材料,采用"浸渗法"对其进行无损加固,通过低周往复加载试验研究无损加固效果。结果表明,无损加固后墙体构件的承载力、耗能性能及刚度等具有显著提高,抗震性能增强,改性环氧树脂无损加固效果最好,可为历史建筑砌体结构无损加固修复提供参考。     

养老建筑组合钢板剪力墙结构的抗震性能研究

对经过结构优化的钢框架短肢组合钢板剪力墙进行承载能力和抗震性能研究,并与常规钢框架短肢组合钢板剪力墙对比件进行对比。结果表明,经过结构优化的钢框架短肢组合钢板剪力墙试验件具有较高的水平承载能力以及良好的抗震和耗能能力;与常规钢框架短肢组合钢板剪力墙对比件相比,结构优化后的试验件延性比提高了8.5%、弹性抗侧刚度约提高了49.2%、耗能能力比增幅为61%,同时还具有较高的屈服载荷和极限载荷。经过结构优化后的组合钢板剪力墙试验件的抗震效果更好,通过结构优化的方法来提升钢框架短肢组合钢板剪力墙结构的抗震性能和耗能能力是可行的。     

加强型加固带柱组合砖墙裂后的抗震性能

当带构造柱组合墙因构造柱截面尺寸、组合墙材料强度等条件受限而设计中必须辅以加固面层,使其能满足结构受力要求时,便产生了有别于"恢复性加固"的所谓"加强型加固"的概念和型式。鉴于此,对4种不同加固材料与方法的带构造柱组合墙在出平面偏心受压下墙体开裂并缝宽达到0.3 mm后的抗震性能进行了低周反复水平荷载下的试验研究。结果表明:4种加固方案均能显著增强组合砖墙的抗震性能,但不同加固方案对抗震性能的影响有所不同。通过试验结果分析,找出了各种加固方案的优缺点,为工程抗震设计提供了参考。     

新型RCS组合结构层间位移角限值研究

为研究新型RCS组合结构的抗震性能,采用sap2000有限元软件对新型RCS组合结构进行了非线性地震反应分析,并将分析结果与组成新型RCS组合结构的核心构件-焊接环式复合箍筋约束高强混凝土柱的拟静力试验结果进行了比较分析。结果表明:新型RCS组合结构具有良好的抗震性能,其在地震下的破坏机制为"梁铰"破坏形式,并给出了建议的弹性及弹塑性层间位移角限值,建议取值为:弹性位移角限值为1/500,弹塑性位移角限值为1/50,可为新型RCS组合结构的抗震设计提供参考。     

钢管混凝土剪力墙-板结构振动台试验研究

为研究钢管混凝土剪力墙-板结构体系的抗震性能,对一个比例为1∶8的结构缩尺模型进行模拟地震振动台试验,得到试验模型在4个不同强度水平地震作用下的损伤和位移等宏观地震反应。试验结果表明:结构在多遇地震作用下表现出较大的抗震刚度,在罕遇、极罕遇地震作用下弹塑性发展充分,表现出良好的抗震延性,满足"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设防标准;钢管混凝土剪力墙构件在试验过程中未发现损坏,是结构良好延性的保证;板-墙连接节点是结构抗震的薄弱部位。在试验基础上,分别建立新型板-墙结构和传统板-墙结构两个分析模型,进行数值模拟分析对比。结果显示新型板-墙结构在地震作用下刚度退化更慢,极限承载力更高,延性发展充分,具有更好的抗震性能。     

分散式钢棒混凝土柱抗震性能对比试验研究

钢骨混凝土柱具有良好的抗震性能,但其在高层建筑结构中施工复杂,为此,基于核心区钢骨含钢量相同的原则提出了新型分散式钢棒混凝土柱。为研究分散式钢棒混凝土柱的抗震性能,对2组各3个不同核心材料钢骨混凝土柱在指定试验轴压比下进行了水平低周反复荷载试验。通过试验得到的荷载-位移曲线,对比分析了不同核心材料的钢骨混凝土柱耗能和骨架曲线的差异。初步试验结果表明分散式钢棒核心钢骨混凝土柱的抗震性能良好。     

局部配筋对页岩空心砖墙体抗震性能影响试验研究

作为非承重结构材料,页岩空心砖能够较好地替代黏土砖.但空心砖墙体抗震性能较差,严重影响其在工程中的应用.局部配筋是提高砌体结构抗震性能的主要方法之一.为研究局部配筋对页岩空心砖墙体抗震性能的影响,对3种砌筑形式6组墙体进行了低周反复荷载试验.研究了局部配筋对该结构承载力、滞回性能、延性和耗能能力等方面的影响.研究结果表明:局部配筋不仅可以提高墙体承载力,而且可以显著提高墙体抗震性能和变形性能.     

黏滞阻尼器的优化布置及其在高层钢结构加固中的应用

阻尼器优化布置是结构减震设计过程中的重要环节,通常需要通过多次动力响应计算来完成。为此,提出了一种通过结构静力分析确定阻尼器合理布置位置的方法,并能够快速计算出优化方案的附加阻尼比。将该方法应用于一栋位于日本东京都新宿区29层钢结构建筑的减震加固设计中,分析了该建筑的强震观测系统在日本“311地震”中采集到的部分楼层加速度时程数据,并基于分析结果验证了所建立的非线性数值分析模型的可靠性。采用所提方法对结构进行减震加固,得到双向共64个阻尼器的优化布置方案及其附加阻尼比,并通过动力方法对结果进行了验证。同时针对长周期及长持时特性的地震波,对减震结构进行动力弹塑性时程分析,评估其抗震性能。分析结果表明：减震优化方案的减震效果明显,结构整体地震反应和构件损伤较非减震方案都大大减小;减震优化方案有效改善了高层钢结构楼层变形不均匀的情况,层间位移角均满足小于1/100的性能要求;通过减震优化后大部分钢支撑和钢梁的塑性率都降低至小于1。     

Optimization layout of viscous dampers and its application in retrofitting of a high-rise steel structure

阻尼器优化布置是结构减震设计过程中的重要环节，通常需要通过多次动力响应计算来完成。为此，提出了一种通过结构静力分析确定阻尼器合理布置位置的方法，并能够快速计算出优化方案的附加阻尼比。将该方法应用于一栋位于日本东京都新宿区29层钢结构建筑的减震加固设计中，分析了该建筑的强震观测系统在日本“311地震”中采集到的部分楼层加速度时程数据，并基于分析结果验证了所建立的非线性数值分析模型的可靠性。采用所提方法对结构进行减震加固，得到双向共64个阻尼器的优化布置方案及其附加阻尼比，并通过动力方法对结果进行了验证。同时针对长周期及长持时特性的地震波，对减震结构进行动力弹塑性时程分析，评估其抗震性能。分析结果表明：减震优化方案的减震效果明显，结构整体地震反应和构件损伤较非减震方案都大大减小；减震优化方案有效改善了高层钢结构楼层变形不均匀的情况，层间位移角均满足小于1/100的性能要求；通过减震优化后大部分钢支撑和钢梁的塑性率都降低至小于1。     

三角形钢板加劲阻尼减震装置设计方法研究

阐述三角形钢板加劲阻尼减震装置(TADAS)的基本力学性质、工作原理、相应的加劲阻尼结构和构件的基本设计流程及设计要点,并结合具体的工程实例,介绍三角形钢板加劲阻尼减震装置应用于高层钢框架支撑结构的减震设计方法和过程,对设计结果进行分析比较和总结。结果表明,三角形钢板加劲阻尼减震装置(TADAS)在结构中的合理设置,对有效提高整体结构系统等效阻尼比和结构系统耐震能力,耗散整体结构系统地震能和降低结构地震响应,起到显著的效果,可供同类结构减震设计参考。     

一种高性能钢材钢框架的试验研究介绍

由于高性能钢材具有强度高、韧性好和可焊性能出众等特点,在国外的建筑、桥梁领域中得到了广泛应用。但是,如何控制好高性能钢材的屈服强度,降低其分布的离散性,是影响其结构抗震性能的主要因素之一。为了解高性能钢材屈强强度的离散性对结构性能的影响,做好结构的抗震设计,从中掌握一般规律,特别介绍韩国在该领域的研究进展,借以为该类新型钢结构的研究与设计提供参考,促进该类绿色建材在我国钢结构领域中的应用。     

基于性能的变电站抗震设计研究

将基于性能的抗震设计方法(PBSD)用于变电站的结构设计中。由于变电站破坏引起的损失难以估计,投资-效益准则的应用较困难。根据汶川大地震中变电站震害情况分析,指出钢构架一般能满足抗震要求,而对变电站混凝土结构采用基于性能的抗震设计方法比较有针对性。"小震不坏,中震可修,大震不倒"是我国规范对结构的目标性能要求,而某些重要的变电站结构可在规范的基础上根据实际情况提高一个层次而达到"大震可修"的要求。采用基于迭代变形计算的方法设计了两种不同目标性能要求的变电站结构,设计结果表明:合理提高变电站的目标性能后,其初始造价增加不多。     

昆明江东和谐广场超限高层动力弹塑性时程分析

昆明江东和谐广场B,D栋建筑总高度249.85m,下部为框架-核心筒结构,上部为钢结构,属超限高层建筑。针对结构高度超限,采用基于性能的抗震设计,并对结构进行弹塑性分析,在宏观上把握结构薄弱部位,有针对性地采取加强措施。计算结果表明,结构的工作状态和性能均能达到设计的预期性能目标和规范要求。     

大型火电厂钢结构主厂房框排架结构抗震性能试验研究

为了解钢框排架结构的抗震性能,以位于抗震设防烈度8度区的某大型火电厂钢结构主厂房框排架结构为原型,按1∶10缩尺比例设计制作试验模型,并对其进行拟动力试验,研究该结构在地震作用下的加速度反应、位移反应、滞回特性、刚度和耗能性能。研究结果表明：钢框排架结构延性相对较好,具有较强的塑性变形能力。模型结构底层和第二层层间位移角较大,是模型结构的薄弱层。模型结构在三种地震波（El Centro波、Taft波、兰州人工波）的多遇地震以及El Centro波的罕遇地震作用下,层间位移角均满足我国现行规范要求。钢框排架结构体系可满足8度设防要求,具有良好抗震性能。     

钢框架结构基于整体优化策略的非线性抗震设计

针对现有抗震优化设计很少考虑结构非线性反应的缺点,提出了整体优化策略,并运用到钢框架结构造价最小的抗震优化设计中。以结构构件截面尺寸为设计变量,结构构件的总体积为目标函数,整体优化策略在以结构弹性强度和弹性变形为约束条件的基础上,增加弹塑性变形为约束条件,与我国抗震设计规范两阶段设计方法相对应,因此基于整体优化策略的优化设计结果可以作为最终的结构设计方案。整体优化策略不仅能够考虑结构的非线性反应,而且可以采用我国抗震规范的相关规定作为约束条件,适用于钢框架结构造价最小的抗震优化设计。     

R.C.框架抗震鉴定与加固可视化程序的开发

我国抗震鉴定标准采用二级鉴定方法 ,针对第二级鉴定中的楼层综合抗震能力指数法编制了计算程序 ,通过与第一级鉴定相结合可对钢筋混凝土框架进行抗震鉴定。对不符合要求的框架可针对其中柱和梁选用加大截面法、钢构套法或粘钢法进行加固 ,程序可推荐一套柱和梁的加固方案 ,也可由用户给出柱和梁的加固方案。对加固后的框架采用楼层综合抗震能力指数法进行结构抗震验算 ,通过与加固规程中的有关规定和用户的实际工程经验相结合 ,可对钢筋混凝土框架进行较为准确、快速的抗震加固设计。软件采用了C + +语言和面向对象的编程技术 ,具有友好的人机界面     

某工程主楼罕遇地震作用下静力弹塑性分析

Push-over分析是实现基于性能抗震设计的重要方法之一,阐述了Push-over分析的基本原理和方法。利用ETABS程序对一栋超高层钢框架-钢支撑结构进行了静力弹塑性分析,并对其抗震性能进行了评估。分析结果表明,该结构在罕遇地震作用下是安全可行的。