钢筋混凝土连梁设计分析

钢筋混凝土连梁是抗震剪力墙结构重要的抗震构件,其充足的位移延性和耗能能力是保证建筑结构达到其抗震设防目标的关键,本文分析连梁的破坏的特点,提出改善钢筋混凝土连梁延性的设计方法,并对设计方法进行了分析。     

加强延性设计 提高结构抗震性能

介绍了延性的概念及结构抗震设计中延性的含义,阐述了延性设计的原则,总结了延性设计时提高结构抗震性能的具体措施,包括材料的延性设计、强柱弱梁设计、梁柱的延性设计、强节点弱构件设计等,为结构抗震设计提供了借鉴。     

某大楼连梁剪切破坏震害的计算分析与思考

针对彭州饭店主楼抗震墙连梁的剪切破坏,采用中国建研院PKPM的SATWE程序进行原设计烈度下多遇地震计算以及5.12地震彭州市区实际遭遇烈度下中震不屈服计算,将发生破坏的连梁计算结果与实际震害进行对比,取得了大体一致性。由此以本工程为例,调整受损连梁的跨高比,使其在遭遇烈度下达到连梁延性受力机制。而后针对连梁设计,提出现有多遇地震下的连梁＂强剪弱弯＂并不一定能保证中震大震下连梁的延性破坏。更多需要注重协调抗震墙刚度、加强概念设计。     

多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计简介(下)

4　钢筋混凝土抗震墙设计抗震墙由墙肢和连梁两种构件组成。设计抗震墙应遵循 强墙弱梁、强剪弱弯 "的原则,即连梁屈服先于墙肢屈服,连梁和墙肢应为弯曲屈服。与 89规范"相比, 新规范 "在抗震墙的设计方面,特别是在抗震构造措施方面,有比较大的变化,主要有：①底部加强部位的高度;②墙肢截面组合的弯矩、剪力设计值和连梁组合的剪力设计值;（3）分布钢筋的最小配筋率;③增加了抗震墙的轴压比限值;将边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件。两种边缘构件的构造不同,加强了应该加强的部位,放松了可以放松的部位,使抗震墙具有…     

高层建筑剪力墙连梁的设计与分析

连梁是对剪力墙结构抗震性能和承载力影响较大的构件。因此通过对高层建筑剪力墙连梁的工作原理及在水平荷载下的破坏形态的分析 ,提出了在设计时应该按照“强墙弱梁”原则设计开洞剪力墙 ,并按照“强剪弱弯”要求设计连梁。并讨论了连梁的截面特性计算、承载力计算和设计建议 ,还介绍了一种菱形配筋连梁的承载力计算、设计建议和构造要求     

浅谈高层抗震结构中的连梁设计

抗震墙的设计应该保证不发生剪切破坏．也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则．同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服．而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。     

钢筋混凝土结构课程教学中抗震概念和思想贯彻方法研究

钢筋混凝土结构作为土木工程、水利工程等专业的技术基础课程,包含许多结构抗震设计的概念和思想。5·12汶川地震造成大量钢筋混凝土结构不同程度的开裂、损坏,甚至倒塌。在课堂教学中,通过对不同类型构件破坏形态的分析,从结构延性、约束混凝土、"强柱弱梁"等方面,对学生开展了抗震概念和思想的引导和教育,增强了学生对结构抗震设计重要性的认识,培养了对钢筋混凝土结构学习的兴趣,为后续课程,如建筑结构抗震和高层建筑等课程的学习打下了基础。     

多连梁剪力墙抗震性能研究

针对剪力墙结构设计中容易出现连梁剪压比不足的问题,提出多连梁的设计理念,通过设置多个连梁代替传统单连梁的方式,可以有效增大连梁的抗剪面积与跨高比,明显改善结构的抗震性能。确定多连梁截面尺寸的基本原则是结构的侧向刚度与单连梁保持不变。对剪力墙结构在多遇地震作用下进行了详细分析,全面比较了多连梁与单连梁对结构动力特性、层间位移角、侧向刚度和构件内力的影响以及对改善连梁剪压比的作用。对剪力墙结构进行了在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究了多连梁剪力墙结构对最大层间位移角、塑性铰分布、抗剪承载力及结构非线性耗能能力的改善效果;采用非线性有限元法对连梁在往复地震作用下的抗震性能进行了研究。结果表明:由于多连梁跨高比大,其破坏形态从剪切破坏转化为弯曲破坏,构件的延性显著增大。     

连梁在结构设计中采取的一些措施

连梁是联肢剪力墙结构中的重要耗能元件,其承载力、延性和耗能能力直接影响着剪力墙的抗震性能。为了使连梁既满足强剪弱弯的原则、又保证连梁较高的延性、又要有合理的承载力,本文提出一些设计措施和方法。     

双肢型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能试验及数值模拟

通过一榀双肢实腹式型钢混凝土短肢剪力墙模型试件的低周反复荷载试验,揭示该类双肢墙的破坏机制及抗震性能.试验结果表明:试件从型钢混凝土连梁屈服形成塑性铰,再到墙肢屈服发生破坏;试件延性系数、等效黏滞阻尼系数分别为3.58和0.191,表明该类双肢墙结构的破坏表现为强墙肢弱连梁型,具有较好的抗震性能.考虑到连梁破坏时只有少许黏结裂缝,兼顾双肢墙结构计算效率,有限元建模时不考虑型钢界面黏结滑移影响,计算结果可满足工程要求.采用型钢混凝土梁连接的型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能要优于钢筋混凝土梁.     

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。     

A static pushover method for identifying weak areas of earthquake resistant space frame structures

空间网格结构在强震下出现薄弱区的原因是该区域杆件的地震内力与决定其截面配置的非抗震设计内力差异较大，且该内力差异主要来自于少数模态的贡献。为此，利用非抗震设计和多遇地震验算的最不利内力，提出了一种疑似薄弱区杆件的简便判别方法。基于多遇地震下由振型分解反应谱法计算得到的结构响应，可以确定疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态。考虑这些主要贡献模态并参考振型质量参与系数，构造了能够近似反映最不利单向地震响应的综合模态，并基于结构应变能相等的原则确定了罕遇地震水平的等效静力推覆荷载。给出了一种能够计入三向地震动贡献的静力推覆方法，并对一个三心圆柱面双层网壳算例进行了推覆分析。通过与动力弹塑性时程分析结果对比发现，只要在建立推覆荷载时组合模态包括了疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态,并且所有组合模态的振型质量参与系数之和大于90%，则该静力推覆方法可以有效识别到该结构在罕遇地震下可能形成的薄弱区。     

空间网格结构抗震薄弱区识别的静力推覆方法

空间网格结构在强震下出现薄弱区的原因是该区域杆件的地震内力与决定其截面配置的非抗震设计内力差异较大,且该内力差异主要来自于少数模态的贡献。为此,利用非抗震设计和多遇地震验算的最不利内力,提出了一种疑似薄弱区杆件的简便判别方法。基于多遇地震下由振型分解反应谱法计算得到的结构响应,可以确定疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态。考虑这些主要贡献模态并参考振型质量参与系数,构造了能够近似反映最不利单向地震响应的综合模态,并基于结构应变能相等的原则确定了罕遇地震水平的等效静力推覆荷载。给出了一种能够计入三向地震动贡献的静力推覆方法,并对一个三心圆柱面双层网壳算例进行了推覆分析。通过与动力弹塑性时程分析结果对比发现,只要在建立推覆荷载时组合模态包括了疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态,并且所有组合模态的振型质量参与系数之和大于90%,则该静力推覆方法可以有效识别到该结构在罕遇地震下可能形成的薄弱区。     

基于预设屈服模式的复杂结构抗震设计方法

当前我国规范抗震设计思路主要是基于规则结构，要求耗能构件在罕遇地震作用下均匀进入塑性，这对于存在明显薄弱部位的复杂结构并不适用。为此，提出了一种预设屈服模式的抗震性能化设计方法。给出了该方法的基本设计流程，通过整体结构动力弹塑性分析方法获得真实的结构构件刚度折减系数，可提高复杂建筑结构设防烈度地震、罕遇地震反应谱分析的准确度。对带薄弱层的复杂高层建筑结构进行算例分析表明，预设屈服模式方法可实现对复杂结构抗震设计由现有规范对不规则的控制转变为对破坏模式的控制，同时能够有效避免复杂结构在超烈度地震下因薄弱部位失效而提前丧失承载能力的隐患，使结构安全储备得到提升。     

深圳证交所大厦弹塑性动力分析

深圳证交所大厦的结构总高度为236.95m,为超B级高度的超限高层建筑,存在侧向刚度不规则、竖向体型不规则和抗侧力构件不连续等3项结构不规则。为评估结构在罕遇地震作用下的性能,基于ABAQUS程序和混凝土塑性损伤模型,利用自行开发的前处理转换程序和材料用户子程序,对结构进行弹塑性动力时程分析,给出了在罕遇地震场地波和ElCentro波作用下结构变形、关键构件的塑性损伤以及结构整体弹塑性反应。结果表明:采取抗震加强措施后的结构能满足"大震不倒"的抗震性能要求。     

带SRC梁式转换层高层建筑的抗震性能研究与试验

型钢混凝土(SRC)梁式转换结构是一种新的转换形式.在其运用到高层建筑中时,必须保证带这种转换层的高层建筑结构具有良好的抗震性能,为此进行了模型振动台试验,并结合Push-over弹塑性分析结果,对结构的振型、位移、加速度等动力反应和裂缝开展,以及型钢混凝土梁式转换层对高层建筑抗震性能的影响进行了分析.试验及分析表明:型钢混凝土梁式转换结构本身是"强梁弱柱"型,转换层与框架衔接层是强震作用下的薄弱点,同时,沿楼层抗侧刚度的突变仍是高层建筑动力反应和局部构件破坏的主要因素.     

考虑累积损伤退化的钢材等效本构模型研究

在结构抗震分析中,钢材在循环荷载作用下的一维本构关系是利用杆系模型进行结构弹塑性地震响应分析的基础。为了更准确地模拟结构在强震作用下的反应,提出能够考虑累积损伤、刚度和强度退化的钢材等效本构模型,包括骨架曲线、滞回准则以及退化特征,利用损伤控制因子数学模型对钢构件、节点及结构的损伤退化全程进行描述。根据提出的等效本构模型并利用有限元软件ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT,采用Fortran语言开发能够进行钢框架强震作用分析的损伤退化过程计算程序。采用等效本构模型对典型试验进行模拟分析,其结果与试验结果吻合良好,充分证明钢材等效本构模型用于钢构件在强震作用下弹塑性分析的准确性及可行性。     

天津环渤海大饭店超限结构抗震优化设计

天津环渤海大饭店主楼高188.4m,采用带加强层的混合框架-核心筒结构体系。基于初始设计方案在选定的地震波下的大震弹塑性时程分析结果中出现的结构层间位移角超限、部分墙体损伤集中且较大等问题,进行了三次有针对性的结构方案调整。重点研究了核心筒墙体开洞、加强层刚度调整等措施对结构整体位移和关键构件损伤方面的影响,以及大震弹塑性时程分析方法在结构抗震优化设计过程中的应用,同时对比了有限元计算中核心筒墙体与框架梁之间采用铰接或刚接对整体结构刚度和位移的影响。最终在较为经济的条件下使结构在整体指标和构件性能两方面均达到了"大震不倒"的抗震设防目标。     

CCTV新台址主楼外筒关键节点设计与构造

CCTV新台址主楼采用支撑筒体结构体系,外筒蝶形节点以及柱脚节点是其中的关键性节点。本文通过对蝶型节点的有限元分析,提出此类节点简化的设计方法,保证了在支撑构件屈服时,蝶型节点能基本保持弹性,满足"强节点、弱杆件"的结构抗震要求。通过与节点模型试验结果的比较,验证了这一设计方法的正确性。由于塔楼双向倾斜,且在结构高位有连体结构,造成部分外筒SRC柱柱脚在竖向荷载作用下出现拉力,与水平荷载作用下拉力叠加后进一步增大。由于水平荷载作用方向的不确定性,柱脚也可能承受较大的压力。根据柱脚受拉程度的不同,结构设计中分别采用了露出外包式、埋入式两种不同的柱脚构造形式,并在外包式柱脚中采用了高强预应力锚栓来平衡柱脚的拉力。     

空间钢筋混凝土框架结构的强度分析

通过对受不同方向的地震作用的一典型空间钢筋混凝土框架结构的强度分析 ,对目前采用的计算模型 (即对相互正交的两个主轴方向分别进行内力及强度设计 )提出质疑 ,指出构件的最不利受力状态随构件的不同和地震作用方向的不同而不同 ;并解释了实际结构难以实现强柱弱梁的主要原因 ,以及角柱震害普遍严重的主要原因。计算分析表明 ,在目前的计算模型下 ,无论是从结构强度的角度上讲 ,还是从强柱弱梁的抗震设计原则上讲 ,均需提高柱的设计强度