基于场地特征周期的最小地震剪力系数研究

楼层最小地震剪力系数是建筑抗震设计中的重要控制指标之一。对现行规范规定的最小地震剪力系数限值与场地特征周期无关的不合理性进行了分析,这也是导致Ⅰ、Ⅱ类场地上的长周期结构基底剪力系数难以满足规范限值的主要原因。分析了影响基底剪力系数的因素,发现基底剪力系数受到结构质量和刚度的分布、地震烈度、场地特征周期、结构阻尼比以及设计反应谱形状的影响。提出了基于场地特征周期的最小地震剪力系数限值,在场地条件较好时可放松规范限值,这样使长周期结构的抗震设计更容易满足地震剪力系数的要求,更为经济合理。通过一个算例验证了文中提出的基于场地特征周期的最小地震剪力系数限值的合理性。     

多自由度系统楼层最小地震剪力系数值的分析

采用多自由度系统为研究对象,在单向地震的作用下,推导出基底剪力的计算公式,并分析了结构自振周期、特征周期以及阻尼比对结构基底剪力的影响。分析结果表明:在满足质量系数的前提下,基底剪力并未达到预设的要求,所以控制最小剪重比是十分必要的。结构第一周期越大,结构剪重比越小;结构阻尼越大,结构剪重比越小;特征周期越大,结构剪重比越大。     

超高层结构地震剪力系数限值研究

基于目前抗震设计规范中地震剪力系数限值的要求,针对目前国内高度较高(500m以上)的超高层建筑设计实际,介绍了地震剪力系数一般较难满足规范要求的情况,分析了超高层结构地震剪力系数的影响因素,指出结构周期、场地土特征周期是相对较为显著的影响因素,超高层结构阻尼比因变化幅度较小一般对地震剪力系数影响较小。分析了设计中提高地震剪力系数的方法。提出了地震剪力系数限值的一些建议,包括地震剪力系数限值与场地土类型相关、减小高度超高结构地震剪力系数限值等。     

简析结构最小地震剪力系数

针对目前国内超高层建筑抗震设计最小剪力系数比较难以满足规范要求的实际情况,介绍了地震剪力系数的概念和意义;分析指出了场地特征周期Tg、结构基本周期T、结构阻尼比等地震剪力系数主要的影响因素;提出增加结构刚度、减少结构自重、进一步细分最小地震剪力系数等主要控制方法,建议考虑地震剪力系数与场地类别的相关性;同时结合具体工程分析了6度抗震设防区关于满足最小地震剪力系数的具体设计方法.     

高层建筑结构刚度退化与地震作用响应关系的理论分析

弹塑性分析方法是基于性能抗震设计的重要手段，由于影响该计算结果的因素较多，对分析结果可靠性的合理评判至关重要。从理论角度给出了高层建筑结构在地震作用下刚度退化系数和弹塑性耗能附加阻尼的定量关系，在此基础上推导了结构的内力响应和位移响应随刚度退化而发生变化的计算式，并分析了结构自振周期、初始阻尼比及场地特征周期等参数的影响规律。同时讨论了内力响应与位移响应趋势不一致以及弹塑性分析的基底剪力响应大于相应弹性结果等两类不满足基本规律的特殊问题。最后，通过对一个实际工程进行罕遇地震作用下的弹性与弹塑性时程分析，得到基底剪力和位移的响应，同时运用本文推导的理论计算式进行计算，结果显示，计算结果与有限元分析结果基本吻合。研究成果可为基于性能抗震设计以及弹塑性时程分析的结果评判提供参考。     

中国与伊朗抗震规范地震作用对比研究

介绍了伊朗抗震规范的抗震设防目标与方法、场地类型、地震风险分区、设计反应谱以及基底剪力的计算，并与《建筑抗震设计规范》相关内容进行了对比。结果表明，伊朗规范根据结构重要性对建筑有选择性地做“两水准”抗震设防；基于平均剪切波速伊朗规范中的Ⅰ类场地近似于中国规范的Ⅰ₀场地，其余各类场地之间无直接对应关系；伊朗规范设计反应谱动力系数随场地类型与地震风险分区变化，在低地震风险区的软弱场地上动力系数峰值高达3.25;伊朗规范地震作用基于“中震”计算，经结构性能系数折减后的基底剪力：高延性混凝土框架的基底剪力比中国规范小，低延性混凝土框架的基底剪力比中国规范大得多，中延性混凝土框架的基底剪力与中国规范的大小比较结果在不同场地不同周期段表现不同。     

基于等效线性化法的并联复合隔震体系的简化分析

基于等效线性化法对并联复合隔震体系进行了简化计算分析。首先通过推导,将由基底剪力和位移表达的恢复力模型转化为基底剪力系数和位移模型;然后依据最新的建筑抗震设计规范,对简化分析方法的应用进行阐释;最后结合基底剪力系数和位移的结果,对并联复合隔震体系的隔震性能进行了分析,重点考察了不同刚度系数、摩擦承压比、场地特征周期的影响。结果表明:简化分析方法可以便捷有效地用于并联复合隔震体系的初步设计,为并联复合隔震体系的推广和应用奠定了基础。     

我国《建筑抗震设计规范》基底剪力系数研究

介绍了基底地震剪力的影响因素及美国、新西兰、加拿大及欧洲抗震规范采用振型分解反应谱法进行分析时的基底地震剪力最小需求,并从中美规范剪力系数所考虑因素的对比及高阶振型对长周期结构基底地震剪力影响的分析中发现,剪力系数应满足2个必要条件：剪力系数应与反应谱形状（由场地类型等因素决定）相关;剪力系数应反映高阶振型的影响,即满足单调性条件。根据SEAOC的研究报告,针对我国GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》剪力系数计算式存在的不足,提出了修正建议。对比分析表明,修正后的剪力系数计算式更符合基底地震剪力的特性,且工程适用范围更广,可为抗震规范今后的修订提供参考。     

Study on seismic base shear factor in Chinese ＇Code for seismic design of buildings＇

介绍了基底地震剪力的影响因素及美国、新西兰、加拿大及欧洲抗震规范采用振型分解反应谱法进行分析时的基底地震剪力最小需求,并从中美规范剪力系数所考虑因素的对比及高阶振型对长周期结构基底地震剪力影响的分析中发现,剪力系数应满足2个必要条件：剪力系数应与反应谱形状（由场地类型等因素决定）相关;剪力系数应反映高阶振型的影响,即满足单调性条件。根据SEAOC的研究报告,针对我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》剪力系数计算式存在的不足,提出了修正建议。对比分析表明,修正后的剪力系数计算式更符合基底地震剪力的特性,且工程适用范围更广,可为抗震规范今后的修订提供参考。     

关于建筑抗震设计最小地震剪力系数的讨论

介绍了GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》关于楼层最小地震剪力系数规定的编写背景,及其与其他国家规范的相关规定的区别。论述了结构的最小地震剪力系数（剪重比）与设防烈度、场地特征周期、结构周期、振型、阻尼比等参数的关系。列举了位于不同地区（沿海和内地）、不同高度的超高层建筑设计,说明由于地震作用和风荷载不同,计算的楼层地震剪力系数、层间位移及墙、柱等构件轴压比也会不同。结构对地震作用与风荷载的反应不同,设计应区别对待。只要设计合理,大多数结构的最小地震剪力系数可以满足规范要求。对一幢超高层建筑结构进行全面剖析,综合比较,论证了各类参数之间的关系,证明我国规范关于楼层最小地震剪力系数的规定不但是必要的,也是合理可行的。     

结构阻尼比对超高层建筑顺风向风振响应的影响

以某超高层建筑结构为工程研究背景,主要研究了阻尼比对风振响应(基底剪力、楼层位移、加速度)的影响,结果表明：阻尼比较大时,其对结构顺风向的风振响应影响较小;随着阻尼比的增加,风振响应(基底剪力、楼层位移)最大值减小幅度较大,而均方根值和平均值减小幅度较小,几乎无太大变化;随着阻尼比的增加,顶层加速度最大值、最小值和均方根值变化量比较大,而平均值几乎无变化。     

隔震结构不同阻尼比地震影响系数曲线的改进研究

对我国现行建筑抗震设计规范中不同阻尼比隔震结构的地震影响系数曲线进行了研究。对于隔震结构的计算分析,规范建议采用时程分析方法进行求解;在特定情况下,也可根据规范中不同阻尼比结构的地震影响系数曲线,采用简化的等效线性化方法进行迭代求解。建立了一个典型的采用叠层橡胶支座隔震的12层钢筋混凝土结构;分别采用等效线性化方法和时程分析方法,对隔震层位移、基底剪力等进行分析和比较。发现等效线性化方法的隔震分析结果相对于时程分析方法严重偏大,说明当结构阻尼比大于0.05时,我国规范的阻尼调整系数值过于保守。在此基础上,对规范中地震影响系数曲线采用的阻尼调整和形状参数提出了改进建议。在不同的场地类别和地震分组情况下,改进后的等效线性化方法的计算精度均得到了很大提高,可以准确计算隔震结构的基本动力响应。     

中美抗震规范对比讨论

话题id=767301　问题的提出虚心的碌碌:在《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)中,采用底部剪力法进行地震作用计算的公式为FEK=α1Geq,其中,α1为相应于结构基本自振周期的地震影响系数,它和设防烈度、场地类别、设计地震分组、结构自振周期以及结构阻尼比有关系,最终由地震影响曲线确定。在美国规范中,地震作用的公式为:V=CV·I·W/( R·T),式中各个系数的含义为:CV ———与地震烈度和场地类别有关的系数;I ———重要性系数,该参数在中国规范抗震设防标准中也有体现;W ———等同中国规范中的等效重力荷载 Geq;T ———结构基本…     

近场地震作用下隔震储罐动力响应参数影响分析

为了研究近场地震作用下,基础隔震参数对储罐地震响应的影响,以1000 m3的储罐为研究对象,通过ADINA建立储罐的有限元模型并输入汶川武都近场地震波,选取不同的隔震参数分析其动力响应,结果表明:基础隔震可以有效降低储罐的基底剪力和罐壁等效应力;随着隔震层阻尼比的增大,储罐罐壁等效应力和基底剪力先增大后减小,隔震层阻尼比取0.1~0.3为宜;随着隔震周期的增大,储罐基底剪力和罐壁等效应力逐渐降低,隔震周期取2~4 s为宜;基础隔震措施不能控制储液的晃动波高。     

高层建筑结构抗震设计中的剪重比问题

对高层建筑抗震设计中的剪重比问题进行了讨论,分析了场地类别对剪重比的影响,提出了判断基底剪重比是否满足规范规定的β公式,指出规范对剪重比限值的规定中未考虑场地类别的影响是不妥的。对于不满足规范要求的高层建筑,采用增大结构刚度的方法来增大基底剪重比是难以奏效的,适宜的方法是通过周期折减系数来增大楼层地震剪力,当仍不能满足规范要求时,将不满足的楼层处的地震剪力按规范要求放大,以满足规范要求。     

综合考虑场地特征周期和结构基本周期影响的地震动选择方法研究

结构时程分析中选择合适的地震动记录至关重要。以地震动反应谱与规范设计反应谱相匹配为原则,重点考虑场地特征周期和结构基本周期的影响,全周期控制地震动反应谱与设计反应谱的一致性,提出新的地震动选择方法;将选出的地震动记录带入结构时程分析,以我国抗规时程分析基底剪力要求为评价原则,分析结构时程基底剪力结果,验证本方法的可行性,并与另外两种方法选择地震动记录的时程结果对比分析,验证本方法的优越性。本研究旨在为建筑结构时程分析找到一种操作简单、计算效率高且适用性较强的地震动记录选择方法。     

不同阻尼比长周期抗震设计反应谱研究

一、前言地震反应谱理论是现阶段建筑抗震设计的基本理论。我国新修订的《建筑抗震设计规范 GBJ11-89》(以下简称89规范)提出了反映地震和场地特征的地震影响系数α曲线,它是设计反应谱的具体表达,其周期范围是0～3s,阻尼比=5%,适用于一般的砖石结构和钢筋混凝土结构。对于具有较长自振周期或结构阻尼比不同于5%的其     

我国抗震设计规范设计反应谱及谱阻尼折减系数研究

在标准加速度反应谱基础上,研究并建立符合强震反应谱统计特征的谱阻尼折减系数是建立长周期、大阻尼比反应谱的一种实用方法。首先研究总结强震反应谱的统计特征,据此对我国建筑物、构筑物、核电厂、公路桥梁、工业企业电气设备等结构的抗震设计规范反应谱及谱阻尼折减系数的合理性进行定性研究,对已有改进抗震规范谱方案的合理性进行分析。结果表明：周期10 s内的相对位移反应谱值和相对速度反应谱值随阻尼比增大而减小,而绝对加速度反应谱值随阻尼比增大既可能增大也可能减小;我国各类结构抗震设计规范谱阻尼折减系数计算方案不甚合理;对规范谱及由有关学者提出的改进方案谱进行转换仅能得到适用范围有限的拟相对位移反应谱。     

关于弯剪型特性的底部隔震剪力墙结构计算方法研究

底部隔震剪力墙结构在强震作用下具有弯剪型侧移曲线的特性,采用铁木辛柯梁模拟底部隔震的剪力墙结构在隔震后的动力特征和隔震效应。推导了底部隔震悬臂梁模型在地震中的动力特征,提出了延长周期、减少高阶振型参与质量系数和增加体系阻尼比是隔震技术减震的三大因素,指出了增加结构阻尼可有效地提高长周期高层结构的隔震效果,同时隔震可降低复杂高层结构高阶振型的影响。     

长周期地震动作用下超高层建筑结构响应研究

超高层建筑结构自振周期相对较长,易受长周期地震动影响,是抗震设计时值得关注的问题。从PEER强震记录库中选取了Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类场地共410条工程中常用的强震记录,以一栋高250m、自振周期为6s的超高层建筑结构为例,从输入与输出两个层面对长周期地震动作用下的结构响应进行研究。输入层面,以规范设计反应谱为比较基准,通过分析地震动加速度反应谱,了解不同场地地震动的频谱特征;输出层面,以规范设计反应谱作用下的基底剪力为基准,通过分析超高层建筑结构在各类场地地震动作用下的基底剪力,获得不同场地地震动作用下的结构响应水平;同时,引用日本国土交通省公布的长周期设计地震动进行横向比较,通过弹塑性时程分析得到的不同时刻下结构塑性转角分布情况及发展规律,揭露长周期地震动作用下结构的响应特征与控制因素。