设置少量抗震墙的框架结构抗震设计分析

设置少量抗震墙的框架结构是一种特殊形式的框架结构,我国新的GB50011—2010《建筑抗震设计规范》及JGJ3—2002《高层建筑混凝土结构技术规程》虽然对该结构体系的抗震计算方法及抗震设计要求有一些明确规定,但仍存在诸多不确定因素,使其在实际工程设计中存在较大的随意性。本文从实际工程设计中框架结构设置少量抗震墙的根本目的出发,运用框架与抗震墙协同工作原理,明确了设置少量抗震墙的框架结构体系的概念。在此基础上,结合新的GB50011—2010《建筑抗震设计规范》中有关设置少量抗震墙的框架结构的相关规定,对该结构体系在地震剪力计算方法及地震剪力分布特征、结构抗震设防体系、抗震等级、抗震构造措施、最大适用高度、层间位移角等方面的抗震设计进行了分析,以供实际工程设计参考。     

高烈度区中小学教学楼少墙框架结构体系的抗震性能分析

以某6层中小学教学楼模型为例,采用SAP2000软件在多遇地震和罕遇地震作用下对框架结构和少墙框架结构进行弹塑性时程分析,并研究剪力墙位于不同位置处对结构抗震性能的影响。分析发现中部少墙体系的周期比最大,增加少量剪力墙结构体系在多遇地震作用下的层间位移角比纯框架结构要小得多;在罕遇地震下中角部少墙结构体系可有效降低结构扭转效应;少墙框架结构体系塑性铰出现主要是由于剪力墙与框架连梁连接的原因,要注意协调这部分配筋。研究结果表明:采用中角部少墙框架结构体系比框架结构体系抗震效果要好,通过分析对比,为今后中小学教学楼选型提供参考依据。     

山地掉层框架-摇摆墙结构抗震性能研究

竖向刚度不均匀是山地掉层框架结构的突出特点,其在地震作用下的动力反应特性与普通框架结构存在较大的差异,山地掉层框架结构在地震中易在上接地层出现层屈服破坏机制。为改善该类结构的抗震性能,在山地掉层框架结构外部附加底部铰接、具有一定转动能力的摇摆墙,形成山地掉层框架-摇摆墙结构体系。对3个总层数为七层的掉不同层不同跨的山地掉层框架摇摆墙结构进行动力弹塑性分析结果表明,附加摇摆墙的山地掉层框架结构的基本周期较原结构的相差不大。摇摆墙设置在不同位置的山地掉层框架摇摆墙结构动力反应特性不同。摇摆墙的加入能够均匀结构各层层间变形,有效改善山地掉层框架结构的抗震性能,可避免原薄弱层上接地层的破坏集中现象,实现了整体耗能机制。     

摇摆墙在框架结构抗震加固中的应用

介绍一种摇摆墙体系及其在框架结构抗震加固中的应用。摇摆墙是采用特殊构造、底部具有一定转动能力和较大抗侧刚度的结构墙体,它能够有效控制结构在地震作用下的侧向变形模式,且能够以多种方式与消能减震装置结合,提高结构的耗能能力,进而提升结构整体的抗震能力。通过集中质量层模型的动力弹塑性分析研究了摇摆墙的刚度需求,介绍国际上首个采用摇摆墙体系抗震加固的11层钢骨混凝土框架结构实例,并对加固前后的结构抗震性能进行对比分析。结果表明,摇摆墙体系能够有效降低结构在不同地震动输入下的平均地震响应,且可显著减小结构地震响应的离散性,使结构的损伤模式和抗震性能更加易于控制。     

抗震设计中一些具体问题的分析和讨论

根据多年建筑结构抗震设计实践和对抗震规范的理解,提出以下一些观点及设计建议:1)8度区层数少高度低的规则框架结构、框架抗震墙结构、抗震墙结构等建筑的抗震等级和抗震墙底部加强部位高度可以适当降低;2)少墙框架抗震墙结构设计时应同时考虑框架结构和框架剪力墙两种计算模型,框架-抗震墙结构计算模型的结构弹性层间位移角可仅满足规范对框架结构的限制要求,同时,框架抗震等级按纯框架结构确定;3)确定抗震墙厚度时,应综合运用规范规定的抗震墙构造最小高厚比限值和高层规程附录D稳定计算公式;4)抗震墙底部加强部位应该按不同的受力情况和墙肢剪跨比,设置不同的约束边缘构件,约束边缘构件长度宜根据相对受压区高度ξ确定更合理。     

阶梯墙框架结构振动台对比试验研究

针对汶川和玉树地震中RC框架结构广泛出现的底层薄弱现象,提出一种新的结构体系———阶梯墙框架结构体系。为研究该类结构的抗震性能,进行了一个1∶5的普通RC框架结构模型和一个1∶5的阶梯墙框架结构模型的振动台对比试验,得到结构在小震、中震、大震直至倒塌工况下的动力特性、动力反应和宏观破坏模式。试验现象和进一步分析表明,阶梯墙体系能够有效控制结构的变形和损伤模式,实现结构各层变形的平均化,抑制底层薄弱的层屈服机制的出现,并且经济实用,构造简单,适合大规模推广应用。     

多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计简介（上）

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6章“多层和高层钢筋混凝土房屋”规定了七种结构类型的房屋在一定适用高度范围内,不同抗震等级的多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计和构造要求,七种结构类型为：框架结构,框架一抗震墙结构,抗震墙结构、部分框支抗震墙结构、框架-核心筒结构。筒中筒结构和板柱-抗震墙结构。此外还包括高强混凝土结构和预应力混凝土结构的抗震设计要求。     

高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构抗震性能研究

为研究高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的抗震性能,分别设计了一个10层钢筋混凝土框架结构和屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构模型,进行了地震作用下动力非线性分析。结果表明：屈曲约束钢板墙可显著减小高层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的层间位移,同时在罕遇地震作用下框架中塑性铰的数量也有大幅减少,表现出良好的抗震性能。在此基础上,综合规范对框架结构和框架-抗震墙结构抗震等级和柱轴压比限值的规定,并结合屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的受力特点,提出了高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的抗震设计建议。建议屈曲约束钢板墙的边缘构件按框架结构确定抗震等级和柱的轴压比限值,其他框架部分根据其承担的地震倾覆力矩比例大小,按框架结构或框架-抗震墙结构确定抗震等级和柱的轴压比限值。     

填充抗震墙加固既有框架结构的抗震性能分析

为了研究在既有框架结构底部加填充抗震墙这一加固形式的抗震性能,结合以往试验研究,本文在不改变原有框架抗震等级的情况下,使用有限元分析软件SAP2000,通过模态分析、反应谱分析、动力时程分析,分析在既有框架结构底部加填充抗震墙对提高结构抗震能力的作用,探讨加固的最优方案,并分析罕遇地震下框架结构加固前后塑性铰的变化情况。通过研究发现:在框架结构底部两层由下而上递减布置抗震墙的形式对提高底部存在薄弱层的框架结构抗震性能的效果明显;能够有效减小结构在地震作用下的层间位移,减少结构在罕遇地震下塑性铰的产生和发展,是一种经济可行的加固方法。     

功能集成型RC框架结构的损伤机制控制研究

为了改善框架结构的层倒塌破坏模式,选择在框架结构中增设局部抗震墙提高结构的抗震性能.建立5个梁-柱-抗震墙子结构模型,通过对模型进行低周往复位移加载,分析结构的损伤分布、极限承载力、延性和耗能能力.结果表明:增设抗震墙可以提高结构的极限承载力和耗能能力,使结构的延性系数满足延性破坏的要求.同时在结构体系中抗震墙与承重构件功能集成或功能分离也能影响结构的抗震性能.