主余震序列地震作用下一级抗震预应力型钢混凝土空腹桁架转换层框架结构抗震性能研究

基于"三道防线抗震设防"的设计方法,以2榀8度(0.2g)设防区的上抬层数不同的一级抗震预应力型钢混凝土(PSRC)空腹桁架转换层框架结构为研究对象,完成了罕遇烈度水准下不同余震主震强度比■的系列弹塑性时程分析。然后,通过层间位移角、转动能力需求比和损伤指数等多个性能指标,对构件、防线以及结构整体等不同层次的抗震性能和损伤状况进行研究。结果表明:在主震及主余震序列地震作用下,结构均未发生整体破坏,当余震较强时,以损伤指数计算的个别上抬框架梁出现局部破坏;结构后续两道防线的损伤明显小于第一道防线,形成主要以第一道防线内梁铰耗能的"梁柱混合出铰机制","三道防线抗震设防"的设计原则得以实现;余震作用下,结构的整体损伤指数显著增加,且"二次损伤"明显;较大余震下,转换柱出铰普遍,甚至出现"层侧移机制",应加强转换柱柱端弯矩增大措施。     

某高层型钢混凝土空腹桁架转换结构方案对比

针对上海市某高层建筑中的空腹转换桁架,进行了两种方案的对比。研究间隔空腹桁架和叠层空腹桁架两种结构形式的传力路径、内力分布、位移等差异。分别采用两种方案,对整体结构进行抗震性能计算分析,研究其可行性,并给出设计建议。     

高层型钢混凝土底部大空间转换层结构性能研究

提出在底部中大开间（或小跨重载）的多高层建筑中，优先采用型钢混凝土转换粱及其底部大开间的型钢混凝土结构体系，对底部开间较大的高层、超高层建筑，可采用型钢混凝土结构及预应力型钢混凝土空腹桁架转换结构体系。为此，进行了型钢混凝土底部大开间梁式托柱转换层结构，与普通钢筋混凝土相应结构模型的竖向荷载和低周反复水平荷载对比试验，以及部分构件采用型钢混凝土的预应力型钢叠层空腹桁架转换结构与普通钢筋混凝土相应结构模型的竖向荷载和拟动力对比试验，提出了型钢混凝土底部大开问及转换层结构体系的部分设计建议，取得了卓有成效的成果。本文研究成果成功地应用于三个实际工程，取得了显著的社会和经济效益。     

型钢混凝土空腹桁架转换结构在高层建筑中的应用

为满足建筑功能多样化的要求,苏州唯亭科技创业基地工程地上11层,4~5层之间采用27 m跨9 m高叠层空腹桁架转换结构体系来承托上部结构。从工程实例着手,研究了空腹桁架转换结构的结构特性、受力性能、整体分析、转换层楼板的要求,详细介绍了型钢混凝土转换桁架的构件和节点设计,讨论了该种转换结构的设计原则,可为相关的工程设计提供参考。     

高层建筑中型钢混凝土空腹桁架转换结构的应用解析

本文首先对空腹桁架转换结构的结构形式以及布置层建筑中型钢混凝土空腹桁架转换结构的应用,供有关人员参考。     

高层型钢混凝土底部大空间转换层结构性能研究

提出在底部中大开间 (或小跨重载 )的多高层建筑中 ,优先采用型钢混凝土转换梁及其底部大开间的型钢混凝土结构体系 ,对底部开间较大的高层、超高层建筑 ,可采用型钢混凝土结构及预应力型钢混凝土空腹桁架转换结构体系。为此 ,进行了型钢混凝土底部大开间梁式托柱转换层结构 ,与普通钢筋混凝土相应结构模型的竖向荷载和低周反复水平荷载对比试验 ,以及部分构件采用型钢混凝土的预应力型钢叠层空腹桁架转换结构与普通钢筋混凝土相应结构模型的竖向荷载和拟动力对比试验 ,提出了型钢混凝土底部大开间及转换层结构体系的部分设计建议 ,取得了卓有成效的成果。本文研究成果成功地应用于三个实际工程 ,取得了显著的社会和经济效益     

预应力混凝土桁架转换层结构的试验研究和设计建议

结合南京新世纪广场工程,进行了一榀110比例带预应力混凝土桁架转换层结构的拟动力试验和低周反复荷载作用下的拟静力试验,对带预应力混凝土桁架转换层结构的弹性地震反应、变形能力、延性系数等抗震耗能以及其破坏机制等进行了研究.文中还较为系统地提出了带预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构设计建议和构造要求,为带预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构的抗震设计和推广应用提供科学参考.     

浅论型钢混凝土桁架在复杂高层转换层中的应用

亚新办公楼是郑州地区结构较为复杂的超限高层,采用对称的钢筋混凝土框架一核心筒双塔体系,其主要的受力构件为型钢混凝土转换桁架、型钢混凝土组合柱、钢筋混凝土梁。文中在结构的整体计算分析和中震不屈服分析后,详细介绍了型钢混凝土组合柱和型钢混凝土转换桁架的材料选择、结构布置、内力计算方法,以及在设计过程中所考虑的一些问题和节点处理的方法。计算结果表明,通过提高结构的整体性和对构件的合理设计,结构的整体变形、周期比、位移比均满足规范要求,为类似工程的设计提供参考。     

空腹转换桁架在古楼公寓的应用

在高程建筑中,空腹桁架转换结构具有良好的延性和耗能能力。本文结合工程实际重点阐述了转换结构的概念设计及空腹转换桁架设计要点和抗震措施。对设计中应注意的问题提出一些相关建议。     

西安曲江国际会议中心型钢混凝土转换桁架设计

介绍了西安曲江国际会议中心40m跨型钢混凝土转换桁架的分析与设计过程,阐述了型钢混凝土转换桁架的设计要点。通过对四种不同腹杆布置方式转换桁架受力特点的对比分析,得出X形+竖杆这种腹杆布置方式的转换桁架适用于此超大跨度的转换结构。对转换桁架下部支撑结构的计算分析表明,将其设计为内藏钢桁架的混凝土剪力墙形式,既能保证其具有足够的承载力,又具有较好的延性。     

超高层建筑空腹桁架托柱转换体系设计

重庆新华国际大厦局部托柱转换体系承担了上部54层的荷载,为追求经济、合理的设计方案,对钢筋混凝土深梁、型钢混凝土组合梁、空腹桁架、叠层空腹桁架、斜腹桁架、叠层斜腹桁架6种方案进行了试算和比选,最终拟采用型钢混凝土空腹桁架方案。介绍了空腹桁架方案的受力分析、构造措施等,并对分析模型、计算参数、杆件设计等问题进行了探讨。     

预应力及非预应力型钢混凝土框架受力及抗震性能试验研究

进行了两榀预应力型钢混凝土框架和非预应力型钢混凝土框架在竖向荷载及水平低周反复荷载作用下受力与抗震性能试验研究,研究结果表明：在型钢混凝土梁中采用预应力,可以有效地控制结构裂缝宽度,改善结构的正常使用性能;梁中施加预应力没有明显改变型钢混凝土结构优良的抗震性能,预应力型钢混凝土框架低周反复加载滞回曲线饱满,抗震性能优良;在型钢混凝土梁中施加预应力,可以充分发挥型钢与混凝土等材料各自的优势。在试验研究的基础上,提出了预应力型钢混凝土框架和型钢混凝土框架的三线型恢复力模型,并利用该恢复力模型进行了预应力型钢混凝土框架和型钢混凝土框架在低周反复荷载作用下的滞回性能分析,分析结果与试验结果吻合良好。     

型钢混凝土桁架转换结构的应用

通过具体工程实例,探讨了型钢混凝土桁架转换结构的应用,分析了转换构件存在的问题,提出了具体的解决方案,通过对工程进行计算分析,保证了转换结构在承受水平荷载和竖向荷载作用下能够满足规范要求。     

预应力型钢混凝土框架结构竖向反复荷载作用下抗震性能试验研究

通过对1榀柱中内置型钢和1榀梁柱均内置型钢的预应力型钢混凝土框架的竖向反复荷载试验, 研究预应力型钢混凝土框架的破坏机制、滞回特性、延性、刚度和耗能等性能。结果表明：预应力型钢混凝土框架梁是梁铰破坏机制,极限状态时 “拱效应”提高了框架梁的承载能力;预应力型钢混凝土框架梁滞回曲线饱满,变形恢复能力小于普通预应力混凝土框架梁;预应力型钢混凝土框架梁位移延性系数均值为4.8,普通预应力混凝土框架梁的为4.18,均有较好的延性;等效黏滞阻尼系数介于0.258~0.323之间,说明2个试件破坏时截面具有良好的耗能能力;参数分析表明,试件延性系数受含钢率影响不大,随内置型钢截面高度与梁截面高度比值增大而增大。     

型钢混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法研究

根据型钢混凝土(SRC)框架结构的特点,将其性能划分为基本完好、轻微损坏、中等破坏和防止倒塌四个水平,并用层间位移角限值予以量化;将SRC多自由度体系转化为等效单自由度体系,导出了相应的等效参数,并根据其性能水平确定出结构的目标位移。在此基础上,提出SRC框架结构基于位移的设计步骤,并依此对结构进行承载力设计,用静力弹塑性分析方法对所设计的SRC规则框架结构进行推覆分析,校核结构的侧移形状与初始设计侧移曲线是否一致,在不满足变形需求时,用推覆至该性能水平时的侧移曲线作为修正后的侧移曲线重新计算。算例分析表明,文中方法简便实用、结果精确,能够实现SRC框架结构基于位移抗震设计的目的。     

内置钢构架钢骨混凝土转换深受弯构件试验研究

以实际工程为背景,对两榀1/6缩尺内置钢构架钢骨混凝土转换深受弯构件模型进行试验研究,分析这种新型转换构件在竖向集中荷载作用下的力学性能和破坏形态,研究构件在受力过程中裂缝的开展规律、钢筋和钢构架的应变变化特点、传力模式。研究结果表明内置钢构架钢骨混凝土转换深受弯构件具有承载力高、刚度大、变形能力强等诸多优点,内置钢构架钢骨混凝土转换深受弯构件的破坏形态有显著的改善,避免了普通钢筋混凝土转换梁(尤其是深受弯构件)的脆性破坏形态,表现出良好的塑性。内置钢构架钢骨混凝土转换深受弯构件充分利用了深受弯构件的拉力拱传力机理,设置钢构架实现了以最短、最直接的传力路线和方式传递上部荷载。     

一种受控摇摆式钢筋混凝土框架基于性能的抗震设计方法

受控摇摆式钢筋混凝土框架通过引入弹性摇摆柱和摇摆节点来弱化结构整体刚度,减少结构在地震中的损伤,并使用无黏结后张预应力筋提供结构弹性恢复力,实现结构地震后自复位。在已有理论分析和试验研究的基础上,对该类结构的抗震设计方法进行研究,确定受控摇摆式钢筋混凝土框架结构的抗震性能水准,给出抗震设计流程。以一个三层三跨钢筋混凝土框架为例进行基于性能的抗震设计,选用3条波进行动力时程分析,模拟结构遭遇罕遇地震的动力响应。分析结果表明：受控摇摆式钢筋混凝土框架结构在罕遇地震作用下,最大层间位移角满足设计要求的性能目标,并且表现出优异的抗震性能的和良好的自复位能力,验证了基于性能抗震设计方法的有效性。     

循环荷载作用下空腹式交错桁架钢结构抗震性能试验研究

为研究空腹式交错桁架结构体系的抗震性能,进行了1个5层空腹式交错桁架钢结构1/3缩尺模型试验,研究了该结构体系在循环荷载作用下的抗震性能和破坏机理,并从滞回性能、刚度退化、结构延性、耗能能力及破坏模式等方面评价该结构体系的抗震性能。试验及分析结果表明:该结构具有承载能力高、变形能力较强、耗能能力好等优点,但其侧向刚度偏弱,各层层间位移延性角差别较大,结构沿高度方向侧向刚度分布不均匀。应力测试结果表明,该结构塑性铰开始形成于桁架腹杆,然后是桁架弦杆,最后在柱中形成塑性铰,地震能量主要通过桁架耗散,其破坏属于梁铰机制,满足强柱弱梁的抗震要求。     

预应力型钢混凝土双坡框架抗震性能试验研究

为研究预应力型钢混凝土双坡框架的抗震性能和破坏机理,基于同等承载能力条件设计缩尺比为1∶4的1榀预应力混凝土双坡框架(PC-F)和1榀预应力型钢混凝土双坡框架(PSC-F),并对其进行竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的加载试验,得到框架的裂缝开展和分布及破坏形态特征、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、等效黏滞系数、总耗能和位移恢复能力等抗震性能指标。试验结果表明：同等承载力条件下,预应力型钢混凝土双坡框架具有更优越的抗剪能力和抗震性能;相较于预应力混凝土双坡框架,预应力型钢混凝土双坡框架的开裂荷载提高了70%;型钢的存在使得预应力混凝土双坡框架的破坏机制由两铰(柱-斜坡梁节点)破坏转变为四铰(柱-斜坡梁节点、斜坡梁-水平梁节点)破坏,每个塑性铰部位呈现典型的弯曲延性破坏特征;相较于预应力混凝土双坡框架,预应力型钢混凝土双坡框架滞回环近似梭形更加饱满,峰值荷载后承载力退化及刚度退化更加缓慢,位移延性系数、等效黏滞阻尼系数、总耗能分别提高了9.27%、30.6%、53.5%,位移恢复能力系数降低27.5%。     

型钢混凝土三角桁架在穹幕影院中的应用

以山西省地质博物馆工程为例,介绍了型钢混凝土三角桁架在穹幕影院中的应用,通过合理的力学简化,把球形穹幕影院荷载简化,计算得到三角桁架内力,从而论证了受力复杂的支撑结构,型钢混凝土结构形式能很好满足结构的承载力和正常使用状态。