屈曲约束支撑在浦东城市规划展览馆和公共艺术中心的应用研究

上海市浦东城市规划和公共艺术中心采用钢框架-支撑结构体系。为对其进行超限建筑抗震设防计算,研究屈曲约束支撑对其减震控制的效果,运用PERFORM-3D软件对结构模型进行了中震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。由分析结果可知,该结构设计合理,抗震性能优异,且性能储备较大,满足相关规范所规定的设防要求;屈曲约束支撑的设置能够减小结构在中震和罕遇地震作用下的层间位移角和基底剪力,增加塑性耗能,且自身能够随地震强度的变化表现出不同的耗能性能,满足多阶段的减震设计目标。     

海口中心主塔楼钢结构方案分析与设计

海口中心主塔楼采用带加强层及斜支撑的钢框架-核心筒结构体系,采用SATWE和ETABS软件对结构进行了多遇地震下的反应谱分析和时程分析,并对计算结果进行了对比;为达到结构抗震多道防线设防的目的,对框架和支撑之间以及外框架和核心筒之间的水平剪力和倾覆力矩的分配关系分别进行了统计分析,并相应进行了剪力调整;对结构设定适宜的性能目标,完成了结构在设防烈度地震下的计算分析,采用ABAQUS有限元分析软件对结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,从而实现结构的性能化设计。     

偏心支撑钢框架基于性能的塑性设计方法研究

罕遇地震下采用弹性分析所设计的偏心支撑框架发生较大的非弹性变形时,可能无法满足预期的破坏模式和抗震性能。通过预先确定结构在非弹性变形下的目标位移和屈服机理,结合《建筑抗震设计规范》(GB50010—2010)并考虑消能梁段的耗能折减系数,提出了偏心支撑框架基于性能的塑性设计方法。该方法还采用能量平衡原理和一种侧向力分布方式得到结构的基底剪力和各楼层的剪力,并根据塑性设计法合理设计所有构件。设计某12层偏心支撑钢框架,采用动力弹塑性时程分析法验正所提出方法的正确性。算例结果表明:该方法可用于设计偏心支撑钢框架结构,且无需进行复杂的计算和迭代,就能使结构满足多遇及罕遇地震下的预定功能。     

基于性能的框架-支撑芯筒结构抗震评估

框架一支撑芯筒结构是指采用支撑框架核心筒代替框筒结构中钢筋混凝土核心筒的一种结构体系。以闽投营运中心为例,进行基于性能的抗震评估。采用三维弹塑性模型对结构进行多遇地震和设防地震作用下的弹性时程分析及罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,重点研究罕遇地震作用下结构构件的性能状态和塑性发展状况,寻找结构抗震的抗震薄弱部位。结果表明,闽投营运中心能够满足各项既定的抗震性能目标。此外,为保证薄弱层具备足够的变形能力且不转移,可将钢支撑替换成防屈曲约束支撑。该成果对框架一支撑芯筒结构体系的设计具有一定参考价值。     

拉链柱支撑钢框架双重体系抗弯框架设计方法研究

为探讨拉链柱支撑钢框架双重体系中抗弯框架的设计方法,基于修正的悬挂拉链柱支撑钢框架结构,按去除支撑的抗弯框架任一层能独立承担结构层剪力的25%和基底剪力的25%设计了12层、18层两类双重体系算例,基于支撑不失效、失效两种情况分析了两类算例的动力响应。结果表明:两类算例的自振特性、用钢量相差不多。若不考虑支撑失效,多遇及罕遇地震作用下结构的动力响应相似。考虑1根或2根支撑退出工作,结构的动力响应与退出工作的支撑所在楼层及支撑退出工作时间有关。总体上,按去除支撑的抗弯框架任一层能独立承担结构基底剪力25%设计的双重体系具有较优的抗震性能。在用钢量相差不多的前提下,建议拉链柱支撑钢框架结构双重体系中抗弯框架的调整加强,宜按照去除支撑的抗弯框架按任一层能独立承担结构基底剪力的25%进行。     

最小地震剪力系数对超高层建筑结构抗震性能的影响

最小地震剪力系数是超高层建筑抗震设计中的关键控制因素。首先对中美两国典型抗震规范或规程中有关最小地震剪力系数(最小基底剪力)的相关规定进行了对比分析。借鉴美国规范中最小基底剪力的处理方法,以位于我国设防烈度7度区的一超高层建筑为例,采用两种不同的设计地震剪力取值方法,按照8度地震设防烈度设计了两个不同的结构模型。通过弹塑性时程分析,比较了两个模型在罕遇地震作用下的性能差异,分析了长周期地震动对两个模型抗震性能的影响,并对比了两个模型抗地震倒塌能力的差异。分析结果表明:通过提高楼层设计剪力来满足最小地震剪力系数的方案与提高结构刚度的方案相比,其抗罕遇地震的性能基本相当,而抗地震倒塌能力更好,设计难度和建造成本会更低。     

基于性能的中小学校校舍抗震设计

对上海市汶北幼儿园校舍进行了抗震设计,并比较了基底剪力、多遇地震下层间位移角、罕遇地震下弹塑性层间位移角以及抗震措施程度等。计算结果表明,在7度设防区,校舍（乙类）按《建筑工程抗震性态设计通则》设计,罕遇地震基底剪力仅约为《建筑抗震设计规范》的1/3.7,难以保证设防目标的实现。     

高层建筑消能减震技术应用研究——以某疾控中心应急大楼为例

《建设工程抗震管理条例》(国务院令第744号)^[1]对重要建筑的承载力、变形以及构件损伤方面的性能目标提出了更高的要求,常规抗震方法设计此类结构有一定的难度。结构减震设计可以通过提供阻尼,比较有效地实现重要结构的抗震性能指标。以某疾控中心应急大楼为例,利用弹塑性动力时程分析方法,分别对采用BRB、采用VFD以及采用两者组合三种减震方案进行分析。通过对设防地震、罕遇地震下的层间位移角和基底剪力的比较,得出如下结论：BRB方案能有效控制结构在设防和罕遇地震下的层间位移角,但在设防地震作用下基底剪力略有增大;VFD方案在设防和罕遇地震下,均提供了较高的附加阻尼比,有效降低了结构的层间位移角和基底剪力,但在罕遇地震下,对结构位移的控制相对较弱;组合方案发挥了更好的性能优势,层间位移角和基底剪力显著降低。     

RC框架-剪力墙结构的框架地震层剪力分配

我国《建筑抗震设计规范》与《高层建筑混凝土结构技术规程》关于框架-剪力墙结构地震层剪力分配的规定是依据设计经验提出来的,并没有考虑框架与剪力墙各自抗侧刚度比值的影响,因而较为笼统,明显欠缺合理性。连续化分析方法中框架-剪力墙结构的刚度特征值是表征框架-剪力墙受力和变形的重要指标。本文采用静力弹塑性分析（Pushover）方法和动力弹塑性时程分析方法对刚度特征值为1.0～4.5的8栋框架-剪力墙结构进行了全过程研究,得到了多遇、基本和罕遇地震作用下不同刚度特征值的框剪结构楼层剪力分配,以及罕遇地震下剪力墙刚度退化对楼层剪力分配的影响,并给出了框架层剪力分配公式供设计参考。     

方钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构弹塑性分析

基于简化的钢板墙模型,建立了某15层的方钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构的有限元分析模型,在此基础上进行了不同强度地震波作用下的弹塑性时程分析,较好的模拟了该结构在地震作用下抗震性能,得到了结构的楼层层间位移曲线、基底剪力等曲线。结果表明,该结构罕遇地震下层间位移为150mm,多遇地震作用下层间剪力分布均匀,抗震性能较好。