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正《土木工程学报》01/2020地震作用下中美规范RC结构层间位移角限值的对比研究为研究地震作用下我国规范层间位移角限值的合理性,将其与美国规范的层间位移角限值进行对比。基于等位移原理推导中美规范层间位移角限值的对比方法,提出中美规范层间位移角限值富裕度指标β。设计框架、剪力墙、框架-剪力墙和框架-核心筒等80个典型RC结构模型,验证结构在设防烈度地震作用下处于弱非线性。分析结构体系、场地类别和设防烈度对β的影响,结果显示,模型的β值均大于1,说明中国规范层间位移角限值比美国规范更为严格。以β作为修正系数,将四种结构体系的位移角限值统一调整为1/500,重新设计16个模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法,验证层间位移角限值调整后结构在强震下的安全性。(韩小雷,张垒,杨光)     

地震作用下中美规范RC结构层间位移角限值的对比研究

为研究地震作用下我国规范层间位移角限值的合理性,将其与美国规范的层间位移角限值进行对比。基于等位移原理推导中美规范层间位移角限值的对比方法,提出中美规范层间位移角限值富裕度指标β。设计框架、剪力墙、框架-剪力墙和框架-核心筒等80个典型RC结构模型,验证结构在设防烈度地震作用下处于弱非线性。分析结构体系、场地类别和设防烈度对β的影响,结果显示,模型的β值均大于1,说明中国规范层间位移角限值比美国规范更为严格。以β作为修正系数,将四种结构体系的位移角限值统一调整为1/500,重新设计16个模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法,验证层间位移角限值调整后结构在强震下的安全性。建议:多遇地震作用下RC结构层间位移角限值可取1/500。     

地震作用下中美规范RC结构层间位移角限值的#br# 对比研究

为研究地震作用下我国规范层间位移角限值的合理性,将其与美国规范的层间位移角限值进行对比。基于等位移原理推导中美规范层间位移角限值的对比方法,提出中美规范层间位移角限值富裕度指标β。设计框架、剪力墙、框架 剪力墙和框架 核心筒等80个典型RC结构模型,验证结构在设防烈度地震作用下处于弱非线性。分析结构体系、场地类别和设防烈度对β的影响,结果显示,模型的β值均大于1,说明中国规范层间位移角限值比美国规范更为严格。以β作为修正系数,将四种结构体系的位移角限值统一调整为1/500,重新设计16个模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法,验证层间位移角限值调整后结构在强震下的安全性。建议：多遇地震作用下RC结构层间位移角限值可取1/500。     

某超高层建筑风位移角控制

通过对某超高层建筑进行了风振作用下层间位移角的动力分析和结构的有害层间位移角分析,结合了文献[5]中所提出的允许放松层间位移角限值的相关条件,对该结构进行了适当放宽风荷载作用下的层间位移角限值。并进行了中、大震抗震性能设计,确保地震作用下弹塑性层间位移角满足现行规范要求。对同类工程具有借鉴及参考意义。     

型钢混凝土剪力墙基于性能的有害层间位移角限值研究

剪力墙结构在地震作用下墙肢底部塑性发展区的高度并不一定等于结构层高,若以塑性发展区的转角限值作为剪力墙结构的层间有害位移角限值,可能导致不准确的结果。本文提出在计算型钢混凝土剪力墙层间有害位移角限值时,应考虑层高与墙肢长度比值的影响。根据型钢混凝土剪力墙的损伤破坏特征及抗侧承载力下降程度,提出其抗震性能等级的划分方法。结合经过验证的三维有限元模型分析,得到不同性能等级的型钢混凝土剪力墙有害层间位移角的限值。分析了不同设计参数对不同性能等级的型钢混凝土剪力墙位移角限值的影响,并拟合位移角限值的计算公式。得到了不同性能等级位移角限值的统计特征值,为型钢混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计与分析提供参考。     

建筑结构在罕遇地震下弹塑性变形验算的讨论

本文对现行抗震设计规范中罕遇地震作用下结构抗震变形验算有关规定存在的问题进行了分析,并提出了改进建议。指出了目前钢筋混凝土结构弹塑性位移计算结果与实际地震反应存在较大差异的主要原因。在对大量数据统计分析的基础上,讨论了框架结构层间弹塑性位移角限值的合理性,提出了框架—抗震墙结构、抗震墙结构和框架—筒体结构的弹塑性层间位移角限值。     

框架-混凝土核心筒混合结构位移限值的探讨

框架-混凝土核心筒混合结构在我国已得到广泛应用,但对其水平位移限值的研究尚不完善,还存在诸多问题。通过理论分析和有限元计算,讨论了高宽比对结构变形的影响,明确了高宽比与位移限值间的相关性。通过四个算例的位移特性和安全性的比较,认为相对层间位移角和顶点位移角可以作为层间位移角的有效补充,而且当外围框架类型不同时,宜视位移指标不同给出相应的位移限值。     

含屈曲约束支撑钢筋混凝土框架的弹性层间位移角限值研究

作为一种常见的耗能减震构件,屈曲约束支撑越来越广泛地应用于钢筋混凝土框架结构中,然而现行《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)(2016版)和《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015版)并没有明确给出这类结构的弹性层间位移角限值。基于ANSYS软件,分别对纯框架结构和含屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构(简称BRB-RC框架结构)进行非线性有限元分析,结果表明BRB-RC框架结构应当考虑更为严格的水平位移控制参数,并通过静力试验验证了数值模拟的可靠性。当确定弹性层间位移角限值的建议取值时,发现若采用初裂层间位移角作为位移角限值偏于严格,无法直接用于工程实践。基于比较分析法提出了标记层间位移角的概念。通过改变支撑参数、混凝土强度和结构跨度,进行9组算例的数值计算和分析,研究这9个试件标记层间位移角与刚度比的关系,最终保守地给出了BRB-RC框架结构弹性层间位移角限值的取值公式。提出的方法能够满足工程实践的需要。     

某高烈度区超限高层结构层间位移角限值放松可行性分析

某8度区超限高层结构为框架-核心筒结构体系,通过分析多遇地震作用下最大层间位移角限值放松后结构的整体指标和抗震性能情况,从而论证其可行性,分析结果表明位移角限值放松后对结构整体指标有一定影响,但对结构抗震性能影响不大,结构最大层间位移角限值是宏观量,与结构的抗震性能水准之间没有直接关系。     

钢筋混凝土高层建筑在风荷载作用下最大层间位移角限值的讨论与建议

分析了我国JZ 102—79,JGJ 3—91,JGJ 3—2002,JGJ 3—2010等历次高规关于高层建筑结构层间位移角规定限值的演变过程,对影响楼层结构层间位移角计算结果的各种因素,如风荷载取值、是否考虑结构重力二阶效应、是否考虑地下室、计算模型中一些假定和结构构件刚度折减系数等进行了讨论。在分析结构中上部楼层的层间位移角大部分是由结构构件底端转动引起的非受力位移组成的基础上,提出了各类高层建筑风荷载作用下最大层间位移角限值取1/500的建议,并提出当采用阻尼器等减振措施满足舒适度要求时或考虑地下室竖向构件变形时层间位移角限值可适当放松的合理建议,可供规范修订和工程设计参考应用。     

超高层混凝土结构的层间变形限值

层间位移限值是钢筋混凝土超高层结构设计中的一个重要参数。本文对国内外规范的层间位移限值进行了比较 ,分析了限制层间位移的目的 ,并提出了一个新的层间变形参数———区格广义剪切变形。为研究这一问题 ,进行了一个11层框架 剪力墙模型的静力加载试验 ,并对不同高度和结构形式的9幢超高层建筑进行了计算和分析。试验研究和计算分析均表明 ,钢筋混凝土超高层建筑的层间位移角限值取1/500较为合理     

超高层混凝土结构的层间变形限值

层间位移限值是钢筋混凝土超高层结构设计中的一个重要参数。本文对国内外规范的层间位移限值进行了比较 ,分析了限制层间位移的目的 ,并提出了一个新的层间变形参数———区格广义剪切变形。为研究这一问题 ,进行了一个11层框架 剪力墙模型的静力加载试验 ,并对不同高度和结构形式的9幢超高层建筑进行了计算和分析。试验研究和计算分析均表明 ,钢筋混凝土超高层建筑的层间位移角限值取1/500较为合理     

高层建筑平动周期及扭转周期比的控制问题

从分析结构周期与顶点位移、层间位移角的关系出发,论证了控制结构最大层间位移角实际上就隐含控制了相应结构的平动周期值,确定了高层建筑的最大层间位移角限值就没有必要再另行控制结构的平动周期。论述了结构抗扭设计的三个核心问题,分析了单一控制扭转周期比存在的问题。     

基于构件变形的RC框架结构可修复能力评估方法研究

针对RC框架结构可修复能力不明确的问题,提出基于构件变形的RC框架结构可修复能力评估方法。研究以柱达到严重破坏作为结构拆除的判断准则,引入结构可修复能力储备系数来量化结构可修复能力。以结构动力失稳作为结构倒塌的判断准则,对按照我国规范GB50011-2010设计的48个RC框架结构分别进行增量动力分析;探讨柱分别达到严重破坏和结构倒塌状态下的层间位移角分布规律,包括最大层间位移角和残余层间位移角。发现柱达到严重破坏的残余层间位移角均值为1.48%,主要分布在0.5%~2.5%之间,且残余层间位移角超出0.5%时柱严重破坏的概率较高;柱达到严重破坏时最大层间位移角的数据离散性比不同残余层间位移角限值对应的数据离散性更小,且在基于残余层间位移角的拆除准则中可修复能力储备系数对残余层间位移角限值变化较为敏感,表明基于柱达到严重破坏的拆除准则比基于残余层间位移角的拆除准则更合理,可用于量化结构可修复能力。     

基于损伤分析的RC少墙框架结构弹性层间位移角限值研究

现有研究及震害反映剪力墙在首层破坏最为严重。RC少墙框架结构中,剪力墙因墙少受力大首先破坏,框架次之。规范对此类结构弹性层间位移角限值的规定过于笼统,结构下部应该采取较上部更为严格的弹性层间位移角限值。若首层弹性层间位移角控制合理,能够实现底部剪力墙在可修复范围内破坏,而框架不进入弹塑性工作阶段。     

混凝土框架-屈曲约束钢板墙结构的位移限值

将屈曲约束钢板墙作为抗侧力构件和耗能构件应用于钢筋混凝土框架结构,即形成混凝土框架-屈曲约束钢板墙结构体系。目前对这类结构在水平荷载作用下的位移限值并未进行研究,规范也无相关规定。利用模型试验和数值模拟的方法,对混凝土框架-屈曲约束钢板墙结构的受力性能进行了研究。分析了这种新型混合结构体系的受力过程与受力特点,并给出了弹性和弹塑性层间位移角限值的建议取值。建议混凝土框架-屈曲约束钢板墙结构的弹性层间位移角限值取为1/600,弹塑性层间位移角限值取为1/50。     

论钢筋混凝土结构水平变形能力

对一个四层钢筋混凝土模型框架的水平变形能力进行了分析和讨论。根据振动台试验的工况,利用有限元程序对模型框架进行了动力弹塑性时程分析,验证了该模型框架具有很强的水平变形能力。通过静力弹塑性推覆分析得到了该模型的几个重要的层间位移角指标,其中轻微破坏的层间位移角约为1/260,和规范的弹性位移角限值1/550有一定的距离。结合相关的参考文献的汇总分析,认为将弹塑性位移角限值定为1/50是合理的,但采用1/550的弹性位移角限值则偏严,从结构适宜刚度的原则出发建议适当放松这项要求,但不宜超过1/350。     

对四层钢筋混凝土模型框架水平变形能力的讨论

对一个四层钢筋混凝土模型框架的水平变形能力进行了分析和讨论。根据振动台试验的工况,利用有限元程序对模型框架进行了动力弹塑性时程分析,验证了该模型框架具有很强的水平变形能力。通过静力弹塑性推覆分析得到了该模型的几个重要的层间位移角指标,其中轻微破坏的层间位移角约为1/260,和规范的弹性位移角限值1/550有一定的距离。结合相关的参考文献的汇总分析,认为将弹塑性位移角限值定为1/50是合理的,但采用1/550的弹性位移角限值则偏严,从结构适宜刚度的原则出发建议适当放松这项要求,但不宜超过1/350。     

广州白云国际机场二号航站楼预应力混凝土柱结构设计

我国的《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)及《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)规定钢筋混凝土框架结构的弹性层间位移角限值为1/550。对于层高较大的框排架结构,如机场航站楼、铁路站房、体育馆等建筑,柱顶铰接,排架结构的位移比框架结构大,层间位移角限值往往成为柱截面的控制因素。这些建筑的围护结构多为金属或玻璃幕墙,能承受较大的变形,如混凝土柱仍按1/550的层间位移角限值设计,柱截面往往偏大。如为满足位移角限值而采用钢柱或钢管混凝土柱,则经济代价较大。在广州白云国际机场二号航站楼工程中,对支撑钢屋盖的混凝土柱施加预应力,当结构的弹性层间位移角限值放宽至1/350时,预应力混凝土柱仍基本处于弹性状态,柱截面尺寸得到优化,建筑效果和经济效益显著。     

水平荷载作用下高层建筑受力与非受力层间位移的计算

分析了层间位移角的内涵和组成,给出了弹性楼板假定下结构层间位移、受力层间位移的计算公式,在此基础上对刚性板、斜柱、嵌固端等各种情况下层间位移、受力层间位移的关系进行了讨论。文中两个工程案例竖向构件沿高层间位移和层间受力位移的变化规律说明,层间位移较大楼层的层间受力位移很小,这为高层建筑位移角限值的合理取值提供理论依据和说明,可供规范修订和设计作为参考。