高烈度区框架结构柔性连接楼梯间减震分析

现行结构设计中楼梯间通常不参与结构整体计算,大震作用下不仅影响结构刚度,楼梯间构件也会受到不同程度的破坏。柔性连接楼梯间释放了梯段的斜撑作用,可使梯板免于破坏。本文楼梯间采用减震支座连接,支座采用非线性连接单元模拟,滞回模型采用Bouc-Wen模型,对比分析了罕遇地震激励下刚性连接、滑移和减震连接楼梯间的地震响应及薄弱部位,并通过改变拉梁与梯柱的截面,分析了楼梯间的破坏模式。基于刚度比的计算结果表明:大震作用下柔性连接楼梯间不易破坏,减震连接楼梯间的破坏模式和梯柱与拉梁的刚度比相关。     

多遇地震作用下板式楼梯与框架共同工作性能研究

针对目前地震作用下板式楼梯框架地震反应研究不足的现状,本文建立了不含楼梯和含两个板式楼梯的两个5层钢筋混凝土框架模型,并进行了多遇地震作用下的弹性时程分析,讨论了板式楼梯与框架共同工作时对框架梁柱内力的影响以及楼梯各构件的地震反应,结果表明,直接与楼梯构件连接的框架梁柱的内力受到较大影响,楼梯梁、梯柱以及梯板的内力绝对值相比静力计算的值有明显增大,梯板存在较大拉压力。     

楼梯间结构改进措施探讨

针对地震中楼梯间破坏严重这一问题,提出了将楼梯梯板下端由固接改为滑动支座和休息平台改为悬挑这两种举措。利用midas/gen进行建模分析,通过比较采用不同措施下楼梯间各个构件的内力,得出这两种措施在减弱地震对楼梯间各个构件受力的效果明显。     

考虑楼梯影响的框架结构地震响应分析

汶川地震震害表明,楼梯间是结构的易损部位,新版抗震规范中强调了楼梯对于结构的重要性。为了分析楼梯对框架结构抗震性能的影响,应用SAP2000软件通过对比有无楼梯参与整体结构计算分析,得到了楼梯对整体结构自振特性、结构整体反应、多遇地震下梯板及其周边构件受力的影响以及罕遇地震下结构塑性铰的分布。结果表明,楼梯的存在改变了结构振型的出现顺序,使结构的扭转效应增强;楼梯间周围构件有楼梯参与计算后受力变化较大;地震作用下,梯板承受较大的轴力和剪力,应该按照拉(压)弯构件进行设计;罕遇地震下,有楼梯模型结构的塑性铰数量要明显多于无楼梯模型。因此,对于框架结构的设计有必要考虑楼梯的影响。     

浅议框架结构中的板式楼梯设计

各地震灾害表明,设计中未考虑楼梯刚度效应影响,可能使地震中楼梯梯板、梯梁、梯柱以及框架柱发生不同程度的损毁,理论分析也表明楼梯间的刚度将使得构件发生内力重分布,同时改变其结构动力特征。该文以震害分析研究为基础,说明了楼梯进行抗震设计的必要性,同时阐述了现有的两种楼梯抗震设计的基本思路。     

现浇板式楼梯斜撑作用释放的Pushover分析

为了研究框架结构现浇板式楼梯采用滑动支座措施释放斜撑作用后对结构抗震性能的影响,本文应用有限元软件建立6层框架结构模型,通过对＂不带楼梯模型＂、＂带楼梯模型＂、＂带采用滑动支座楼梯模型＂进行静力推覆（Pushover）分析,对比了罕遇地震作用下三种结构的地震效应,并研究＂带采用滑动支座楼梯模型＂的屈服机制。研究表明：采用滑动支座措施释放斜撑作用,避免楼梯成为第一道防线,可以减少结构顺梯段板方向的抗侧刚度,减少地震作用力效应,减少配筋;但可能造成结构变柔,层间位移过大;罕遇地震下,梯柱下端,以及与框架柱相连的平台梁端都易出现塑性铰,导致楼梯整体稳定性得不到保证,为此提出增强楼梯间整体稳定性的构造措施。     

RC框架结构防震楼梯间抗震性能试验研究

为了研究层间平台板处设置滑动支座的四梯柱RC框架结构楼梯间的抗震性能,设计了1/3缩尺模型并进行拟静力试验,分析了其裂缝开展、破坏机制、滞回曲线以及耗能能力等。试验结果表明:楼梯一端与框架分离避免了楼梯的"K"形支撑作用,提高了结构延性;在结构破坏方面,层间平台板发生约25mm幅度的掀起现象,但并未开裂,梯柱、梯板基本无破坏,试件表现出了良好的抗震安全性;破坏时框架柱柱底与梯柱柱底钢筋应变幅值分别为2382με和-139με,数值上相差达16倍,框架是试件耗能的主体,楼梯构件没有参与结构整体受力,试件屈服机制较为理想。     

梯段板构造及梯柱形式对框架结构及楼梯构件抗震性能的影响

为考察梯段板不同构造及不同梯柱形式对框架结构抗震性能的影响,利用SAP 2000软件建立7个钢筋混凝土框架结构模型,进行模态分析、反应谱分析及静力推覆分析。结果表明:不同梯柱形式对主体结构刚度及内力分布影响较大,对楼梯构件与主体结构整浇的框架结构,应考虑这种影响;对于整浇楼梯,考虑地震作用的影响时,应尽量采用4梯柱支承形式,将楼梯构件与框架柱分离,减小楼梯构件与整体结构的相互影响;若采用3梯柱支承形式,可在梯段板下端设置滑动支座或隔震防倒塌支座,减小梯段板的斜撑效应,使楼梯构件不坏或晚于整体结构破坏,保证楼梯间的安全岛功能。     

混凝土框架楼梯设置滑动支座的结构模型振动台试验研究

我国现行建筑抗震设计规范及标准设计图集对现浇钢筋混凝土板式楼梯提出了增设滑动支座的构造措施,为检验其有效性,以设置聚四氟乙烯板构成的滑动支座的混凝土框架楼梯间结构单元为对象,对缩尺比例为1∶3的模型结构进行了振动台试验,通过输入不同的地震波,考察其遭遇不同烈度水准地震作用下的抗震性能。试验结果表明：梯段板下端设置滑动支座的楼梯间结构单元具有良好的抗震性能,破坏主要集中在楼梯间的框架梁柱中,在强震作用下,楼梯构件（包括梯段板、平台板、梯梁和梯柱）本身未发生先于框架梁柱的破坏;聚四氟乙烯板构成的滑动支座作用很有效,梯段板下端沿输入动方向发生了期望的水平滑动位移;同时,此处也伴随出现值得注意的竖向翘起和落下的现象。     

楼梯对框架结构性能影响分析

为了分析楼梯对结构的影响,用SAP2000通过对比有无楼梯参与整体结构计算分析,得到了楼梯对整体结构动力特性和梯板及其周边构件的影响。计算分析表明,对于框架结构的计算分析要考虑楼梯对整体的影响。通过振型刚度解耦,可以得到楼梯对整体结构各阶振型刚度的贡献。楼梯的存在改变了的结构振型出现的次序,进而改变了结构薄弱方向。楼梯板在地震作用下,处于拉弯或压弯状态,设计中要按拉弯或压弯进行配筋。楼梯对楼梯间角柱受力影响非常显著,导致楼梯间柱的轴力增大为不考虑楼梯整体分析时的5倍左右。     

自复位钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

为研究自复位钢筋混凝土框架结构的整体抗震性能,设计了一个比例为1/2的两层自复位钢筋混凝土框架结构,通过放松结构与基础间的约束和梁柱间的约束,结构在地震作用下发生摇摆,通过预应力使结构复位,实现自复位效果。通过振动台试验,研究了试验中模型结构在各级水准地震作用下的动力特性、加速度反应、位移反应和节点局部反应,描述了模型结构的破坏位置及过程,分析了模型结构的自复位能力。试验研究表明：自复位钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能和自复位能力;结构在大震作用下有较好的延性和变形能力,震后基本无残余变形。     

混凝土框架结构抗震分析的塑性损伤模型

地震作用下,结构会遭受损伤.为了对结构进行损伤评估,本文基于经典塑性模型与连续损伤模型,根据广义应力空间塑性力学确定塑性变形的演化法则,建立了一种塑性损伤模型,用来进行混凝土框架结构的抗震分析,将塑性损伤的本构关系运用于在两端具有塑性铰的梁模型,模拟框架结构的梁柱.同时该模型的损伤指数可以确定结构各单元和整体的地震时性...     

型钢混凝土异形柱空间框架地震响应试验研究

为研究型钢混凝土异形柱空间框架的地震响应,首次对缩尺比为1/4的三榀两跨五层框架模型进行地震模拟振动台试验,输入El Centro波、Taft波和兰州波,分析模型的动力特性、应变响应、加速度响应、位移响应、基底剪力和滞回性能。结果表明：强震作用下,型钢混凝土异形柱框架形成典型的梁铰破坏机制,满足“强柱弱梁”的抗震设计要求|随着输入地震波加速度峰值的增大,结构累积损伤逐渐增加,自振频率逐渐降低,阻尼比增大,加速度和位移响应峰值出现时刻向后推迟;结构在进入塑性阶段的过程中发生扭转变形|基底剪力呈现出先快后慢的增长趋势|滞回曲线饱满,表现出良好的耗能能力。型钢混凝土异形柱框架能够满足强柱弱梁和大震不倒的抗震设防要求。     

楼梯参与结构整体工作的计算分析

本文给出楼梯参与结构整体计算的方法,分析了梯板、梯柱和梯梁在抗震结构中的作用,比较了楼梯布置在不同位置对结构的不同影响。计算结果表明在框架结构中楼梯及其周边构件将承担更多地震力,是结构设计应加强的部位,因此整体分析应考虑楼梯构件的刚度。在剪力墙结构中,若梯板两端分别支撑在两片墙肢上,则楼梯对剪力墙的影响不可忽视。本文通过某实际工程计算结果比较,说明楼梯构件参与结构整体工作的必要性,可供结构设计人员参考。     

后置翼墙加固框架柱抗震变形能力研究

为考察后置翼墙加固混凝土框架柱的抗震性能,结合已有研究中试验轴压比为0.31、0.36、0.40,原柱纵筋配筋率为0.82%~1.23%的18个后置翼墙加固试件的低周反复荷载试验,采用ABAQUS软件进行了675个后置翼墙加固试件在水平反复荷载下的有限元模拟。试验和有限元分析结果表明：由于后置翼墙作为原柱的耗能及加固部件有效保护了原柱,后置翼墙加固试件中原柱损伤相对较轻;后置翼墙一字形加固柱的损伤主要发生在两片后置翼墙端部区域,T形及L形加固柱原柱损伤主要发生在未后置翼墙一侧,且损伤区域较小;建立了翼墙加固柱极限层间位移角关于原柱轴压比、剪跨比、翼墙钢筋配筋率等关键参数的计算式。     

汶川地震中钢筋混凝土框架结构的震害

5.12汶川地震后,同济大学6位教授赴四川广元市青川县进行房屋应急评估,在评估中发现,钢筋混凝土框架结构在此次地震中抗震性能表现良好.本文主要简单介绍青川几栋比较有代表性的钢筋混凝土框架结构的震害,通过震害表明:按现行"建筑抗震设计规范"设计的钢筋混凝土框架建筑具有较好的抗震性能,建议中小学校的建筑应尽量采用钢筋混凝土框架结构.且应严格按国家颁布的抗震规范设计.     

钢筋混凝土分体柱框架抗震性能的模型试验研究

本文通过一榀1/3比例的两跨三层现浇钢筋混凝土分体柱框架模型的低周反复荷载试验,研究了分体柱框架模型的破坏机制、出铰顺序、滞回特性、耗能能力等抗震性能;研究了分体柱框架的裂缝发展、分体柱与其他构件的变形协调、内力重分配等工作过程;探讨了分体柱的过渡区、配箍率等主要参数对分体柱框架抗震性能的影响。验证了已有的分体柱及分体柱框架梁柱节点的设计方法和构造要求;研究了分体柱框架强柱弱梁、强剪弱弯以及强节点、强锚固的关系;给出了分体柱轴压比、剪跨比等概念参数的定义。从而得出结论,采用分体柱可以实现变短柱为长柱的设计思想,有效地改善钢筋混凝土短柱、特别是超短柱框架的延性和破坏形态,大幅度地提高钢筋混凝土短柱、特别是超短柱框架的抗震能力,最后给出了相关的设计建议。     

楼梯井改造成电梯井的结构做法及工程实例

介绍建筑物改造中将楼梯井改造成电梯井的两种方法。若原结构是钢筋混凝土框架(框剪)结构,电梯井一般采用钢筋混凝土框架结构,为增大电梯井的有效面积,框架结构柱可采用异型柱。若原结构是砌体结构,电梯井宜采用钢框架结构,梁柱采用H型钢,利用钢框架层间作固定电梯导轨支架的钢梁及电梯门洞顶的钢梁加强钢框架的整体刚度;原建筑层高较高或总高较高时,钢框架应设支撑。介绍了既有结构与电梯井结构的连接设计。同时介绍一种柱托换方法———复式托架拆柱方法。     

侧向循环荷载下钢管混凝土柱的性能

给出准静态荷载作用下钢管混凝土柱累积损伤性能研究的试验结果。研究参数有:钢管的径厚比、2种类型的填充物(素混凝土和钢纤维混凝土)。试验第1阶段采用一系列基准试验来确定变幅循环荷载作用下钢管柱的滞后性能,试验第2阶段主要研究恒幅循环荷载作用下荷载大小和循环次数对钢管柱累积损伤的影响,并对试验结果进行了总结。研究表明,钢纤维混凝土填充的钢管混凝土柱与素混凝土填充的钢管混凝土柱相比,其延性和能量吸收能力显著增加,损伤指数降低。给出预测填充柱累积损伤指数的简单公式,该指数可以对新的和已有的填充柱进行地震安全评估。     

Behaviour of concrete-filled steel columns subjected to lateral cyclic loading

This paper reports the findings of an experimental study that was undertaken to investigate the cumulative damage of in-filled steel columns subjected to quasi-static loading. The parameters studied are, the diameter-to-thickness ratio of the steel tube and two types of in-fills namely Plain cement concrete and Steel fiber reinforced concrete. This paper summarizes the results of phase I testing that consisted of benchmark tests to establish the hysteresis behaviour under variable amplitude cyclic loading and phase II testing that consisted of constant amplitude cyclic loading that focused on the effects of amplitude and number of cycles on damage accumulation of in-filled columns. Findings of these studies highlight the significant increase in ductility and energy absorption capacity and decrease in the damage index of Steel fiber reinforced concrete-filled steel columns compared to plain cement concrete-filled columns. A simplified equation for cumulative damage has been proposed to predict the damage index of in-filled columns. This index can be used as a measure for predicting the safety of new and existing in-filled columns against earthquake.