地震波扭转加速度的计算及其在框架结构中的应用

介绍了通过地震波的平动加速度分量获得地震波扭转加速度分量的原理,给出了应用Matlab软件开发出的计算程序,并应用该程序获得了EI Centro波及唐山地震宁河地震波扭转分量,将其与平动分量进行比较,给出它们之间的差别与联系.建立了框架结构空间有限元弹塑性分析模型,并对框架结构输入平动与扭转地震波分量,进行了弹塑性时程反应分析.结果表明,扭转地震动分量对框架结构的影响较大,设计时应充分加以考虑.     

地震波扭转加速度的计算及其在框架结构中的应用

介绍了通过地震波的平动加速度分量获得地震波扭转加速度分量的原理,给出了应用Matlab软件开发出的计算程序,并应用该程序获得了EI Centro波及唐山地震宁河地震波扭转分量,将其与平动分量进行比较,给出它们之间的差别与联系．建立了框架结构空间有限元弹塑性分析模型,并对框架结构输入平动与扭转地震波分量,进行了弹塑性时程反应分析．结果表明,扭转地震动分量对框架结构的影响较大,设计时应充分加以考虑．     

异形与矩形截面框架柱抗震性能分析

为研究平面不规则异形柱框架结构的抗震性能,本文以实际工程为背景,按照等刚度原则建立异形柱框架与矩形柱框架结构计算模型。运用PKPM有限元程序对计算模型进行弹性及弹塑性静力计算分析,从而计算出两种结构的弹性位移、扭转系数及结构的抗倒塌性能等结构抗震性能指标。结果表明,L型平面不规则异形柱框架结构在7度（0.15g）抗震烈度 、 及高度超限的情况下仍然具有较好的抗震性能,且优于等刚度矩形柱框架结构。     

不规则钢筋混凝土异形柱框架结构的抗震性能

按现行规范及技术规程设计了设防烈度为8度的一个不规则的钢筋混凝土异形柱框架结构,并进行了双向水平地震作用下的空间三维非线性地震反应分析,考查了异形柱框架结构在罕遇地震水准下的整体抗震性能,对结构能否达到抗震设防目标进行了初步评价。结果表明,8度区按规范设计的结构在罕遇烈度地震作用下基本能够达到预期的抗震设防目标。     

楼板对钢筋砼异形柱框架破坏机制的影响分析

采用基于柔度法的纤维模型梁柱单元,对按现行混凝土异形柱结构技术规程设计的异形柱框架结构,分别按考虑和忽略现浇楼板及其钢筋对梁抗弯能力的增强作用2种情况,分别进行了单向水平罕遇地震输入下的空间结构弹塑性动力分析。对比分析结果表明,现浇楼板及其钢筋将提高框架梁的抗弯能力,从而改变罕遇地震作用下混凝土异形柱结构的破坏模式,对于高烈度区混凝土异形柱结构影响尤为明显,因此该类结构在抗震设计中必须考虑现浇楼板及其钢筋的影响。     

基础隔震异形柱框架结构的参数优化

根据叠层橡胶支座和异形柱框架结构体系的非线性特性及相互间的影响,建立三维非线性有限元分析模型。通过改变叠层橡胶支座的阻尼比和刚度,利用SAP2000有限元软件对模型进行不同地震波作用下动力时程分析。结果表明:控制异形柱框架结构的地震反应,可通过优选隔震层动力参数来实现;异形柱框架结构隔震系统阻尼比最优取值范围为0.22~0.27,刚度应在满足允许位移条件下适当降低取值。     

非对称连体结构在多维地震作用下的分析

为研究非对称连体结构在多维地震作用下的反应,利用有限元软件建立非对称连体结构的分析模型,考虑地震竖向扭转分量的影响,分析非对称连体结构在汶川地震波和El-Centro地震波3种工况下(单向、双向、双向加扭转)的地震反应,得到非对称连体结构的层间位移角曲线、扭转角曲线、轴力图、剪力图和扭矩图.结果表明:在相同地震波作用下,非对称连体结构的层间位移角、扭转角、轴力、剪力及扭矩在多维地震作用下明显大于单向地震作用下.地震的竖向扭转分量对非对称连体结构的扭转角和扭矩影响较大.在不同地震波作用下,非对称连体结构的层间位移角、扭转角、轴力、剪力及扭矩在El地震作用下要明显大于汶川地震作用下.所以对非对称连体结构进行多维、多组地震作用下的分析很有必要.     

底部宽肢异形柱框架结构弹塑性分析

对底部宽肢异形柱框架结构与纯异形柱框架结构进行弹塑性时程分析,并对比两种结构的分析结果。探讨２层采用带暗柱的异形柱对底部宽肢异形柱框架结构抗震性能的影响。分析结果表明,底部宽肢异形柱框架结构抗震性能优于纯异形柱框架结构,能有效地克服纯异形柱框架结构底层薄弱现象。２层设置暗柱后,使得各层刚度分布更加合理,且可以有效地避免底部宽肢异形柱框架结构薄弱层上移的不利现象。     

行波效应和地下结构对地表结构抗震设计的影响

本文以上海典型的双层地铁站上方的框架结构为例,讨论了行波效应和地下结构对地表建筑物抗震设计的影响.首先计算得到重力荷载作用下梁柱的内力值,然后考虑水平地震和竖向地震共同作用的情况,将不同地震波分量作用下梁柱的地震反应和静力反应进行组合,得到框架梁柱的抗震设计值.通过比较不同地震波输入模式下梁柱抗震设计值的差异,分析了行波效应对结构抗震设计的影响;通过比较无地下结构和有地下结构时梁柱抗震设计值的差异,分析了地下结构对结构抗震设计的影响.研究结果表明:行波效应和地下结构对该框架结构柱的影响可以不用考虑,但是对部分框架梁的抗震设计值有所增加,特别是对部分梁中轴力的增大效应较大,所以在地表建筑物的抗震设计中考虑行波效应和地下结构的影响是有必要的.     

屈曲约束支撑的异形柱混凝土框架地震损伤研究

地震作用下会导致结构损伤,该损伤会随着荷载循环次数的增加而不断积累,当结构的损伤积累到一定程度时,将会导致结构无法承受荷载而发生整体或局部破坏。为了提高高烈度地区钢筋混凝土异形柱框架结构的抗震性能,探索屈曲约束支撑(BRB)对异形柱框架结构(SSCF)的影响。对于云南某一8度抗震设防异形柱框架结构,按1∶3缩尺成一榀两跨三层的屈曲约束支撑异形柱框架(BRB-SSCF)及普通异形柱框架(SSCF)试验模型,并进行低周反复试验。结果表明:异形柱框架(SSCF)的屈服荷载、极限承载力大幅度提高,初始刚度和耗能能力也有大幅提高,框架滞回曲线更饱满,且节点区域的裂缝发展得到了有效控制。屈曲约束支撑(BRB)显著提升了异形柱框架结构(SSCF)的承载能力、变形能力、耗能能力等抗震性能。本论文成果为高度设防地区异形柱框架结构的应用、推广提供了试验依据。     

型钢混凝土异形柱框架角节点的承载力及其有限元分析

为了研究型钢混凝土异形柱框架角节点的抗震性能,进行了四个模型试件的低周反复荷载试验.结果表明,型钢混凝土异形柱框架角节点的滞回曲线饱满,抗震性能良好.在试验研究的基础上,通过有限元软件ABAQUS对试件进行了模拟分析,并与试验结果进行对比.二者符合较好.进而对承载力的影响因素进行了分析.结果表明:在一定范围内,轴向压力能提高试件的抗剪承载力;随着配钢率的增大,试件的抗剪承载力逐渐增大,在轴压比较小时,抗剪承载力增幅较大,当轴压比较大时,抗剪承载力增幅较小;水平荷载合力作用点的位置对试件的抗剪承载力影响较小.     

分散式配筋梁异形柱框架节点抗震性能试验

为解决异形梁柱框架节点配筋拥挤的问题,提出将梁中部分钢筋分散到翼缘中,并对分散式配筋梁异形柱(L,T和+形)框架顶层节点在低周反复荷载下的抗震性能进行了试验研究.通过6个试件的试验,比较了分散配筋与异形柱框架顶层节点的差异,研究节点核心区的开裂荷载、屈服荷载、极限承载能力、破坏形态和滞回特性等力学性能,以及按不同比例分散梁上部钢筋对节点抗震性能的影响.试验研究表明,T形、十字形截面柱节点,适当的分散比例不会给框架节点的受力性能和抗震性能带来不利影响.但L形截面柱节点分散配筋将加剧累积损伤,刚度退化较为严重.同时理论分析表明分散钢筋在板中的分布范围应予以严格控制,以防止发生锚固破坏.     

三种异形柱框架结构抗震性能对比分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立了等肢异型柱、不等肢异型柱和底层加支撑的等肢异型柱三种不同异形柱框架结构的空间分析模型,对模型输入天津波,采用时程分析法对比分析了三种异形柱框架结构在水平地震作用下的受力和变形特性。计算结果分析表明：加大异型柱肢长可以提高结构抗震性能但作用不十分明显,而加支撑使结构抗震性能明显改善。     

异形柱结构在工程中的应用与分析

对在同一平面内即布置矩形柱又布置异形柱的结构做了时程分析,又对底层采用矩形柱的异形柱结构进行了抗震分析,结果表明改进后的异形柱结构变形更小,各层刚度分布更为均匀,有利于抗震。     

翼缘框架柱框架结构的动力特性

对具有不同截面长度翼缘构件的翼缘框架柱框架结构进行了弹性动力特性分析,给出了该类构件按框架柱设计和按剪力墙设计的区分原则,并以工程实例及其结构振动台试验对翼缘框架柱框架结构体系的安全性能进行了验证。结果表明：等效截面长宽比为3～6的异形截面竖向构件在以梁、柱等杆件单元为主体的框架结构中按框架柱设计是可行的,翼缘框架柱框架结构体系具有足够的安全性能,可以在抗震设防区的多、高层建筑中应用。     

不同肢长异型柱框架结构弹塑性时程分析

为提高异型柱框架结构的抗震性能，笔者利用DRAIN-2DX程序，对长肢、底层长肢异型柱框架以及普通异型柱框架分别进行了弹塑性时程地震反应计算，较系统地分析了肢长的变化对结构整体地震反应的影响，为合理确定长肢异型柱的设计参数提供了数值分析依据．得出增大薄弱层异型柱肢长能够显著提高异型柱框架结构的抗震性能的结论．底层长肢异型柱框架能有效地克服了普通异型柱框架底层的薄弱现象；各层层间位移分布更为均匀，有利于抗震；对控制各层位移比普通异型柱框架更为有效．     

框支短肢剪力墙-异形柱结构罕遇地震作用下非线性地震反应分析

对某框支短肢剪力墙-异形柱框架结构进行了非线性时程分析,介绍了弹塑性地震反应分析中采用的空间整体动力模型、纤维梁元模型、墙元模型及动力微分方程的积分方法。通过分析得到该结构层间位移角包络图和塑性铰分布情况等反映结构性能的指标,分析结果表明:该结构在设防烈度为6度的地区是可行的。     

T形柱框架节点受剪承载力的非线性有限元分析

异形柱结构体系在国内已使用多年,但有关异形柱框架节点的破坏形态、受剪承载力的研究还很不充分.虽然《混凝土异形柱结构技术规程》(征求意见稿)建立了节点的受剪承载力公式,但该式并未考虑到异形柱与矩形柱框架节点相比较而言的某些特殊性.利用ANSYS对T形柱节点进行了低周反复荷载作用下的非线性有限元分析,指出了该节点核心区混凝土受力机理不符合斜压杆原理,提出了由于柱翼缘板的存在,使得节点核心区的裂缝分布形态不同于矩形柱框架节点,讨论了轴压比与受剪承载力的关系,柱翼缘板宽度和梁柱抗弯刚度比对节点破坏形态的影响.     

多腔钢管混凝土分叉柱力学性能有限元分析

为研究异形截面多腔钢管混凝土分叉柱的力学性能及设计方法,以北京某超高层建筑异形截面多腔钢管混凝土巨型分叉柱为原型,在已进行的低周反复荷载试验基础上,对异形截面多腔钢管混凝土分叉柱抗震性能进行有限元分析,研究了不同构造措施、不同钢材及混凝土强度等级等参数对钢管混凝土分叉柱抗震性能的影响.结果表明:基于本文提出的有限元建模方法,所得有限元分析结果与试验结果吻合较好;适当增加腔体数,设置肋板、角钢和钢管能够有效提高异形截面钢管混凝土分叉柱抗震性能;在等用钢量下,增加腔体数量比增加钢板厚度能更有效地提高分叉柱抗震性能;不同材料强度对异形截面钢管混凝土分叉柱抗震性能有较大影响,在进行其抗震设计时,宜选用强度等级匹配的钢材与混凝土.     

预制装配式分体柱框架抗震性能研究

已有研究表明分体柱具有较好的延性,能运用于地震多发的房屋结构中。为方便施工,提出预制装配式分体柱框架结构的设想,通过有限元数值模拟,对整体柱框架结构和分体柱框架结构的抗震性能进行对比分析。结果表明：地震作用下装配式分体柱框架结构加速度响应较现浇整体柱框架更易趋于稳定;与整体柱框架相比,装配式分体柱框架位移响应较大;装配式分体柱框架结构的基底剪力均小于整体柱框架结构的;现浇整体柱框架结构的混凝土节点损伤区域与分体柱框架结构相比较大,证明钢套筒对框架结构节点起到保护作用;装配式分体柱框架结构更适用于硬质场地。整体表明装配式分体柱框架结构的延性更强、耗能性能更好,且更加稳定。