带BRB的钢筋混凝土加层框架结构减震性能分析

本文对加层后抗侧刚度不足的钢筋混凝土框架结构布置屈曲约束支撑,以满足弹性位移角限值的设计要求。运用ANSYS软件对加层后的整体结构进行两种不同地震波作用下的动力时程分析,确定各楼层的层间位移角,对不满足要求的楼层布置屈曲约束支撑,然后对加支撑后的加层框架结构进行多遇地震和罕遇地震下的抗侧移验算。结果表明,加屈曲约束支撑后,结构的层间位移角满足规范要求,且具有良好的耗能减震性能。     

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。     

地震影响系数的参数探讨与研究

地震作用计算和结构抗震验算是结构抗震设计的重要内容,是结构抗震设计的依据。本文明确了规范采用地震影响系数进行地震作用计算的物理意义;描述了地震影响系数曲线的特点;比对了抗规与高规关于水平地震影响系数最大值及楼层最小地震剪力系数最小值的要求及内在关系;提供了基本周期大于5.0s时,多遇地震下楼层最小地震剪力系数值对应的结构周期;从安全的角度理解控制楼层最小地震剪力系数的目的与必要性;提出楼层最小地震剪力系数值不满足时的调整思路方法;认为结构设计满足最小地震剪力要求是结构后续抗震设计计算的前提,即只有先进行了最小地震剪力的调整,将其控制在适宜的范围内,结构计算的位移,内力,配筋才有意义,为结构设计提供有益参考。     

星海金融商务区超高层结构动力弹塑性分析

星海金融商务区超高层综合体建筑高度为193.30m,共51层,属超B级高度高层结构,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构。采用ABAQUS、Perform-3D软件对主楼结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,并对其抗震性能进行评价,通过3组罕遇地震波可以表明:结构抗侧刚度沿竖向均匀,楼层剪力传递简单合理;最大弹塑性位移角小于规范限值要求;连梁大部分出现了混凝土的受压塑性损伤,很好地起到了耗能作用;结构的损伤满足规范的要求,表现出良好的抗震性能。     

某超高层住宅塔楼结构设计及抗震性能分析

厦门某超高层住宅项目工程建筑存在“扭转不规则”“凹凸不规则”两项不规则。通过不同计算软件对其开展了抗震性能分析。研究表明，多遇地震作用下，结构x向底部计算的总地震剪力偏小，应调整其以上各层的地震剪力以满足最小地震剪力要求，各项计算结果基本满足规范要求；设防烈度地震作用下结构满足性能水准4的抗震性能目标；罕遇地震下弹塑性层间位移角两个方向最不利工况下层间位移角满足规范限值，满足“大震不倒的基本要求”。     

框剪结构的隔震设计探讨

以山西省太原市某中学改扩建项目为例,从楼层剪力比及水平地震影响系数计算,罕遇地震下支座分析、隔震橡胶支座水平位移限值验算等方面,对隔震结构进行了分析,并对隔震设计中的难点进行了探讨,从而提高建筑的抗震性能。     

基于场地特征周期的最小地震剪力系数研究

楼层最小地震剪力系数是建筑抗震设计中的重要控制指标之一。对现行规范规定的最小地震剪力系数限值与场地特征周期无关的不合理性进行了分析,这也是导致Ⅰ、Ⅱ类场地上的长周期结构基底剪力系数难以满足规范限值的主要原因。分析了影响基底剪力系数的因素,发现基底剪力系数受到结构质量和刚度的分布、地震烈度、场地特征周期、结构阻尼比以及设计反应谱形状的影响。提出了基于场地特征周期的最小地震剪力系数限值,在场地条件较好时可放松规范限值,这样使长周期结构的抗震设计更容易满足地震剪力系数的要求,更为经济合理。通过一个算例验证了文中提出的基于场地特征周期的最小地震剪力系数限值的合理性。     

高烈度区剪力墙结构改隔震结构设计分析

针对某工程需求将原设计方案抗震设防烈度由8度提高到9度,原有的剪力墙结构设计方案已不能满足要求,所以提出运用相关的隔震技术,满足新的抗震要求。本文采用结构设计软件PKPM和ETABS进行结构建模以及相关的时程分析,分别对结构隔震前后在8度罕遇地震、9度多遇地震、9度设防地震、9度罕遇地震作用下的楼层剪力、倾覆力矩等地震响应进行对比分析,得到相应的对比结果,并验算层间位移角,薄弱层弹塑性层间位移值、橡胶支座的相关性能等。由分析结果可知:结构进行隔震后,自振周期明显延长,层间剪力、倾覆力矩等地震响应均显著减小并达到规范相应要求,铅芯橡胶支座和天然橡胶支座均表现出良好的隔震消能性能。本文案例为剪力墙结构因提高抗震设防烈度,而需变更结构设计提供了很好的建议及措施。     

新型蜂窝型钢网格盒式双筒结构隔震性能分析

面对地震灾害等难题,新型高层装配式蜂窝型钢网格盒式双筒结构体系可以有效应对.采用反应谱和动力时程分析方法,重点分析了多、罕遇地震作用下新型结构在隔震和非隔震情形时的楼层剪力、楼层位移以及抗风验算等指标,并与普通结构进行对比.研究结果表明:非隔震时,新型结构的楼层剪力和楼层位移比普通结构小;隔震时,铅锌橡胶支座能够吸收地震能量,减小上部结构的地震反应,减小结构楼层剪力的同时增大结构的楼层位移;新型结构和普通结构均能满足规范要求,但新型结构具有更好的应用前景.     

新型钢筋混凝土框架减震体系性能分析

对高烈度区抗侧刚度不足的钢筋混凝土框架结构增加屈曲约束支撑以满足弹性位移角的设计方法研究。结合工程实例,利用底部剪力法确定各楼层的层间位移角,针对不满足要求的楼层加屈曲约束支撑。ANSYS软件模型中梁、柱采用beam4单元,屈曲约束支撑采用link8单元。应用三种不同的地震波对结构在多遇地震和罕遇地震下进行了动力时程分析。结果表明,加屈曲约束支撑后结构的层间位移角满足规范的要求,具有良好的耗能减震性能,并得出相关结论。     

最小地震剪力系数对隔震结构抗震性能的影响

最小地震剪力系数是隔震结构设计的关键控制因素之一。对等效周期为2~6s的单质点隔震体系在远场地震动（FF地震动）、近场含脉冲地震动（NFWP地震动）和近场不含脉冲地震动（NFWNP地震动）作用下的剪力系数分布特点进行分析,并将其与规程中有关最小地震剪力系数的相关规定进行对比,探寻在不同抗震设防烈度下,不能满足最小地震剪力系数的隔震结构的等效周期范围。以位于我国抗震设防烈度8度区的某隔震结构为例,采用三种不同的设计地震剪力取值方法,设计了6种不同的结构模型。通过模型的弹塑性时程分析,比较了地震动的近远场特性对各模型抗震性能的影响,及其在罕遇地震作用下的性能差异。分析结果表明：地震动的近远场特性对隔震结构的楼层设计剪力影响较大;对不满足最小地震剪力系数要求的隔震结构,采用放大设计地震剪力使其承载力满足最小地震剪力系数的方法,能够有效提高其抗震能力;不考虑最小地震剪力系数对结构设计地震剪力的限制,采用结构的实际地震剪力需求进行设计的隔震结构能够满足地震作用下的承载力和层间位移限值要求。     

带屈曲约束支撑框剪结构的减震研究

以位于8度抗震设防地区的某框架剪力墙结构为研究对象,采用屈曲约束制成对其进行减震控制设计,基于ETABS有限元分析软件,在多遇和罕遇地震作用下对该框架剪力墙结构的楼层剪力、层间位移角、(框架内力等动力响应开展了无控和有控条件下的震动控制效果对比分析。结果表明:增设屈曲约束支撑后,该框架剪力墙结构的楼层剪力和层间位移角得到有效控制,并使之满足规范1/800和1/100的限值要求,多遇地震作用下层间位移角的减震效果达到27.18%,且设置屈曲约束支撑部位的框架内力亦有效降低;罕遇地震作用下屈曲约束支撑充分发挥了耗能能力,有效改善了结构的抗震性能,并达到预期抗震设计目标。     

关于建筑抗震设计最小地震剪力系数的讨论

介绍了GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》关于楼层最小地震剪力系数规定的编写背景,及其与其他国家规范的相关规定的区别。论述了结构的最小地震剪力系数（剪重比）与设防烈度、场地特征周期、结构周期、振型、阻尼比等参数的关系。列举了位于不同地区（沿海和内地）、不同高度的超高层建筑设计,说明由于地震作用和风荷载不同,计算的楼层地震剪力系数、层间位移及墙、柱等构件轴压比也会不同。结构对地震作用与风荷载的反应不同,设计应区别对待。只要设计合理,大多数结构的最小地震剪力系数可以满足规范要求。对一幢超高层建筑结构进行全面剖析,综合比较,论证了各类参数之间的关系,证明我国规范关于楼层最小地震剪力系数的规定不但是必要的,也是合理可行的。     

Y形偏心支撑-高强钢框架结构抗震性能试验研究

为研究Y形偏心支撑-高强钢框架结构抗震性能,在已完成的1∶2缩尺3层模型结构振动台试验的基础上,重新设计了耗能梁段,并对该结构再次进行振动台试验。试验中选取El Centro波、Taft波和兰州波作为地震动输入并考虑7度多遇到9度罕遇的地震水准,分析了结构在水平地震作用下的动力特性、加速度响应、位移响应、应变响应、剪力分布等,并与已有试验结果进行了对比。通过ABAQUS建立了有限元分析模型,与试验结果进行对比。结果表明：该结构在多遇地震作用下处于弹性状态,在罕遇地震作用下表现为耗能梁段的局部破坏;耗能梁段破坏后,结构刚度大幅下降,但未发生倒塌;在多遇地震和罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角满足抗震规范层间位移角限值的相关要求;在罕遇地震作用下,耗能梁段进入塑性状态而进行耗能,其他构件仍保持弹性状态;所建立的有限元模型可以有效模拟振动台试验结果。     

某框架-核心筒超高层结构抗震性能研究北大核心

采用Perrorm-3D和NosaCAD对重庆某框架-核心筒超高层结构进行弹塑性时程分析,研究该结构在6度多遇和罕遇地震作用下的抗震性能。分析结果表明:多遇地震作用下,结构构件未出现损坏;罕遇地震作用下,上部楼层梁柱出现损坏,核心筒仅出现受拉裂缝,结构最大层间位移角满足1/100的规范限值要求主要结构构件损坏顺序和损坏分布较为合理且能在一定程度上耗散地震波输入能量,整体结构可以满足"小震不坏,大震不倒"     

北京某高层钢框架建筑消能减震设计

北京某高层钢结构住宅采用框架结构,结构纵横向布置墙板式阻尼器。采用等效支撑模型(PKPM)和弹簧模型(ETABS)对结构在多遇地震作用下的响应进行分析,采用弹簧模型(ETABS)对结构在罕遇地震作用下的结构响应进行分析。分析结果表明:1)等效支撑模型和弹簧模型可以较好地模拟墙板式阻尼器在结构中的作用;2)采用墙板式阻尼器后,结构在多遇地震下和罕遇地震作用下的抗震性能得到提高;3)多遇地震作用下,墙板式阻尼器为结构提供抗侧刚度,使结构的层间位移角满足规范要求,满足"小震不坏"的设计目标;4)罕遇地震作用下,结构的层间位移角满足规范要求,部分框架梁产生塑性铰,而框架柱始终保持弹性,能够达到"大震不倒"的设计目标;4)墙板式阻尼器在罕遇地震作用下屈服耗能,可为结构提供附加阻尼比。     

某轨道交通上部续建结构减隔震技术的应用

针对某轨道交通续建结构设防烈度从6度提高到7度,现有结构和原设计续建结构已不能满足新规范要求,提出了相应的减隔震措施。采用有限元软件MIDAS Gen进行建模及非线性时程分析,对比了结构加减隔震装置前后在多遇、设防、罕遇地震作用下的层间位移角、楼层剪力等地震响应结果。计算分析了减隔震模型的附加阻尼比、结构整体塑性铰开展情况及铅芯隔震支座与黏滞阻尼器的滞回曲线。结果表明:应用减隔震措施后,结构的周期延长、地震下附加阻尼比增大,层间位移角、楼层剪力等地震响应显著减小并能够满足新规范要求。从结构整体塑性铰开展情况可得:在设防地震下结构刚进入屈服状态,在罕遇地震下结构处于屈服状态且远小于倒塌。由滞回曲线可以看出,铅芯隔震支座与黏滞阻尼器表现出良好的耗能能力,布置合理。为减隔震措施在解决轨道交通续建结构设防烈度提高的问题上提供了成功的工程案例,为续建结构的减隔震提供一定的借鉴参考。     

超高层结构地震剪力系数限值研究

基于目前抗震设计规范中地震剪力系数限值的要求,针对目前国内高度较高(500m以上)的超高层建筑设计实际,介绍了地震剪力系数一般较难满足规范要求的情况,分析了超高层结构地震剪力系数的影响因素,指出结构周期、场地土特征周期是相对较为显著的影响因素,超高层结构阻尼比因变化幅度较小一般对地震剪力系数影响较小。分析了设计中提高地震剪力系数的方法。提出了地震剪力系数限值的一些建议,包括地震剪力系数限值与场地土类型相关、减小高度超高结构地震剪力系数限值等。     

安装防屈曲耗能支撑的轻钢加层结构抗震性能分析

结合实际工程,首先利用SAP2000软件对下部四层钢筋混凝土结构上部三层钢结构的整体框架结构进行振型分解反应谱法分析,得到轻钢加层后的整体结构出现刚度突变和部分楼层弹性层间位移角不满足规范限值要求;然后提出了两种设置防屈曲耗能支撑的方案,用振型分解反应谱法分析两种方案都能满足要求;最后对这两种方案的整体结构进行罕遇地震作用下的时程分析,发现只有一种方案是合理的,体现了防屈曲耗能支撑位置布置的重要性。     

徐州金鹰二期扩建工程弹塑性时程分析

徐州金鹰二期扩建工程属于B级高度的多塔高位连接复杂高层建筑,对该工程进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析,分析内容包括结构在罕遇地震作用下的楼层位移、层间位移角及楼层剪力,同时对结构的核心筒剪力墙、斜柱、部分楼板及顶部钢结构连廊的塑性损伤做出评价。分析结果表明:该结构在罕遇地震下的层间位移角满足规范要求,其关键构件的塑性损伤在可接受的范围内,结构整体安全,抗震性能满足"大震不倒"的设防目标。