钢筋混凝土剪力墙拉剪承载力分析

完成了3组截面纵筋率分别为1.7%、2.5%和3%,剪跨比为1.5的13片钢筋混凝土剪力墙拉剪性能试验。试验结果表明,剪力墙的抗剪承载力随轴拉力的增加而减小,随截面纵筋率的提高而提高。在拉力和剪力共同作用下,因轴拉力的大小不同,剪力墙出现剪压破坏和滑移破坏两种破坏模式。根据试验结果绘制了破坏模式的分界线并推导了临界点计算公式,公式表明轴拉力越高、纵筋率越低的试件越容易发生滑移破坏。基于理论分析和以往的经验公式,在剪压破坏模式的抗剪承载力公式中增加了暗柱纵筋项。根据试验数据得出,剪压破坏模式下,抗剪承载力公式中的轴拉力和暗柱纵筋的影响系数分别为?0.2和0.04;滑移破坏模式下,轴拉力和截面纵筋影响系数分别为?0.6和0.6。     

风震联合作用下高层建筑主体结构和玻璃幕墙的性能研究

为研究风、地震单独及联合作用下,主体结构和玻璃幕墙的性能变化和相互影响,基于高烈度区98 m高框筒结构,依据规范要求增设玻璃幕墙形成总体有限元分析模型,选取3组三向地震动记录,并通过比例为1∶440的缩尺模型风洞试验获得不同重现期的风压时程数据,采用动力弹塑性分析方法,研究风、地震单独与联合作用下主体结构和玻璃幕墙的受力变化。结果表明:主体结构对玻璃幕墙的受力影响大于玻璃幕墙对主体结构的,在风、地震单独及联合作用下,主体结构的层间变形大于玻璃幕墙自身变形。在设防大震和超烈度大震作用下,主体结构的响应和玻璃幕墙的损毁范围随荷载增大而增大,结构变形增长大于结构基底剪力;玻璃幕墙在风荷载作用下未坏,主体结构完好,结构基底剪力、顶部楼层位移和楼层层间位移角呈线性增长;与单独大震作用相比,在1.1倍100年重现期风压和大震联合作用时,结构出现扭转现象,楼层层间位移角之比由1.0增至1.3,主体结构和玻璃幕墙的非线性响应大于风震单独作用的叠加,其中结构顶点位移和最大层间位移角为单独作用时求和值的121%、106%。在大震及风震联合作用下,玻璃幕墙容易发生破坏的位置为平行地震作用主向的侧面。     

苏州某大型复杂商业连体结构设计

苏州某大型商业综合体项目位于7度抗震设防烈度区,为体型重叠建筑。通过5道防震缝将建筑整体划分为购物中心A区、购物中心B区、停车楼、商业街A区、商业街B区五个独立结构单元。购物中心A区为复杂连体高层建筑,1～5层采用框架-剪力墙结构,两个单体在3～5层中区由钢桁架相连,顶部(6层)钢桁架结构与两个单体通过成品球铰支座连接,形成强连体结构。充分考虑了周期比、位移比双指标平衡后对购物中心A区剪力墙布置进行了优化;屋顶钢桁架结构支座采用变刚度设计,局部设置滑动支座解决恒载下杆件应力比较高的问题。通过性能化设计,该复杂结构连体部位可以满足中震弹性、大震不屈服的性能目标要求。性能化设计及专项分析表明,影院钢结构具有良好的抗震性能、楼盖舒适度及防倒塌性能。     

墙体受拉对框架-核心筒结构抗震性能的影响

以一个8度区、98m高的框架-核心筒结构为例,通过静力非线性分析和动力弹塑性时程分析,研究在水平荷载作用下墙体出现受拉情况后,结构抗震性能的变化和破坏模式的发展。结果表明,墙体受拉后,抗侧刚度快速下降,内力发生重分布,受拉、受压墙肢承担的内力差异增大;受压侧墙肢承担了主要内力,结构最终因首层受压侧墙肢压弯承载力不足、无法继续抵抗外力而破坏。     

钢筋混凝土剪力墙拉压变轴力低周往复受剪试验研究

完成了截面纵筋率为3%,剪跨比为1.5的2片钢筋混凝土剪力墙拉压变轴力低周往复受剪试验。当剪力墙反复处于拉剪、压剪受力状态时,剪力墙在拉剪阶段屈服,在压剪阶段发生脆性受压破坏。当承受的拉力较小时剪力墙为大偏心受拉,斜裂缝处竖向和水平分布筋屈服;当承受的拉力较大时剪力墙为小偏心受拉,水平通缝处截面纵筋屈服。剪力墙受压时刚度大,端部纵筋受拉后再受压容易屈曲,因此其抗压剪承载力先于抗拉剪承载力达到峰值,抗压剪承载力因混凝土的受压脆性经过峰值点后迅速下降。与拉剪受力相比,剪力墙在压剪受力时的承载力高、变形小。剪力墙的抗拉剪、抗压剪承载力和抗压剪变形能力随目标轴力幅度的提高而下降。与定轴力受剪试验结果相比,剪力墙在拉压变轴力受剪时的抗拉剪承载力降低,抗压剪承载力未有显著变化。轴拉力不仅会降低剪力墙的抗剪承载力,还会加大剪力墙受拉、受压时抗剪承载力的差异,因此应控制底部剪力墙受拉,并控制墙体受拉水平。     

钢板组合剪力墙在广州东塔伸臂桁架区中的应用与分析

为了提高结构抗震性能,常在结构底部、加强层等关键受力部位或者立面收进等薄弱部位设置钢板组合剪力墙。广州东塔工程在核心筒与伸臂桁架连接的部位,剪力墙内设置了钢板,采用ABAQUS软件对其进行动力弹塑性分析,研究在罕遇地震作用下的结构变形特征、伸臂桁架内力、剪力墙塑性损伤等非线性动力响应。结果表明,与普通钢筋混凝土剪力墙相比,在与伸臂桁架连接的核心筒部位采用钢板组合剪力墙,能够有效控制结构变形和减轻因刚度突变而造成的损伤,改善结构的抗震性能。     

北京市轨道交通指挥中心(二期)屈曲约束支撑设计及动力弹塑性分析

北京市轨道交通指挥中心项目采用了框架支撑结构体系,其中支撑采用普通支撑与屈曲约束支撑结合的布置方式,采用此种方案既有效改善了结构抗侧刚度及抗震性能,又通过优化组合降低了工程造价。构件试验及结构动力弹塑性分析表明:屈曲约束支撑在设防地震作用下可率先进入屈服状态,主体结构在罕遇地震作用下塑性变形主要发生在底部区域框架柱内型钢处,且整体结构损伤程度在安全范围;结构在罕遇地震下各项性能指标满足规范要求。     

结构弹塑性分析对我国高层建筑抗震设计的启示

结合多个实际高层建筑结构的弹塑性分析结果,初步总结并分析了强烈地震作用下结构弹塑性响应及构件破坏模式的规律与内在原因,得出如下一些结论:1)可以采用楼层屈服强度系数作为初步判断框架-核心筒结构抗震薄弱部位的指标;2)在框架-核心筒结构的伸臂桁架中采用防屈曲支撑作为其斜腹杆构件,有利于防止斜腹杆的受压屈曲破坏并保障核心筒与外框架的协同工作,是实现有限刚度加强层与延性破坏机制的一种有效途径;3)对于高宽比较大的剪力墙结构,宜设置构件配筋过渡楼层以避免因结构配筋指标突然变小而造成的抗震薄弱部位;4)强震作用下,核心筒内的电梯门厅楼板实际起到了类似连梁的作用,提高其与墙体连接部位的配筋构造、保证其在往复荷载下的耗能能力有利于结构抗震。     

防屈曲支撑在超高层建筑结构伸臂桁架中的应用

带加强层的超高层建筑结构多采用伸臂桁架结构形式。出于提高结构抗震性能的需要,工程中常采用拉压性能稳定的防屈曲支撑代替易失稳的普通钢支撑作为伸臂桁架的斜腹杆。采用有限元分析软件ABAQUS的动力弹塑性分析方法,比较了某超高层结构分别采用防屈曲支撑和普通钢支撑作为伸臂桁架斜腹杆,在设防烈度和超烈度罕遇地震作用下的结构变形特征、构件内力及剪力墙损伤等非线性动力响应。分析结果表明,与普通钢支撑相比,防屈曲支撑刚度和强度指标易控制,大变形下滞回性能稳定,罕遇地震作用下能率先屈服吸收地震能量,抗震性能良好。     

钢筋混凝土剪力墙拉剪性能试验研究

完成了2组剪跨比为1.5、截面纵筋率分别为1.7%和2.5%、轴拉力不同的11片钢筋混凝土剪力墙拉剪性能试验。在拉力和剪力的共同作用下，因两者相对大小不同，剪力墙分别处于大偏心受拉、小偏心受拉两种状态，破坏时分别表现为剪压破坏、滑移破坏两种模式。试验结果表明，轴拉力和截面纵筋率对剪力墙的抗剪承载力、水平抗侧刚度和累积滞回耗能等抗震性能的影响是相反的，当轴拉力增加时它们减小，当截面纵筋率提高时它们提高；与压剪破坏相比，拉剪剪力墙的极限变形能力有所提高，延性加大；截纵筋率提高了剪力墙的变形能力；剪力墙等效黏滞阻尼系数当轴拉力增加时增大，当截面纵筋率增加时降低。