框架结构抗震设计的自振周期折减系数探讨

周期折减系数是框架结构抗震设计中十分重要的问题,它的取值会直接影响到在地震作用下框架的反应情况,影响地震作用下结构的内力与变形程度,因此必须合理确定周期折减系数。该文在分析国内研究成果的基础上,通过框架结构的自振周期折减系数模型分析,指出一些现行的规范关于周期折减系数取值对结构计算结果的影响以及缺陷,分析对折减系数取值的影响因素,并且对折减系数合理取值提出一些合理化建议,合理总结分析的结论,以便更好地为抗震工程设计提供一些可靠参考。     

横梁含橡胶集料对某框架-剪力墙结构抗震性能的影响

橡胶集料混凝土具有阻尼大、变形能力强和弹性模量低等特点.首次以结构自振周期、侧向刚度、水平地震载荷和结构层间弹性位移为参考指标,引进阻尼比ζ和弹性模量折减系数λ,分析横梁加入橡胶集料对框架-剪力墙结构抗震性能的影响,并且与相对应的普通混凝土框架-剪力墙结构作对比.分析结果显示,相对于普通混凝土框架-剪力墙结构侧向刚度较大等特点,在横梁中掺入橡胶集料后能适当地降低结构侧向刚度,延长结构基本周期,降低水平地震载荷,从而提高结构抗震性能.     

基于ANSYS的多层框架结构模态分析

利用大型有限元软件ANSYS对11层框架结构进行了模态分析,分别计算了不同情况下纯框架体系和框架—填充墙体系结构自振周期,分析了不同因素对框架结构周期折减系数的影响。     

关于框架-剪力墙结构自振周期计算的讨论

推导了框架-剪力墙结构自振周期方程,利用两种计算模型,即框架-剪力墙的连续化协同工作计算模型和笔者建立的反映框架-剪力墙结构特点的有限元模型,对比计算结构自振周期系数。两种不同力学模型的计算结果十分吻合,得到相互印证。据此订正了被我国多种有关高层建筑结构设计的教科书、著作广泛引用的关于框架-剪力墙结构自振周期计算的一幅图表存在的问题。     

节点刚度对钢框架-组合剪力墙动力特性的影响

采用有限元软件ANSYS对钢框架-组合剪力墙进行模态和反应谱分析,考察节点刚度对结构自振特性及多遇地震作用下动力性能的影响。结果表明,随节点刚度的增大,结构自振周期和楼层侧移减小,基底剪力增大,这种变化在节点铰接和刚接范围内较小,在半刚接范围内显著;在节点刚度相同的情况下,多遇地震作用下组合剪力墙和钢板剪力墙结构的抗侧能力相近;采用组合剪力墙的钢框架结构中,节点刚度对动力特性的影响不明显,使用半刚性节点更合理。     

关于框架一剪力墙结构自振周期计算的讨论

推导了框架-剪力墙结构自振周期方程，利用两种计算模型，即框架一剪力墙的连续化协同工作计算模型和笔者建立的反映框架一剪力墙结构特点的有限元模型，对比计算结构自振周期系数。两种不同力学模型的计算结果十分吻合，得到相互印证。据此订正了被我国多种有关高层建筑结构设计的教科书、著作广泛引用的关于框架一剪力墙结构自振周期计算的一幅图表存在的问题。     

钢-混凝土组合楼板对钢框架结构抗震性能的影响

为了研究钢-混凝土组合楼板对钢框架结构抗震性能的影响,建立考虑楼板空间作用的梁-分层壳混合有限元模型和空框架模型.通过对两模型分别进行静力推覆分析和动力增量分析,揭示组合楼板对钢框架结构地震作用下弹塑性工作性能的影响规律.结果表明,组合楼板对梁产生增强作用,在地震作用下使结构抗侧刚度和抗侧承载力增大、结构周期和位移反应减小,但是考虑楼板组合作用的框架延性、滞回性能和耗能能力会降低,甚至可能改变结构预期的"强柱弱梁"的破坏模式,使结构偏于不安全.     

地震力作用下浅埋偏压隧道围岩压力的解析解

以拟静力法为基础,通过地震力偏角的旋转,结合极限平衡条件,推导出地震作用下浅埋偏压隧道围岩压力的解析解,并探讨了其影响因素.研究发现地震侧压力系数受岩土体力学指标的影响明显.在地震力作用下,竖向地震加速度系数使拱顶总垂直压力值减少,多数情况下会降低地震侧压力系数;水平向地震加速度系数对总垂直地震压力和地震侧压力系数的影响规律取决于水平地震力的方向.浅埋侧的地震侧压力系数随着地面倾角的增大而减小,而深埋侧的地震侧压力系数随着地面倾角的增大而增大.     

X型中心钢支撑混凝土框架地震反应特性

为了研究X型中心钢支撑钢筋混凝土框架结构体系地震反应特性,分别对5层、8层和12层钢筋混凝土框架和X型中心钢支撑钢筋混凝土框架模型结构的动力特性和弹性地震反应进行分析,探讨X型中心钢支撑对结构侧移刚度、自振周期、水平地震作用下结构内力分布的影响。研究结果表明:在没有明显增大结构重力荷载的条件下,支撑提高了结构侧移刚度,降低了结构自振周期,减小了水平地震作用下结构侧移和层间侧移角;支撑分担了部分楼层剪力,改变了结构的内力分布特点,降低了结构构件的内力,为实现"多道设防"的抗震设计原则创造了有利条件;X型中心钢支撑对钢筋混凝土框架结构地震反应的影响随着层数的增大而有所降低,与普通框架相比,5层、8层和12层支撑框架最大层间位移角的降低幅度分别为36%,24%和20%。     

框剪结构剪力墙中断的地震反应分析

建立结构对称和非对称布置的框剪结构的三维有限元模型.采用3种中断条件和2种中断形式研究剪力墙的适宜中断位置和中断形式,并对各模型进行地震反应分析.结果表明:1)上部剪力墙全部中断,对顶点最大位移和振型周期的影响相对较小,但中断处楼层层间位移增大24.4%～41.5%,框架柱的平均剪力增大86.6%～137.1%,而部分中断则可避免层间位移及框架柱平均剪力产生较大突变;2)剪力墙中断后,非对称结构的层间位移、总剪力墙的剪力、框架柱的平均剪力沿结构高度的变化规律与对称结构的情况大致相同,而框架柱平均剪力增大略大于对称结构的情况;3)剪力墙中断位置由低至高的顺序为反弯点位置、最大层间位移角处、剪力为零处.其中,剪力墙在剪力为零处以上中断,框架柱平均剪力的突变最小.     

南京长江大桥桥头堡填充墙加固方法比较

为研究南京长江大桥桥头堡填充墙特殊加固方法的加固效果,首先,选取桥头堡典型尺寸的非整墙加固进行有限元分析,并与整墙加固进行比较;然后,针对不同加固区高度进行参数分析,研究加固区高度对填充墙的抗震性能的影响;最后,给出不同加固区高度的非整墙加固的抗震承载力及刚度增强系数的计算公式.研究结果表明:南京长江大桥桥头堡非整墙加固相比于整墙加固虽效果有所下降,但依然有效;加固区高度基本为整墙高度的74%,其抗震承载力提高293%~335%,刚度增强系数为1.891~1.935,均大于规范值;加固墙的高宽比对加固效果也有影响,但是对刚度增强系数影响略小,而且不同高宽比加固填充墙在地震时中部裂缝的方向存在明显差异;随着加固区高度减小,填充墙面层加固效果明显降低,而且可能导致未加固区域墙首先开裂,故建议非整墙加固区域高度要超过整墙高度的74%.     

填充墙钢筋混凝土框架结构简化分析模型及抗震性能系数研究

对结构进行动力和静力分析时,构件单元和模型的准确性将直接影响到分析结果。为在建立填充墙钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架简化模型时选择合适的单轴材料与简化模型,使用OpenSees基于三种单轴材料与四种填充墙简化模型结合填充墙RC框架试验对模型的准确性与适用性进行了对比分析。根据对比结果建立填充墙RC框架结构模型,采用Pushover方法对结构进行了整体抗震性能系数的分析。结果表明：Hysteretic材料可以准确地模拟滞回曲线的形状及峰值承载力;单撑杆模型对填充墙的峰值承载力、割线刚度、残余变形模拟较准确;五撑杆模型对对填充墙的峰值承载力与初始刚度模拟较准确;满布布置的填充墙可增大RC框架结构的整体抗震性能系数,底层不布置填充墙会明显导致结构整体抗震性能系数的降低。因此,仅研究填充墙平面内问题时选用单撑杆模型即可,在设计时要考虑填充墙的布置,避免出现底部薄弱层而影响整个结构安全。     

抗震结构填充墙性能的有限元模拟与分析

为充分了解抗震结构填充墙的开裂机理和抗裂能力,并为砌块填充墙的抗震性能提供依据,文中采用有限元方法对砌块墙体的面内开裂进行了分析.研究发现,抗震结构中填充墙的开裂机理十分复杂,但其开裂行为及抗裂能力主要决定于墙体所处的层间位移角以及自身的材料强度.文中还得到了不同弹性模量的砌块墙体在不同裂缝限值下的层间位移角值,可应用于填充墙框架结构基于性能的抗震设计中.     

高层钢筋混凝土剪力墙反应调整系数的分析

为明确高层钢筋混凝土剪力墙的抗震能力，采用反应调整系数量化现有规范中剪力墙的设计构造措施，推导并计算了独立矩形悬臂剪力墙的超强系数和延性系数，从而确定了各抗震等级剪力墙的反应调整系数，再与设防地震和多遇地震的地震动比值相比较．结果表明，抗震等级、形状比、轴压比和墙体长度是剪力墙抗震能力的主要影响因素；为保证剪力墙的抗震性能，应限制墙的形状比．文中还提出了各抗震等级剪力墙的形状比限值和相应的设计建议．     

新型RC网格式框架结构墙体试验研究

为研究新型RC网格式框架结构承载力、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度和耗能能力等受力性能,进行了3榀1/5缩尺墙体模型在低周反复水平荷载作用下的试验.试验结果表明:新型RC网格式框架结构表现出框架结构的受力特性,试件各层均出现反弯点,为剪切型破坏;滞回曲线饱满,有较强的耗能能力;延性比常规框架好;试件屈服后,刚度退化较快,临近破坏时,刚度退化缓慢.考虑材料、几何和接触非线性,运用有限元软件AN-SYS对相同条件下填充磷石膏的网格式框架结构墙体进行计算,有限元计算屈服时墙体顶点最大水平位移比试验大约5.8%,与试验结果吻合较好.新型RC网格式框架结构是介于框架结构和密肋网格式剪力墙结构受力性能之间的一种结构形式,适用于建造高层住宅及办公建筑等.     

框架结构填充墙施工顺序

框架结构的施工顺序是先起主体框架,之后再进行填充墙的砌筑,而现在工程工期紧,施工单位为了缩短工程采取了在主体施工的过程就进行了填充墙的砌筑,更有甚者直接把填充墙当作是梁底模,填充墙与框架结构同时施工,那就大错特错了。     

错列剪力墙结构与框架结构抗震的对比实验分析

本文介绍了一种高层建筑当中的新兴结构体系——错列剪力墙结构。为分析错列剪力墙结构和传统框架结构的抗震性能,分别设计制作了两个错列剪力墙结构和传统框架结构的实物模型;利用小型振动台对这些模型进行模拟地震振动实验;得出了错列剪力墙结构和传统框架结构在地震作用下结构的动力反应特征,实验结果表明：在各级地震波作用下,错列剪力墙结构的地震响应均比传统框架结构的地震反应小,说明了错列剪力墙结构相对于框架结构具有更加良好的抗震性能。     

从汶川地震分析填充墙对结构整体抗震能力影响

通过汶川地震都江堰市建筑震害考察发现,结构中填充墙破坏十分普遍,为此首先总结和讨论了填充墙的几种常见破坏形式及一些典型的填充墙框架失效机理;其次,通过设计例题分析灾区常见的3种形式的框架填充墙结构,并结合结构实际震害特点与相关研究,重点分析了填充墙对结构提高整体抗震能力的作用和影响.研究结果表明,填充墙能够增加结构的整体承载能力,增加结构的抗侧刚度,提高结构整体的变形能力;但填充墙刚度效应在地震作用下容易引起薄弱层破坏和扭转破坏,填充墙的约束效应产生短柱破坏,使结构严重受损甚至出现倒塌.由于填充墙多为脆性材料,一般要先于结构构件发生破坏,从而吸收地震能量,建议以填充墙作为第一道防线的结构整体抗震设计思想.     

框架填充墙破坏机理研究及其耗能设计

对影响框架填充墙破坏机制的三大因素（填充墙与框架连接方式、砌体材料、填充墙高宽比）及其应力分布情况进行了分析,阐述了框架填充墙耗能设计方法。分析认为：框架填充墙的设计缺乏统一合理的设计标准,需进一步深入了解其破坏机制,从而提高填充墙耗能能力以及框架填充墙的整体抗震水平。     

核心剪力墙嵌固位置对掉层框剪结构抗震性能的影响

对掉层框剪结构中的核心剪力墙采取2种不同的嵌固位置,设计不同掉层层数的算例模型,进行多遇地震和罕遇地震作用下掉层框剪结构的抗震性能分析,考察核心剪力墙不同嵌固位置对掉层框剪结构上、下接地部位剪力分配和抗震性能的影响规律。结果表明:掉层结构上、下接地部位剪力分配极不均匀,各接地部位传递的剪力占比受掉层层数和核心剪力墙嵌固位置影响;通过选择核心剪力墙的嵌固位置,可在一定程度上协调剪力传递的不均匀性,当掉层层数较多时,将核心剪力墙嵌固在上接地端更合理;当上接地部位仅有少量剪力墙时,易形成塑性变形集中,设计中应重点关注此类构件的延性。