多层工业厂房火灾后加固设计与抗震性能分析

为探究多层钢筋混凝土工业厂房在加固前后以及火灾前后的抗震性能变化情况,围绕火灾后多层工业厂房的加固设计和抗震性能分析展开研究.首先,建立多层钢筋混凝土框架结构火灾后抗震性能的有限元分析方法;随后,介绍某多层工业厂房结构特点和火灾后结构损伤情况,据此综合利用增大截面、粘贴钢板和粘贴纤维复合材料等方法对结构进行了加固设计;进而,建立了结构三维有限元模型,开展了结构动力特性和弹性地震响应分析;最后,进行了结构的动力弹塑性分析,探究了火灾前、后结构整体的抗震性能和加固措施对火灾后结构抗震性能的改善,并探讨了不同地震动特性对多层钢筋混凝土框架抗震性能的影响.研究结果表明:火灾后,整体结构地震响应明显大于火灾前,层间位移角最大增加了143％,且不同楼层层间位移角的增大幅度与楼层受火情况密切相关;近场地震作用下的结构响应大于远场地震,罕遇地震作用下底层层间位移角在近场地震作用下可达远场地震作用的2.71倍;所提出的加固方案有效提升了结构抗震性能,罕遇地震作用下底层层间位移角平均减少115.7％.研究成果可为多层工业厂房火灾安全性评估和加固设计提供参考.     

长周期地震动下框架-剪力墙结构隔减震改造

长周期地震作用是一种特殊的地震动,框架-剪力墙抗震结构在长周期地震动下的响应与普通地震动下的响应明显不同.运用ETABS建立11层框架-剪力墙抗震结构及3种改造结构(即基础隔震结构、层间隔震结构及阻尼减震结构),分别输入远场类谐和长周期地震波、近断层脉冲型地震波和普通地震波3种不同性质的地震波进行罕遇地震下的非线性时程分析.结果表明:4种结构在长周期地震动下的地震响应明显,框架-剪力墙抗震结构的响应最大;长周期地震下,采用基础隔震结构、层间隔震结构和阻尼减震结构进行改造后的地震响应减小,受长周期地震动影响区域的框架-剪力墙抗震结构可以运用基础隔震结构、层间隔震结构和阻尼减震结构进行改造;采用基础隔震结构和层间隔震结构进行改造后的减震效果优于运用阻尼减震结构进行改造.     

新型梁柱板柱组合结构(住宅)体系的抗震性能分析

本文采用SATWE结构分析软件对该体系不同类型结构方案的抗震性能进行了对比,探讨了该结构的动力特性和地震反应,对比了不同的剪力墙设置方案。研究表明,该体系的抗震性能介于框架结构和板柱结构之间,未设置剪力墙的该体系可用于设防烈度为7度的多层结构,添加剪力墙后可用于8度区的小高层建筑。通过2个1：15的对比模型的振动台试验,对该体系的抗震性能进行了进一步的分析与验证。     

框架承担的倾覆力矩比例对框架—剪力墙结构抗震性能的影响

对于框架—剪力墙结构,框架所承担的倾覆力矩百分比的大小对结构的抗震性能有一定的影响.建立了5个框架倾覆力矩百分比不同的框架—剪力墙模型,采用Perform-3D程序对各个模型进行地震前和地震后的静力弹塑性分析,研究其对结构抗震性能的影响.模型弹塑性时程分析层间位移角、Ghobarah指标等计算结果表明随着结构的框架倾覆弯矩比例的增加,结构在遭遇地震之后损伤就越大,说明框架的倾覆弯矩比例越高,对整个结构的抗震性能越不利.     

跳层剪力墙结构时程分析

为分析跳层剪力墙结构和传统剪力墙结构的抗震性能并分析跳层剪力墙结构形式的影响,分别建立了两种跳层剪力墙结构和传统剪力墙结构的三维计算模型,采用有限元软件ANSYS计算这些模型的地震反应分析;得出了跳层剪力墙结构与传统剪力墙结构在地震作用下结构的位移时程曲线和应力分布特点,计算结果表明:三种结构的应力分布相似,在三种不同地震作用下,跳层剪力墙结构的位移均比传统剪力墙结构的位移大,但是仍能满足规范中侧移的要求,说明了跳层剪力墙结构可用于工程实际。     

超限型钢混凝土框支剪力墙结构抗震性能评估

通过对普通与带粘滞阻尼器的型钢混凝土框支剪力墙结构进行动力时程分析与静力弹塑性分析,获得结构地震需求曲线和抗震能力曲线,开展抗震性能评估并检验是否达到预期的性能目标;此外,分析了塑性铰的分布与发展,揭示出型钢混凝土框支剪力墙结构的破坏机制.结果表明:粘滞阻尼器有效地降低了型钢混凝土框支剪力墙结构的地震响应,在不同强度地震作用下结构峰值位移和最大层间位移角最大减幅分别为35%和38%,带粘滞阻尼器型钢混凝土框支剪力墙结构的地震需求降幅介于14%～54%之间;型钢混凝土框支剪力墙结构最终形成以梁铰为主的破坏机制,结构破坏时大部分转换构件与剪力墙仍处于弱非线性状态,原结构设计达到"中震作用下框支层与避难层处转换构件与剪力墙仍处于弹性范围"的抗震性能目标.     

蓑衣滩新站房减振控制方案的模态分析

对广东省小北江河段蓑衣滩新站房在非设计荷载条件下所产生的共振问题进行研究分析,提出加设抗震剪力墙以改变结构动力特性的抗震加固措施.文中考虑几种不同的加设形式,用模态分析的方法比较这些措施的抗震减振效果,并经综合分析,给出优化的改造方案.     

8层改9层框架结构地震反应分析及抗震加固对策

对增层前后的混凝土框架结构进行了地震反应分析,指出了增层后结构的不足之处,探讨了抗震加固对策,提出将原框架结构改造为框—剪结构的方案。     

速度脉冲地震下偏心剪力墙结构的抗震需求

研究强速度脉冲地震作用下,刚度偏心、强度偏心和组合偏心剪力墙结构的弹性和弹塑性抗震需求。基于轴力-弯矩相互作用模型,选取8条速度脉冲地震记录,进行单层钢筋混凝土(RC)偏心剪力墙结构的动力时程分析,讨论结构的弹性位移和扭转角需求,弹塑性位移、扭转角和延性需求的变化规律,揭示不同偏心形式对结构抗震需求的影响机理。研究结果表明:偏心剪力墙结构在强速度脉冲工况下比在非速度脉冲工况下有更大的抗震需求;轴压比对结构弹塑性抗震需求有一定影响;刚度偏心是影响结构弹性抗震需求的主要因素,而强度偏心对结构弹塑性抗震需求的影响最为显著。建议对偏心剪力墙结构进行弹塑性分析时宜增加强度偏心作为基本参数,并考虑轴力影响和速度脉冲地震效应。     

底层框架--剪力墙结构多层砖房新结构方案的抗震性能研究

基层编号 992001 完成单位及南京市建筑设计研究所: 剪力墙抗震 主要人员蓝宗建、刘瑗琏、温峰 为了提高底层框架--剪力墙结构多层砖房的抗震性能,本项目提出了一种新的结构方案:在底层框架--剪力墙结构中,用劲性钢筋混凝土低剪力墙取代普通钢筋混凝土低剪力墙.研究结果表明,劲性钢筋混凝土低剪力墙的抗震性能显著优于钢筋混凝土低剪力墙,在底层采用劲性钢筋混凝土低剪力墙的底层框架--剪力墙结构多层砖房的抗震性能也显著优于底层采用钢筋混凝土低剪力墙的底层框架--剪力墙结构多层砖房.当采用本项目提出的结构方案后,这种多层砖房的允许总高度、层数以及二层与底层的侧移刚度比可较现行<建筑抗震设计规范>增大.因此,采用本项目的结构方案后,既可节约建筑用地,又可增大底层的建筑空间.     

后张预应力加固砖墙抗震性能研究及工程应用

提出采用后张预应力技术对砖混墙体进行抗震加固的新技术,并进行8片试验墙体在水平低周反复荷载下的试验研究.对比分析了未加固墙体与加固墙体的破坏形态和受力特点.试验结果表明,后张预应力加固砖砌体墙体可以显著提高墙体的延性和抗剪承载力,改善破坏形态.     

钢骨建筑抗震评估与耗能减震构件简化模拟

本文以一座超高层钢骨建筑改建工程为例,进行抗震设计与性能评估案例介绍。其中进行三维结构非线性静、动力分析以检核其抗震性能。非线性动力分析结果显示：最大考虑地震作用下,梁端最大弯矩塑铰约达0.01rad、屈曲约束支撑最大核心段应变达1.25%、偏心斜撑连杆梁的最大剪力塑铰为0.065rad,皆未超过AISC抗震规范所订构件性能要求或实验所得其变形能力。其次介绍了此改建结构的计算模型、模拟方法、非线性分析所得结构整体与主要构件的性能表现,其中亦提出梁柱节点及偏心斜撑构架剪力连杆梁等构件加固前后的简化模拟方法,并利用梁柱节点加固试验结果加以比较验证。     

福建土楼混合结构抗震性能的数值模拟分析

研究福建土楼外部夯土墙和内部木构架对土楼整体抗震性能的贡献,探讨方形和圆形土楼抗震性能的差异.采用有限元数值模拟方法,选取与福建土楼地质条件相近的两组天然地震波(EL Centro波和Taft波)和一组人工地震波,以圆形土楼承启楼和方形土楼世泽楼为例进行分析.分别对外部夯土墙和夯土-木构架混合结构进行计算,得到在地震作用下的应力、层间相对位移、层间位移角、木结构承受的水平地震剪力等性能指标.结果表明:地震力主要是由夯土墙的惯性力引起的,夯土墙占水平地震总剪力的97.4%;圆形土楼的应力和应变比方形土楼更均匀,空间整体性更好.     

殷占忠1,2,张素峰1,孙源1,王立功1

基于Opensees程序对原框架和增设改进型双钢管约束屈曲支撑进行加固的钢框架进行Pushover分析和非线性时程分析,对两者的抗震性能进行比较。得出以下结论：加固后的钢框架刚度和强度明显提高,顶层侧移比减小而底部剪力比增加较小;地震作用下,加固后的框架破坏程度远小于原框架,所产生的塑性铰主要集中在中间跨梁和支撑处,避免了其它构件发生破坏。说明对原框架增设改进型双钢管约束屈曲支撑进行加固,可提高结构的抗震性能。     

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。     

内藏桁架的混凝土组合低剪力墙试验

提出了内藏桁架(包括钢桁架、钢筋桁架及钢钢筋组合桁架)混凝土组合剪力墙,该新型组合剪力墙包含2种组合:不同受力体系,桁架与剪力墙的组合;不同材料,型钢与混凝土的组合,形成了双重组合剪力墙.进行了6个1/3缩尺的剪力墙的抗震性能试验研究,包括普通混凝土剪力墙、内藏钢框架混凝土剪力墙、内藏钢筋桁架混凝土剪力墙、内藏钢框架钢筋桁架混凝土剪力墙、内藏钢桁架混凝土剪力墙及内藏钢钢筋组合桁架混凝土剪力墙.在试验研究基础上,对比分析了各剪力墙的刚度及其衰减过程、承载力、延性、滞回特性、能耗及破坏特征.试验表明,内藏钢框架及内藏不同材料桁架混凝土剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙明显提高.建立了内藏桁架混凝土剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好.提出了该新型剪力墙抗震设计的建议.     

采用闭合预应力钢丝绳-聚合物砂浆加固RC框架节点技术研究

首先评述目前国内外有关RC框架节点加固技术研究现状,指出现有节点加固方法存在的问题.在前期研究成果的基础上,提出采用闭合预应力钢丝绳加固RC框架节点的新技术,对该技术的基本思想、施工过程和技术优势进行详细阐述.为验证该加固方法的有效性,开展闭合预应力钢丝绳加固RC框架节点抗震性能试验,试验结果表明预应力钢丝绳加固RC框架节点可有效提高梁柱节点核心区受剪承载力,加固试件由对比试件的节点剪切破坏转变为梁端弯曲破坏.     

钢结构住宅体系抗震性能

从高层建筑物的钢结构的住宅结构体系的抗震性能的角度着手,建立钢框架、钢框架支撑和钢框架剪力墙的三维立体空间的有限元模型。通过有限元的软件对这3种钢框架模型进行8°的抗震设防下模拟,并分别对其进行模态分析与动力时程的研究分析,根据3种模型的动力时程的顶点位移与层和层之间的位移进行相关对比,指出对钢结构设置支撑和剪力墙,来完善高层的钢结构的住宅结构体系的抗震性能,从而提高建筑物的稳定性和抗震能力。     

双重耗能智能框架摇摆墙结构地震响应对比分析

针对框架剪力墙结构在强震作用下存在连接处楼板或连梁破坏以及剪力墙底部出现塑性铰的问题,在课题组开发的智能框架剪力墙双重结构体系中,将剪力墙设置为底部连接金属阻尼器的摇摆剪力墙,形成一种新型双重耗能单元控制的智能框架摇摆墙结构体系.以6层混凝土框架剪力墙结构为原型,应用ABAQUS有限元分析软件,建立传统框架剪力墙结构、智能框架剪力墙双重结构、摇摆墙与框架间连接BRB结构和摇摆墙底部连接金属阻尼器的双重耗能智能框架摇摆墙4种结构对比模型,进行非线性动力时程分析,考察各结构的动力响应.结果表明:新型双重耗能单元控制的智能框架摇摆墙结构体系在BRB屈服强度为0.1f_y~1f_y区间时,结构地震响应均比传统结构有所减小,框架结构层间位移也得到有效控制,进一步说明在合理参数取值下双重耗能单元控制的结构地震动响应小于单一耗能单元结构.     

底部三层框架-抗震墙砖房抗震性能及抗震设计的探讨

综合国内底部一层框架—抗震墙砖房和底部两层框架—抗震墙砖房一些试验研究和通过几个算例探讨了底部三层框架—抗震墙结构的抗震性能,并结合工程实践中对底部一层框架—抗震墙砖房和底部两层框架—抗震墙砖房抗震设计中应注意的问题对这种结构的抗震设计给出提示。