填充墙对钢框架体系受力影响分析

目的研究不同材料填充墙以及填充墙厚度和填充率对高层钢结构自振周期的影响,找出较合理的高层钢结构填充墙布置方式.方法以实际工程为背景,利用Midas-Gen有限元分析软件建立带有砌体填充墙的高层钢结构住宅整楼模型,模拟在实际的受力过程中,砌体填充墙与钢框架之间的共同作用,考虑各类砌体填充墙对钢框架的抗侧力贡献.结果得到了不同材料填充墙的高层钢结构的自振周期,厚度为100 mm填充墙框架与纯框架周期比平均值为0.52,厚度为200 mm填充墙框架与纯框架周期比平均值为0.47;找到了影响填充墙高层钢框架结构刚度的影响因素,并通过数值分析得到相关影响规律.结论对于高层钢框架结构通过合理的填充墙布置可以有效增加结构的侧移刚度,在满足变形要求的前提下提高高层钢结构房屋的舒适度.     

橡胶混凝土砖填充墙-框架体系抗震性能

目的研究不同填充墙分布形式,不同填充材料及不同填充率情况下填充墙-框架结构在地震下的工作性能.方法采用时程分析法,分析在地震作用下,采用不同填充墙布置形式的黏土砖填充墙、粉煤灰砖填充墙和橡胶混凝土砖填充墙的墙-框架体系的抗震性能.结果采用相同填充墙布置形式,不同填充墙填充材料时,橡胶混凝土砖填充墙-框架结构最大水平位移最小,位移角最小,扭转角最小;在不同填充率下橡胶混凝土砖填充墙-框架结构均能减小层间扭转角;橡胶砖填充墙-框架的刚度介于纯框架与黏土砖墙框架之间,能较好地满足结构的正常使用条件.结论橡胶混凝土砖结构墙体布置灵活,在地震发生时能较好地吸收和消耗地震波能量,橡胶混凝土砖的应用可以有效提高填充墙-框架结构的抗震性能.     

正交胶合木填充墙-钢框架体系受力性能

采用开源地震工程模拟系统(OpenSees)对以正交胶合木作填充墙的钢框架结构进行探索性数值研究,主要研究该填充墙钢框架单元在单调和循环加载作用下的受力性能,墙体与钢框架之间的协同工作性能以及连接个数对整体结构受力性能的影响.结果表明:正交胶合木填充墙能够提高钢框架的抗侧刚度和水平承载力;柔性连接的设置使整体结构耗能性能良好;工作缝的设置减缓墙体的开裂,更大程度上发挥连接件的耗能和变形能力;连接个数对构件的抗侧能力影响较大,可以通过调整连接数量和连接间距设计出具有多种刚度和耗能能力的框架单元.     

柔性连接的弱支撑框架结构的稳定性

在多高层框架结构中,常设置一些支撑体系来加强结构的整体刚度,形成框架-支撑双重抗侧力体系。支撑体系可以是剪力墙、筒体或支撑桁架体系。国家现行的钢结构设计标准在计算框架结构的稳定性时将框架结构分为有侧移和无侧移两类,分别确定其计算长度。区分准则是支撑体系的抗侧刚度等于或大于框架本身抗侧刚度的5倍时,框架看成是无侧移框架。而对于框架无支撑或支撑刚度没有达到5倍框架抗侧刚度的情况,框架归入有侧移框架一类。显然,按照目前设计规范确定框架柱的计算长度系数的方法,将会使大部分设有支撑体系的结构,其支撑对框架稳定的有利作用得不到有效的利用。因此有必要对框架-支撑结构的稳定性进行全面深入的研究。本文对于设置了支撑的框架结构,并且节点是柔性连接时的稳定性问题进行了研究,同时给出了在此种条件下的阈值刚度和柱子的计算长度系数的表达形式,这样可以更加合理地区分有侧移和无侧移框架。通过与刚性连接情况的比较,定量地分析了柔性连接的影响。     

考虑SSI和填充墙刚度效应的RC框架结构抗震性能研究

以满足现行设计规范要求的某一10层填充墙竖向布置不规则的钢筋混凝土框架结构为研究对象,运用SAP2000模拟计算不同场地条件下该结构在地震作用下的响应规律.分别对在刚性地基假定上不考虑填充墙的刚度效应、在土-结构相互作用(SSI)基础上不考虑填充墙的刚度效应、在刚性地基假定上考虑填充墙的刚度效应以及同时考虑SSI和填充墙的刚度效应4种不同情况进行动力时程分析,对比研究该结构的抗震性能.对比结果表明:1)在大震作用下,在SSI效应的基础上考虑填充墙的刚度效应会使SSI效应更加显著,对RC框架结构的层间位移角响应存在不利影响,采用刚性地基假定、忽略填充墙的刚度效应对结构是偏于不安全的.2)对结构进行倒塌分析,在SSI效应基础上考虑填充墙的刚度效应使结构的塑性变形向楼层底层集中更加明显,结构倒塌的峰值明显降低,且随着场地土变软,结构的倒塌峰值越低.因此,建议设计人员在该类钢筋混凝土框架结构的设计中增加底层柱的延性确保结构在地震作用下的变形需求.     

考虑填充墙影响的底层薄弱结构抗震性能分析

填充墙既有减小结构周期而增大地震力的不利一面,也有增大结构层间侧移刚度的有利一面.汶川地震中,具有填充墙的底层薄弱结构破坏严重.根据等效刚度原则,把具有填充墙的框架转化为等效的纯框架,对七层底层薄弱结构进行小震下的弹性分析和大震下的弹塑性Pushover分析.结果表明,尽管填充墙使得结构中、上部层间角位移不同程度地减小,但却使得底层相对更加薄弱,层间变形比不考虑填充墙时大,填充墙对于底层薄弱结构有不利的影响.     

双功能带缝填充墙

本文阐述并总结了作者新近构思的一种抗震自控结构——双功能带缝填充墙的设计概念,使得框架结构中的填充墙在正常使用和小震作用下能提供足够的刚度,减小结构位移;而在大震作用下连接键首先破坏,填充墙自动转变为通缝墙．结构刚度可显著降低,使地震作用减小,同时能减少框架结构中的填充墙引起的的刚度突变、短柱效应、扭转效应等对框架结构带来的不利影响。双功能带缝填充墙填补了《建筑抗震设计规范》中的空白,具有极好的经济效益、社会效益和学术价值。     

带节能砌体填充墙的RC框架抗震试验研究

为了研究带节能砌体填充墙的RC框架抗震性能,本试验设计了两个两层单跨的RC框架结构模型,分别为带填充墙的RC框架和不带填充墙的空框架,并对其进行了拟静力试验.对带填充墙的RC框架的裂缝开展进行了描述,研究了试件的滞回特性、骨架曲线、刚度退化和强度退化,并和空框架进行了对比分析.分析结果表明:填充墙能够提高框架的承载能力和抗侧刚度,但是相应地降低了框架结构的延性;填充墙的存在使得框架结构的强度和刚度退化加快,然而,带填充墙框架的极限刚度仍然较大,表现出较强的抗倒塌能力.     

弹性阶段填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响

在汶川地震中框架填充墙结构产生了严重的震害.现行抗震设计对填充墙的考虑难以保证结构在地震下的抗震性能,对框架结构进行弹性阶段分析研究表明,考虑填充墙在弹性阶段对框架结构的刚度、内力和变形产生较大影响,填充墙平面、立面的不均匀布置对框架结构抗震不利.     

轻质填充墙对RC框架结构抗震性能影响研究

通过对轻质填充墙RC框架模型进行振动台试验及数值模拟分析,研究了轻质填充墙在其不同破坏阶段对整体结构抗震性能的影响,分析了整体结构的破坏特征、频率衰减、刚度退化、层间位移角变化及耗能情况,并对比了框架填充墙与空框架模型的模拟结果.研究结果表明:轻质填充墙在其破坏初期对结构频率影响超出规范预期,起到主要抗侧力构件作用,耗散了大部分的地震能量,保护了结构主体;而当它进入极限破坏阶段后对结构整体刚度及耗能上的贡献趋于定值.因此,轻质填充墙对RC框架结构的抗震性能有明显增强作用、不能忽略.     

框架填充墙平面内荷载作用下结构非线性分析

为了更好地了解在水平内荷载作用下填充墙对框架结构抗震性能的影响,利用ANSYS有限元软件对其进行平面内荷载作用下非线性分析,分别建立纯框架和框架填充墙结构模型,计算了填充墙在平面内单调递增荷载作用下的承载力、刚度、位移、延性等参数的变化特征。计算结果表明,与框架有效连接的填充墙在平面内荷载作用下对主体结构产生有利影响,其承载力、刚度、延性比纯框架模型都有明显的增大。还研究了填充墙在水平低周反复荷载作用下对框架抗震性能的影响,并得到了相应的滞回曲线。     

浅谈填充墙对框架结构抗震性能的影响

分析了填充墙与框架结构的相互作用,探讨了水平地震作用下填充墙对框架主体结构抗震性能的有利影响和不利影响,指出概念设计、补充计算和构造措施有利于保证结构在强烈地震作用下的安全性.     

竖向荷载对RC框架动力检测参数影响的试验研究

通过对不同工况下三跨两层平面框架结构的检测实验,对比分析了恒载对框架结构动力检测参数的影响问题,得出了恒载对一般框架结构的检测刚度和检测频率有较大影响的结论,建议在多层框架结构的新建设计以及实测鉴定中也应考虑重力二阶效应的影响.     

新型复合填充墙钢框架研究

首次提出了一种新型的空腔复合填充墙钢框架抗侧力体系.在试验研究的基础上,建立了该体系的恢复力特性模型,对影响空腔结构砌体填充墙钢框架抗侧力性能的因素进行了讨论.空腔结构砌块复合填充墙钢框架是一种新型的钢框架抗侧力体系,采用了空腔结构砌块复合填充墙后,钢框架的抗侧力刚度和延性均得到提高.空腔结构砌块复合填充墙具有较好的耗能能力,在结构弹塑性受力的初期阶段是结构耗能的主要途径.图5,参9.     

钢框架正常使用极限状态考虑二阶效应的侧移性能研究

针对我国钢框架高等分析研究主要针对承载力极限状态的现状,分别采用传统一阶侧移计算方法、二阶简化侧移计算方法和二阶精确侧移计算方法对1榀2跨15层钢框架在正常使用极限状态时的侧移变形进行了计算,获得了钢框架在3种计算方法下的顶点侧移及层间侧移,并将获得的侧移计算结果进行了对比.研究了钢框架考虑二阶效应后对结构侧移变形的影...     

刚度突变对结构转换层配筋影响的研究

用结构三维分析程序ＴＡＴ,对某工程实例的３３层框－剪结构进行分析并计算其配筋量,该结构的抗侧移刚度沿度度方向在两处发生突变,经分析得出结论：在进行高层建筑结构的设计时,结构的抗侧移刚度可以出现突变,而且只要转换层的位置选择得当,转换层不必进行特殊加固,结构抗侧移刚度的突变异了配艋量的增大,这一现象只有在转换层内才显得比较突出,而在远离转换层处,其影响大幅减小,其至反而结构的抗震性能有所改善。     

剪力墙最优刚度及其计算机实现

系统地提出了高层框架－剪力墙结构中的剪力墙最优刚度的概念，解决长期以来困绕着高层框架－剪力墙结构设计中剪力墙数量合理确定的困难，提供一种确定剪力墙数量的科学方法。在分析剪力墙赐度与地震作用相互关系的基础上，建立确定了剪力墙最优刚度的数学模型。同时，考虑剪力墙剪切变形，框架住的轴向变形，剪力墙基础的转动，以及剪力墙刚度沿结构高度变化对剪力墙最优刚度的影响。     

复杂框支剪力墙结构模型试验

针对某楼板开洞的复杂框支剪力墙结构高层商住楼制作了1／20整体试验模型，进行了模型的振动台试验，得到了结构在不同裂度地震作用下的加速度、速度、位移及应力一应变曲线，分析了结构的动力特性和动力荷载下的受力特点。研究结果表明，合理的楼板开洞可有效减小转换层以上结构的侧向刚度，避免结构沿竖向产生较大的刚度突变。     

钢筋混凝土框架—剪力墙设计中的若干问题

针对高层建筑结构设计采用钢筋混凝土框架—剪力墙结构 ,简要阐明此结构体系的受力特征 ,该结构中剪力墙的布置原则以及设计中确定框架—剪力墙结构结构方案时值得重视的若干问题