仿竹型筒式立体停车结构的环箍层布置研究

基于对竹子优越力学性能的分析及其相应结构特点的研究,在考虑到垂直升降型立体车库结构与竹子宏观结构形式及荷载形式的相似性后,提出按等稳等侧移的仿竹原则在这类结构适当高度处设"节",形成带有环箍层的仿竹型筒式钢构架结构,并对仿竹型结构与非仿竹型结构进行静力及稳定性能综合对比分析.结果表明:按此原则布置环箍层的仿竹型结构的抗侧刚度显著提高,层间位移小且均匀,利于升降设备运行;柱内力突变程度相对缓和,结构抗倾覆能力提高;结构整体稳定性由环箍层间等效短柱控制,稳定极限承载能力增强,验证了仿竹型立体停车结构中环箍层布置的合理性.     

复杂三维框支-剪力墙结构动力特性与地震反应谱分析

为避免抗震设计规范中定性条文的不确定性限制而影响对复杂型式高层结构整体抗震性能的合理评价,建立大规模三维有限元数值模型,针对典型工程结构采用Lanczos法提取考虑阻尼和静力初始状态影响的结构自然频率与振型,并在此基础上进行双向水平地震力下考虑扭转效应的振型分解反应谱分析.计算结果表明:扭转振型的阶次较低,扭转周期与平动周期接近,扭转周期比满足规范限值要求;结构两个主轴方向的侧移刚度差异显著,结构沿高度存在多处刚度转换层,层间位移角发生多处突变;线性层间位移角幅值满足规范限值要求,但结构局部层间位移转角过大,在设计中应予以考虑.     

水平荷载作用下空腹巨型框架受力性能研究

根据截面惯性矩相等的原则,推导了空腹巨型框架等效截面高度系数以及材料用量比。以12层巨型框架为例．对比计算了实腹结构与空腹结构的自振周期、振型及位移、内力,并探讨了刚域与次框架对结构受力性能的影响。结果表明．空腹巨型框架结构自振周期较小,抗侧移刚度提高,侧移较小,且抗侧移刚度、侧移与内力突变较小,有利于增加使用空间,节省材料：刚域使得结构自振周期减小,侧移减小,次框架的存在大幅度地减少了结构侧移。     

高烈度地区多层钢结构住宅的计算分析

从建筑方面来说,在8度(0.2g)区做钢框架结构,施工速度快,也没有核心筒的限制,但造价偏高,抗侧移刚度小,采用框架--支撑体系可以增大结构的刚度,满足层间水平位移和总侧移刚度的要求.从结构方面来说,钢框架--核心筒体系受力更明确,现浇核心筒抗侧移刚度极强,卫生间的防水性能佳,可有效避免钢构件锈蚀.     

古建筑木结构地震损伤分析及抗侧刚度识别

为研究地震作用下古建筑木结构层间抗侧能力损伤和识别,根据缩尺比为1∶3.52殿堂式古建筑木结构振动台试验,分析不同地震损伤下模型层间等效抗侧刚度、侧移响应及侧移对刚度损伤的敏感性.在考虑柱脚滑移的结构简化力学模型基础上,推导模型的状态方程和观测方程.考虑试验环境噪声干扰,利用奇异值分解偏最小二乘(PLS-SVD)和扩展卡尔曼滤波(EKF)方法定量识别模型等效抗侧刚度.结果表明,随着地震损伤增加,结构层间等效抗侧刚度比减小、侧移峰值对柱架层结构损伤较乳层敏感.无损工况下结构等效抗侧刚度识别误差在10%左右;损伤工况下结构等效抗侧刚度识别误差为15%～20%.通过明代古建筑木结构西安钟楼等效抗侧刚度在线识别,验证了PLS-SVD和EKF方法可为古建筑木结构等效抗侧能力监测和震前抗倒塌预警提供理论依据.     

多层与高层错列桁架钢结构体系抗侧力性能对比

为了明确多层和高层错列桁架钢结构体系抗侧力性能的异同,建立了总高7、13、19层的3种结构模型进行三维整体计算,分析了不同的结构布置、抗侧力构件和桁架形式的选取对结构内力、水平位移、自振周期及振型的影响。分析结果表明,高层结构的侧移比多层结构更难控制,高层结构需比多层结构使用更大刚度的抗侧力构件。建议:高层错列桁架结构采用混合桁架形式,其受力和抗震效果好于采用帕氏桁架形式;高层错列桁架结构宜在纵向设置剪力墙,宜在横向设置偏心支撑。     

悬挂建筑减振体系次结构的抗侧性能

对悬挂建筑减振体系次结构的抗侧性能进行了静力和动力分析,结果表明:随着悬挂次结构转动刚度的增加,其弹性抗侧刚度将不断增加并趋于一个稳定值,因此只需在构造上使得次结构的抗转动刚度与侧移刚度之比的表征系数γ>10,则可得到次结构固结于悬挂端的效果;随着悬挂次结构质量的增加,次结构的抗侧刚度增加,因此次结构中的悬挂楼层数不应过少,以5~10层为宜;为使主、次结构的动力响应都达到优化要求,应合理选择地震波在结构中的衰减系数ζ,一般可以取0.5~1.0;悬挂建筑结构在地震动激励下不易发生共振;次结构摆动位移响应对等效悬挂长度的变化不敏感,但对激振频率的变化很敏感.     

设置变刚度加强层的框架-核心筒结构抗震性能研究

针对框架-核心筒并设置加强层结构的特点,提出变刚度加强层的结构形式,并对设置等刚度加强层和变刚度加强层2种伸臂形式的结构进行弹性地震反应分析及静力弹塑性分析,对设置加强层结构的侧移、主要受力构件内力、结构塑性铰出现的位置和次序进行了分析。结果表明,变刚度加强层可以缓解高层建筑设置加强层后产生刚度突变带来的一些问题,并可以保证结构在罕遇地震下,加强层首先屈服,即满足"强筒体弱伸臂"的抗震设计要求。     

基于刚度退化的框架结构受力性能研究

根据模型试验数据确定各变形阶段框架的实际抗侧刚度,采用框架抗推刚度退化系数对框架各楼层抗推刚度进行修正,再引入周期、剪力与侧移修正系数对弹性阶段的结构受力性能予以修正,提出一种考虑刚度退化时框架结构的计算方法,并给出具体计算步骤.以8层框架为例,探讨了抗侧刚度退化对结构受力性能的影响.结果表明:考虑结构的刚度退化,结构自振周期增大,楼层剪力减少,侧移增加,符合工程实际,且概念清晰,简单适用,能为现行规范的补充与完善提供参考.     

SRC-RC竖向混合框架静力非线性分析

为了解决SRC-RC竖向混合框架承载力和刚度的突变问题,避免形成薄弱层,共进行了7个工况的静力非线性计算,对SRC-RC竖向混合框架的抗震性能进行了分析.通过计算给出了SRC-RC竖向混合框架的基底剪力与顶点侧移曲线、极限层间侧移角及塑性铰分布.结果表明:SRC结构层数与结构总层数的比值不应小于1/3,以保证梁铰侧移机...     

带高位梁式转换层框架-剪力墙结构体系抗震性能研究

文章对框架-剪力墙带梁式转换层结构进行了分析研究,采用SAP2000结构分析软件模拟了16种等效侧向刚度比和转换所在层层号同时变化时,结构体系主要设计参数的变化情况以及4种落地剪力墙刚度变化对结构自振周期的影响,同时分析了该部位可能的破坏形态并给出设计建议.     

三层阁结构仿古建筑的抗震性能

以仿古中式三层阁为研究对象，建立了力学抗震分析模型.对结构整体分别施加人工波和天然波2种地震波，并进行时程分析，得到X和Y方向的层间位移.研究表明：模型X向层间位移比Y向小，说明X向侧移刚度与Y向相比较大;模型的1~3层的层间位移角远小于弹性限值1/550，结构刚度偏大;减少墙、柱竖向构件的截面面积，或减少梁柱数量，对结构力学的性能影响不大.为提高结构整体刚度，需加大Y向侧移刚度，这可以通过加大Y向截面尺寸来实现.     

一种新的转换层结构楼层侧向刚度控制准则

提出采用有害位移角代替位移角来控制转换层结构侧向刚度。通过大量不同结构布置、不同剪力墙厚度的带转换层的高层建筑结构算例计算分析,将楼层有害位移角比小于等于0.9作为带转换层的高层建筑结构楼层侧向刚度比的控制准则。同时,采用有限元计算模型分析了转换层上下部剪力墙刚度、转换梁刚度、转换层层高等因素对杆系模型的有害位移角计算的影响,得出修正的有害位移角比值法,并提出工程应用建议。     

带转换层高层建筑结构的弹塑性地震反应分析

在带转换层高层建筑结构的振动台试验结果和理论分析的基础上，提出了带弹性转换层高层建筑结构的动力分析模型——局部层间弯剪型串联多自由度体系模型，即转换层及其下部结构各层视为层间弯剪型，转换层上部结构各层视为层间剪切模型。转换层视为弹性构件，整个分析过程中均取其等效刚度。分析表明，采用局部层问弯剪型串联多自由度体系模型可较好地模拟带弹性转换层高层建筑结构的弹塑性地震反应。     

高层混合结构筒体厚度优化设计

为获得高层混合结构中外框架与混凝土筒体之间合理的刚度分配,利用结构优化的方法对筒体厚度进行主动选择,以筒体体积为目标函数,引入结构变形、剪重比、刚重比、框架楼层剪力、柱轴压比、底层墙肢轴压比、构件承载力、构造要求等约束限制条件.通过建立混合结构整体空间有限元模型.采用振型分解反应谱CQC法进行地震响应分析,提出了整体反映混合结构动力性能的优化数学模型.利用ANSYS作为优化工具,使用APDL语言编写优化文件.结合具体的高层混合结构实例,通过不同初始值求解来检验优化模型的可行性及优化算法的收敛性.优化后结构的内力减小,框架承担的内力比例增加,结构性能得以改善.     

扭曲体型高层网筒结构体系的结构布置及基本性能

为配合扭曲体型高层建筑方案,提出扭曲体型高层网筒结构体系,给出其结构布置,分析扭曲程度对结构基本性能的影响。通过系列模型计算,探讨了旋转角、主环梁层间距、结构高宽比等几何参数对结构抗侧性能的影响。其中,旋转角和结构高宽比是主要影响参数,主环梁层间距影响不大。扭曲结构最大抗侧刚度对应的层旋转角存在一个适宜区间,随着高宽比的增大,此角度区间范围变窄;在此区间内扭曲体型能够有效提高抗侧刚度,在此区间之外其抗侧性能则比传统非扭曲结构差。当结构总旋转角为90°时,不同高宽比的扭曲结构都具有最优抗侧性能。扭曲结构虽然受力合理,但是从底部算起至少半数楼层的主环梁必须考虑竖向荷载产生的轴拉力,而且考虑主环梁轴拉力的楼层数占总层数的比例随着高宽比的增大而增大。扭曲体型高层网筒结构体系具有良好的结构效率和抗侧性能。     

支撑布置对多层钢结构抗侧刚度的影响

从框架支撑等效刚度和层间位移基本原理出发,以鹤壁某煤矿六层钢框架办公楼工程实例为背景工程,通过改变支撑在结构平面内的布置位置和增加支撑数量等,对结构层间位移、层间位移角进行计算对比分析。研究支撑布置对钢框架结构抗侧移性能的影响,探讨支撑布置的影响规律,为多层钢框架结构的设计提供理论参考。     

开洞节能砌块隐形密框复合墙体恢复力模型

研究开洞节能砌块隐形密框复合墙体的抗震性能,对6片1/2缩尺的开洞密框复合墙体进行低周往复荷载作用下的拟静力试验,研究不同参数对结构构件受力性能的影响.试验考虑了墙体的配筋率、开洞形式对构件的承载力、刚度、变形、延性耗能、破坏形态及刚度退化等的影响,得出相应的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线等,并建立相应的开洞复合墙体恢复力模型.研究结果表明:肋柱配筋率的增加有利于提高复合墙体承载力、延性变形性能,而肋梁配筋率的增加有利于约束后期横向滑移变形,变形性能较佳;随着墙洞比系数的减小,复合墙体的强度、刚度有所增加,滑移变形较少,极限位移变形较少,前期刚度退化较平缓,后期下降段强度变化较明显,滞回曲线相对饱满,延性耗能、抗震效果较好.     

再生混凝土框架结构模型振动台试验

介绍了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土框架模型的振动台试验.对框架模型的自振频率、结构等效刚度、结构阻尼比、结构振型、加速度反应、位移反应进行了研究.分析表明,随着地震强度的增加,结构出现一定程度的破坏后,模型抗侧移刚度退化、自振频率随之下降、结构的阻尼比逐渐增大、加速度放大系数呈逐渐降低的趋势;采用层间变形作为评估指标,对再生混凝土框架的抗震能力进行了评估.经过多次地震试验后,尽管再生混凝土框架的破坏较为严重,但在1.170g地震试验后仍然没有倒塌,表明再生混凝土框架结构具有良好的抗震能力.