斜柱式与梁式转换层结构的抗震试验分析

为了研究框支短肢剪力墙斜柱式与梁式转换层结构的抗震性能,分别对一榀框支短肢剪力墙斜柱式转换框架及一榀相同尺寸的梁式转换框架进行了竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的拟静力试验.试验结果表明:斜柱式转换结构传力直接,可有效减小转换梁尺寸,且更易实现"强柱弱梁,强剪弱弯,更强节点"的抗震设计原则.斜柱式转换结构转换层侧向刚度较大,不易使转换层形成结构薄弱层;斜柱式转换结构,只要设计合理,可以获得较好的抗震性能.     

框架—带防屈曲支撑钢连梁筒体结构抗震性能分析

为分析框架—带防屈曲支撑钢连梁简体结构的抗震性能,以某框筒结构模型为例,其中简体部分分别采用了全部楼层为普通钢筋混凝土连梁、全部楼层设有普通钢桁架连梁、全部楼层设有带防屈曲支撑钢桁架连梁及局部侧移较大楼层设有带防屈曲支撑钢桁架连梁的4种方案,运用动力弹塑性时程分析方法,分析了4种方案在罕遇地震作用下的地震响应.计算结果表明,在全部楼层中设有带防屈曲支撑的钢桁架连梁方案与全部楼层均为普通钢筋混凝土连梁的方案和全部楼层设有普通钢桁架连梁的方案相比,结构的位移、速度、加速度以及底部总剪力都有不同程度的降低,只在局部侧移较大的楼层布置带防屈曲支撑钢桁架连梁方案与全楼层布置带防屈曲支撑钢桁架连梁方案相比,地震响应相差不大,也能起到较好的减震效果.     

钢筋混凝土管柱-钢桁架混合结构抗震性能

以某钢筋混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构为背景,采用集中塑性铰有限元模型,对该结构进行动力弹塑性计算,分析了该结构的破坏机理.基于结构内容物的抗震设防指标,评价了结构的抗震性能水准,研究了钢筋混凝土管柱纵筋配筋率和壁径比对混合结构抗震性能的影响.研究表明,在7度罕遇地震作用下,该结构满足基于内容物的抗震设防基本要求;结构破坏集中在柱根,为单道防线的柱铰破坏模式;角柱与内柱为结构薄弱环节;钢桁架屈服杆件主要分布在悬挑端及与柱头连接的区域;建议该结构的柱纵筋最小配筋率不小于0.5%,柱壁径比不小于0.100.     

带悬挑连廊连体结构的抗震设计研究及应用

体量及结构形式差别较大、连廊跨度不大的双塔及多塔连体结构在采用刚接时易出现复杂的相互耦联振动及较大的扭转效应,对抗震非常不利.为避免出现此类问题,可采用带悬臂连廊的连体结构形式,并对某带悬臂连廊连体结构在多遇地震作用下的动力特性进行分析.结果表明:由于悬挑连廊采用的整层钢桁架刚度较大,使悬挑连廊楼层的抗剪承载力有明显提高,在悬挑桁架上下的过渡层抗剪承载力发生突变;因悬挑连廊的质量大,易产生附加的质量偏心及倾覆力矩,设计时应在连廊所在楼层及下部楼层的竖向构件中加大柱截面、设置型钢柱、斜撑、减小连廊质量、提高悬挑部分和支撑悬挑结构构件的抗震设防标准,使结构设计得到优化.     

框支-短肢剪力墙结构中斜柱转换结构的抗震试验研究

通过对两个单榀框支—短肢剪力墙斜柱转换结构在竖向荷载及水平荷载共同作用下的静力试验,分析了构件内应力的分布状态、试件的破坏形态、荷载传递以及转换梁的受力性能和构件的抗震性能。试验结果表明框支—短肢剪力墙斜柱转换结构具有较好的抗震性能。同时提出了在工程实践中该结构设计应注意的问题。     

屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系抗震性能

基于利于结构安装和抗震修复以及屈曲约束支撑的特点,采用梁柱铰接钢框架承受竖向荷载、屈曲约束支撑抵抗水平荷载的结构体系,并推导了这种结构体系的楼层弹性和弹塑性抗侧刚度.采用双线性模型模拟屈曲约束支撑的滞回性能,采用时程分析方法分析了屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系的抗震性能、弹性及弹塑性地震反应特征.结果表明:多遇地震下,结构楼层位移反应基本呈线性关系,层间位移角分布比较均匀;罕遇地震下会出现薄弱层现象,但各层支撑都会屈服耗能.除底层以外,楼层剪力主要由支撑承担,而底层框架柱承担的楼层剪力比例会增大;框架梁和柱在各级地震下都处于弹性状态;屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系具有较好的抗震性能.     

注孔保温砌体抗震性能初步试验研究

针对烧结注孔保温砌块这一新型材料砌筑而成的砌体在实际工程中的受力状态进行试验研究.在静力性能试验满足砌体结构受力性能的前提下,采用竖向和水平荷载共同加载的方式,研究该砌体在地震作用下的受力性能,重点研究其破坏规律及改进措施.结果表明该新型砌体抗震抗剪承载力和抗侧移刚度均低于规范要求的标准值,抗震性能较差,脆性明显且很容易失去竖向承载力,需要在肋宽、肋间距、肋数目及构造柱约束等方面采取措施,进行详细分析研究,以提高其抗震性能.     

带腋撑钢筋混凝土框架结构的力学性能

提出了一种新型的带腋撑钢筋混凝土框架结构,研究了该新型框架结构在竖向荷载和水平荷载下的力学性能.和常规的钢筋混凝土框架结构相比,该新型结构的设计控制截面的位置位于梁腋撑处、柱腋撑处以及框架柱底,框架梁端、框架柱端的弯矩、剪力大幅度减小.大尺寸新型框架结构的加载试验和非线性有限元分析结果表明:在荷载作用下,该新型结构的塑性铰首先出现在梁腋撑处,然后才在梁跨中出现,梁端、柱端及节点区受力性能良好,合理的设计可以保证结构具有良好的承载能力和变形能力.     

足尺柱承重模块化钢框架稳定承载力试验研究

为研究竖向荷载作用下柱承重模块化钢框架的受力性能、破坏机理及模块间节点对结构整体受力性能的影响,进行了模块间节点静力受弯试验与足尺2层单跨模块化钢框架竖向静力加载试验,分别得到模块间节点的刚度属性及模块化钢框架的整体稳定承载力与破坏模式。最后,考察了模块间节点对模块化钢框架结构整体性能的影响,并验证了结构稳定承载力理论计算模型与数值分析模型。结果表明：模块间节点的半刚性属性对模块化钢框架的稳定承载力影响较大,设计时应加以考虑;竖向荷载作用下模块化钢框架破坏模式为上下层模块角柱整体失稳;子结构模型能够较好地计算柱承重模块化钢框架的整体稳定承载力。     

中间支撑冷弯薄壁型钢灌浆墙体抗剪性能研究

为了提高C形冷弯薄壁型钢墙体抗剪承载力和抗侧刚度,提出了一种新型中间"Z"字形支撑冷弯薄壁型钢灌浆墙体,并基于低周反复试验,采用ABAQUS有限元软件建立了墙体模型,通过墙体破坏特征、荷载-位移曲线和墙体最大抗剪承载力三方面验证了模型的准确性,进一步分析了"Z"字形斜撑、钢材厚度、横撑以及竖向荷载对墙体抗剪性能的影响.研究结果表明:墙体抗剪承载力主要由"Z"字形斜撑、填充材料、内墙板三部分承担,墙面板、填充材料与钢框架相互约束,共同工作;"Z"字形斜撑可以有效提高墙体抗剪承载力,在空框架墙体中作用尤其明显;随着钢材厚度的增大,墙体抗剪承载力逐渐提高,但影响程度随着钢材厚度的增加而减小;横龙骨和竖向荷载对墙体抗剪承载力的影响较小;竖向荷载的增大会降低墙体抗剪承载力,但较低幅度较小;推导出了适用于新型中间支撑冷弯薄壁型钢灌浆墙体的抗剪承载力计算公式,并提出了墙体构造要点.     

偏心受拉转换梁的“强剪弱弯”设计可靠度分析

为实现钢筋混凝土斜柱式或斜撑式转换结构构件"强剪弱弯"的概念设计,保证斜柱或斜撑与框支柱之间的转换梁在偏心受拉状态下的"强剪弱弯"设计,采用可靠度的Monte Carlo分析方法,把转换梁看作由偏心受拉破坏与受剪破坏组成的串联体系,对按现行建筑结构规范设计的钢筋混凝土转换梁在偏心受拉状态下的"强剪弱弯"抗震可靠性进行了分析,研究了不同荷载比值(地震作用与自重荷载比值)、不同截面、材料强度等级和不同配筋率对偏心受拉梁"强剪弱弯"可靠度的影响。在此基础上,针对一、二级抗震等级偏心受拉转换梁"强剪弱弯"的设计,对目标可靠指标的剪切增强系数进行了校核,为合理地确定剪切增强系数提供参考。     

隅撑支撑半刚接钢框架的Pushover分析

将隅撑支撑与半刚接钢框架结合形成的新型支撑钢框架称为隅撑支撑半刚接钢框架。为了研究其在地震作用下的破坏过程,采用有限元软件SAP2000进行了Pushover分析。研究结果表明,罕遇地震作用下,框架中的隅撑和斜支撑率先屈服,耗散大部分地震能量,从而保护了结构的主体构件框架梁和框架柱;梁柱节点的初始转动刚度对结构的抗震性能有很大影响,随着初始转动刚度的降低,结构的极限承载力也在降低,并且过低的初始转动刚度会改变结构塑性铰的发展顺序和结果,因此选择合适的初始转动刚度是隅撑支撑半刚接钢框架抗震设计的关键。     

巨型钢框撑—混凝土核心筒结构的性能分析

巨型钢框撑—钢筋混凝土核心筒结构是由巨型钢框架、巨型支撑、钢筋混凝土核心筒和伸臂桁架组成的一种具有多道抗震防线的新型超高层结构体系.为了研究这种新型结构体系的性能,首先建立了巨型钢框架—钢筋混凝土核心筒结构模型,在此基础上分析了不同形式的巨型支撑以及去除巨型梁下层次柱对结构模态、侧移及内力的影响.结果表明:设置巨型支撑...     

消能摇摆钢桁架框架结构抗震性能

为研究消能摇摆钢桁架-框架结构的抗震性能,使用OpenSees有限元软件对框架结构、支撑-框架结构、摇摆钢桁架-框架结构、消能摇摆钢桁架-框架结构进行模态分析、静力弹塑性分析和动力弹塑性分析,讨论了4种结构的刚度特征、动力响应及损伤分布.此外,建立4种具有不同柱脚形式和阻尼器类型的对比结构,用以研究柱脚形式和阻尼器类型对于结构抗震性能的影响.研究表明,消能摇摆钢桁架-框架结构具有良好的抗震性能;位移型阻尼器能够提高结构刚度和承载力、减震性能更优越,速度型阻尼器可以降低地震作用;底层框架柱脚采用铰接,可以降低地震作用,并减小底层框架柱的塑性损伤.     

方钢管混凝土柱钢桁架结构破坏模式分析

基于叠加原理,假定钢桁架与钢管混凝土柱的变形互不耦合,提出针对这种框架的节点子结构受力机理简化分析模型并采用试验验证.其中,钢桁架的荷载-位移曲线由铰接机制、刚接机制叠加得到;钢管混凝土柱的荷载-位移曲线则基于弯矩-曲率方程与等效剪切刚度计算得到.通过对钢桁架、方钢管混凝土柱承载力的分析,可判断结构的破坏模式与承载力.简化模型预测的破坏模式、荷载-位移曲线均与试验结果吻合较好,承载力与试验值接近.针对方钢管混凝土柱-钢桁架结构的不同破坏模式,还对其与抗震性能的相关性做了进一步的探讨.     

RC刚架拱桥的板桁组合加固及动力特性

钢筋混凝土（RC）刚架拱桥常见的加固方法大多属于局部加强而非整体改造,因此对于改善结构受力性能的作用极其有限,难以满足我国现阶段公路交通荷载日益增大的需求。针对以上问题,文中首先提出了一种新型加固方法——板桁组合加固法,该加固方法在主梁两侧架设钢桁架,通过植筋、焊接、铺设钢筋网和浇筑混凝土等措施使钢桁架与主梁牢固连接,形成板桁组合结构,从而使结构受力从主梁受力体系转变成板桁组合受力体系,实现对结构受力的优化;然后,利用该方法对某刚架拱桥进行加固改造,通过有限元仿真模拟与桥梁动载试验,对该新型加固方法的有效性和实用性进行验证。结果表明：加固后结构自振频率有效提高;竖向刚度和承载力显著增大;结构一阶面内竖弯频率理论值较加固前提高80.5%,公路-I级荷载作用下加固后结构下挠值较加固前减小56.8%,混凝土构件应力水平较加固前减小10.9%～69.8%;该加固方法对结构的动力特性具有改善作用,加固后结构的竖向振动效应小于加固前且实测冲击系数远小于现行规范值,结构动力性能良好。     

竖向荷载作用下变角斜柱局部转换节点的试验研究

通过2个不同角度的斜柱局部转换节点在竖向荷载作用下的静力试验以及有限元分析,获得了斜柱角度变化对该节点受力性能影响的基本规律。研究结果表明,斜柱角度的不同会导致转换梁和短肢剪力墙的应力分布有着明显的不同,斜柱角度越大,转换梁所受的拉力就越大,转换梁开裂就越早,结构承载力越低。相反,斜柱角度越小,短肢剪力墙内的应力分布就要均匀些,转换梁开裂较晚,可以有效地抑制转换梁刚度的退化,结构承载力也越高。而且,从受力性能上来说,整个节点具有类似桁架模型的受力特征。     

竖向荷载作用下变角斜柱的局部转换节点

通过2个不同角度的斜柱局部转换节点在竖向荷载作用下的静力试验以及有限元分析,获得了斜柱角度变化对该节点受力性能影响的基本规律.研究结果表明,斜柱角度的不同会导致转换梁和短肢剪力墙的应力分布有明显不同,斜柱角度越大,转换梁所受的拉力就越大,转换梁开裂就越早,结构承载力越低.相反,斜柱角度越小,短肢剪力墙内的应力分布要均匀些,转换梁开裂较晚,可以有效地抑制转换梁刚度的退化,结构承载力也越高.而且,从受力性能上来说,整个节点具有类似桁架模型的受力特征.     

新型斜柱转换结构的抗震性能分析

为了研究新型斜柱转换结构的抗震性能影响,对五榀不同肢厚比的新型斜柱转换结构进行竖向荷载和水平低周期反复荷载共同作用下的受力性能分析,分析试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、位移延性及刚度退化。研究结果表明:当肢厚比控制在8.5~9.5之间,能取得良好的耗能性能,下部框架梁主要受拉,建议设计时加强配筋并通长布置。     

方钢管混凝土柱的抗震性能分析

方钢管混凝土柱的抗震性能与钢管的局部屈曲有关,柱端设置约束拉杆可以提高钢管的局部稳定,从而增强方形钢管混凝土柱抗震性能．采用三维有限元法,分析方钢管混凝土柱在竖向及水平荷载联合作用下的抗侧力一位移关系,有限元分析的结果得到试验结果验证．利用有限元模型分析轴压比、钢板宽厚比,以及内填混凝土抗压强度对方钢管混凝土柱抗震性能的影响．完成柱端设置约束拉杆的方形钢管混凝土柱在竖向及水平荷载联合作用下三维有限元分析,与试验结果相比较并作分析．