最小地震剪力系数

为了研究最小地震剪力系数对结构抗震性能的影响,首先考察最小地震剪力系数的设置背景,然后考察不满足最小地震剪力系数时,不同处理方式及其对结构抗震性能的影响。以设防烈度7度(0.10g,g为重力加速度)区不满足最小地震剪力系数规定的一超高层结构为例,按不同处理方式(不做调整、调整承载力、调整刚度)形成3种不同的结构分析模型,对其进行弹塑性地震反应测试,并对比分析3种不同最小地震剪力系数处理方法引起的结构抗震性能的差异。研究结果表明:受非抗震组合和最小配筋率的影响,不做调整的模型与调整承载力的模型相同,其罕遇地震作用下的抗震性能良好,抗倒塌能力也较强;与不做调整的模型和调整承载力的模型相比,调整刚度模型的抗震性能更好,抗倒塌能力也更强,但调整付出的较大经济代价和对建筑使用功能的干扰与获得的抗震性能改善幅度并不对等。考虑到非抗震组合和最小配筋率的影响,建议合理对待关于7度(0.10g)区最小地震剪力系数的规定,即对于7度(0.10g)区不满足最小地震剪力系数规定的建筑结构,允许不调整承载力或刚度,但须通过性能设计保证结构具有足够的抗震安全性。     

异形柱框架结构的隔震设计

对一座底部隔震的钢筋混凝土异形柱框架结构进行了8度(0.2g)罕遇地震波作用下弹塑性时程响应计算.计算中考虑了非比例阻尼性质.将其结果与非隔震的相同结构在8度(0.2g)和7度(0.1g)罕遇地震下的计算结果进行了比较,发现如果隔震的异形柱结构满足水平向减震系数的要求,上部结构可像矩形截面柱结构一样按《建筑抗震设计规范》降低抗震设防烈度1度进行设计.     

中国钢筋混凝土结构抗震措施优化的思路及示例

中国抗震设计规范与国外同类规范在处理各设防烈度区设计用地震作用相对水准与相应抗震措施严格程度的关系问题上存在实质性差异,为了弥补这种差异对结构抗震可能造成的不利影响,保证不同设防烈度区的结构具有基本一致的强震反应性态,以8度0．30g区二级抗震等级混凝土框架结构为例,完成了若干结构算例在罕遇地震水准的多条地面运动输入下的非弹性动力反应分析;对结构在强震下的反应性态进行了对比分析;初步探讨了中国规范延性抗震设计措施的优化方案．分析结果表明,在保持现行设计用地震作用相对水准不变的条件下,采用适当优化“强柱弱梁”措施及其他抗震构造措施的做法,可以使各设防烈度区结构在罕遇地震下保持基本一致的性态控制水准．     

昆明市城中村砌体结构地震易损性与疏散能力分析

为研究砌体结构在地震作用下的倒塌概率与人员疏散能力的关系,以一典型砌体结构居民楼为研究对象,采用增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)方法,输入20条地震波对该结构进行分析,得到了地震作用下每层IDA曲线;同时采用FEMA 365评估标准估计该结构的抗震性能。根据砌体的最大层间允许位移及最大层间位移出现的时间,找出8度基本设防烈度地震和罕遇地震作用下各楼层的倒塌时间;并得出各楼层人员安全逃生的概率。分析结果表明:砌体结构首层倒塌概率最大,而顶层最小;当遭受8度罕遇地震作用时,无法满足"大震不倒"的设防目标;首层最先发生倒塌,顶层最后倒塌;位于低楼层的人员相比于高楼层的人员具有更大的逃生机会。     

CS板式结构抗震变形性能分析研究

在前期试验基础上,利用ANSYS软件建立试验模型的有限元模型,选取典型的EL-Centro波,对有限元模型分别进行设防烈度为7度(0.15 g)、8度(0.20 g)、9度时的多遇地震和罕遇地震下的时程分析,结合实验室试验分析,研究CS板式结构的抗震变形性能.     

地震作用下RC框架结构抗连续倒塌数值分析

为研究地震作用下钢筋混凝土框架结构的抗连续倒塌性能,基于OpenSees非线性有限元分析平台,选用包含远场、近场及人工地震波在内的8条地震波,采用增量动力分析方法,对一榀移除中柱的试验框架结构在地震作用下的抗连续倒塌性能进行了分析,结果表明,在所选水平与竖直方向地震波共同作用下,所分析的试验框架结构在8度罕遇地震作用下未发生倒塌,具有充足的抗连续倒塌能力及较好的抗震性能.竖向地震作用会明显加剧损伤结构的竖向连续倒塌风险,水平地震作用也会减弱损伤结构的抗倒塌能力.     

多遇地震作用下错层框架的非线性分析

通过静力非线性分析,对10层钢筋混凝土错层框架在不同烈度地震作用下的抗震性能进行了研究,数值分析中采用了基于纤维模型有限单元柔度法。分析结果表明,抗震设防烈度越高,弹性和非线性情况下的层间位移角误差越大,建议高设防烈度的结构或者重要及布置复杂的结构对多遇地震作用下的变形值进行修正。对于结构抗震设防烈度为7度时,从计算结果看,由于设计的刚度较大,余量克足,没有明显的薄弱部位,因此1／550的层问位移角限值即使为非线性计算结果也完全可以满足。     

高烈度区某框架-核心筒LOFT上部结构优化设计

高烈度区(抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.30g)某框架-核心筒LOFT结构,原设计建材用量较大。在满足设计规范要求的前提下,通过调整楼盖布置,优化有关计算参数,实现节约建材用量,降低工程造价的目的。     

基于静力能力谱法的RC结构反应修正系数

目前我国现行抗震设计规范尚未引入结构反应修正系数,结构反应修正系数是预测结构在某一地震设防水准作用下的弹塑性变形能力与安全储备能力从而指导结构设计的参数。采用静力能力谱方法考察按照我国抗震设计规范设计的5层RC(钢筋混凝土)框架结构,在结构遭遇6、7、8、9四个设防烈度的地震作用下的反应进行分析结构反应修正系数需求值。研究结果表明:加固RC框架结构性能点相对未加固框架结构偏小且结构延性更好,随着地震震级的提高结构反应修正系数不同程度降低,加固框架结构抗震能力安全储备增大,进入塑性状态后加固RC框架结构能充分发挥结构塑性铰的能力,较好的提高了结构的非弹性变形能力和耗能能力,为今后结构发生塑性铰破坏和对结构设计提供理论基础。     

底部框架-抗震墙房屋设计的心得

在设防烈度为6、7度时，底框-抗震墙结构的房屋平方米造价比全框架-剪力墙结构节省15％～30％，而在设防烈度为8度时，底框-抗震墙结构的房屋平方米造价和全框架-剪力墙结构的平方米造价几乎接近，从这个角度分析，在设防烈度8度区应昼避免采用底框-抗震墙这种结构形式，抗震性能不好，又不省钱，采用这种结构形式弊大于利。     

钢筋混凝土框架结构反应修正系数能力分析

目的研究我国现行抗震规范所设计结构的反应修正系数能力值的取值及其变化规律,解决我国现行抗震规范对不同材料的所有结构体系均采用单一的结构影响系数,无法体现不同结构形式的延性区别的问题.方法分别考虑VI、VII、VIII三个设防烈度,按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)设计了17个不同层数的钢筋混凝土框架结构.通过结构拟静力试验对Open Sees有限元模型进行验证,并对钢筋混凝土框架结构的地震反应进行非线性静力分析.结果按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)设计的VI、VII、VIII度钢筋混凝土框架结构,反应修正系数能力值的最小值分别为15、10、5;与美国UBC规范规定值8相比,其最低值取值较保守.结论通过得到的结构反应修正系数能力值,可以综合量化评估"临界倒塌状态"时,结构承载能力和非弹性变形能力.     

基于动力方法的RC框架结构整体超强能力分析

结构超强系数是结构在强震作用下不发生倒塌的重要因素,但是目前中国现行抗震规范没有纳入结构超强能力的影响,对于结构安全性的计算都是考虑结构构件,没有更多地考虑整体结构的承载能力.考虑不同设防烈度,不同层数严格按现行抗震规范设计了17个典型RC框架结构,采用OpenSees进行有限元建模与分析,并采用结构拟静力试验数据对有限元模型进行验证.采用非线性动力方法对所设计典型结构的地震反应进行了分析,得到了按现行抗震规范所设计结构的整体动力超强系数能力值的取值及其变化规律.结果表明:通过结构整体动力超强系数能力值,可以预测临界倒塌状态时结构的最大承载能力.分别按Ⅵ度,Ⅶ度和Ⅷ度抗震设防设计的结构,结构整体动力超强系数能力值分别至少要达到6,4和3,其最低值和NEHRP2000推荐条文中给出的结构整体超强系数限值3一致.     

浅谈高层建筑的抗震结构及材料的运用

5.12四川汶川特大地震发生,建筑的倒塌是造成人员伤亡的最重要原因.地震灾难警示人们:防震减灾任重道远,刻不容缓.从上个世纪开始,各国的专家、学者对抗震设计进行了一系列研究.进入90年代,结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的历史日程.特别是我国处于地震多发区(地震基本烈度6度及其以上的地震区面积约占全国面积的60%),并且城市用地紧张,市区地价日益高涨,促使高层超高层建筑的出现,所以高层抗震设计设防更是工程设计面临的迫切的任务.     

断层破碎带段隧道结构二衬防垮塌抗震配筋技术

为改变断层破碎带段隧道结构抗震"大震偏弱"的现状,提出了二衬防垮塌单层配筋抗震技术,并建立了断层破碎带段隧道结构二衬防垮塌抗震配筋准则。在汶川地震隧道震害资料分析的基础上,主要采用有限差分数值模拟技术,对罕遇烈度情况下错动断层与非错动断层2种情况进行研究,确定了断层破碎带段隧道结构二衬防垮塌抗震配筋等级及范围。研究结果表明:断层错动条件下,上盘距离断层2D(隧道跨度D)范围内和下盘距离断层1.5D范围内,二衬需双层配筋;上盘距断层2D~3D范围内和下盘距离断层1.5D~2.5D范围内,二衬需采用单层配筋。非错动断层条件下,设防烈度7度时,无需采用抗减震措施进行设防;设防烈度8度时,两侧距断层1D范围内需采用单层配筋;设防烈度9度时,两侧距断层约2.5D范围内需采用单层配筋。研究成果对断层破碎带段隧道结构抗减震技术的发展具有重要意义。     

结构抗震承载力利用系数的可靠度校核

广东省的地方性标准DBJ15-92—2013《高层建筑混凝土结构技术规程》的抗震性能设计在国家现行的抗震设计规范的基础上进行改进,采用按设防烈度地震(中震)计算地震作用,引入承载力利用系数考虑构件的延性能力,来进行构件的承载力设计.为验证新的抗震承载力计算公式的可靠性,采用一次二阶矩方法对计算公式进行可靠度分析,研究了荷载比(地震作用标准值效应与重力荷载效应比值)、性能水准、设防烈度、构件受力类型等因素对可靠度的影响.结果表明:在同一性能水准下构件可靠指标和可靠性概率大小所遵从的规律为受压构件受剪构件受弯构件受拉构件,符合"强剪弱弯"的概念设计要求;荷载比和构件重要性系数对构件可靠度有显著的影响,设防烈度对构件可靠度的影响不大.     

考虑开洞影响的砌体结构房屋地震易损性分析

为分析不同底层开洞横墙数量(比例)对结构抗地震倒塌性能的影响,从单个墙片、层间墙片及整个结构三层次进行分析,逐步完成房屋抗地震倒塌易损性分析.在基于已有试验结果验证数值模拟参数及结果可靠的基础上,首先利用ABAQUS对单片墙体模型进行模拟分析,得到各墙片荷载-位移曲线;然后将每层所有抗震横墙的荷载-位移曲线拟合后叠加得到层间恢复力模型,并简化为三折线恢复力模型;最后采用层间剪切简化三折线模型和50%分位值增量动力分析(IDA)曲线进行4种不同横墙开洞数量(比例)模型的地震易损性分析.结果表明:随着底层开洞横墙数量比例的增加,结构的抗倒塌性能降低,并在相同性能点下其能承受的地面峰值加速度和最大层间位移角减小;开洞横墙比例小于50%且处在低于9.0度设防烈度下的房屋结构基本满足"大震不倒"的设防水准;为保证结构具有良好的抗震性能,应严格控制抗震横墙开洞数量(比例).     

软钢阻尼器加固某大跨度结构减震性能研究

"5.12汶川"大地震后,受影响的部分地区设防烈度进行了调整,设防烈度调整后大部分建筑尤其是公共建筑需要进行抗震加固。以地震时正在修建的某大跨度体育教学训练中心为背景,针对该地区设防烈度提高的特殊性,对其设防烈度提高前、后的抗震性能进行了评估,采用有限元模型对不同软钢阻尼器抗震加固方案进行了动力分析,评价了不同软钢阻尼器加固方案的减震效果。结果表明:(1)软钢阻尼器的设置对于调整结构的水平刚度,增强结构的耗能能力,改善结构的减震性能具有重要作用;(2)软钢阻尼器宜布置在层间位移角较大的楼层,即结构刚度变化较大的相邻楼层;(3)软钢阻尼器的数量及布置方式有优化解等结论,为该工程结构的抗震加固设计提供了依据,同时可供同类建筑结构的抗震加固设计借鉴。     

框架结构的延性抗震设计

钢筋混凝土框架结构具有良好抗震性能,结构抗震的本质就是延性,提高延性可增加结构抗震潜力,增强结构抗倒塌能力。结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下非弹性变形。本文分析了结构延性在抗震设计中的重要性及其作用,影响结构延性的主要因素以及结构延性的抗震设计。     

基于IDA和易损性分析的RC框架结构底层柱端弯矩增大系数

为研究RC框架底层柱上下端弯矩增大系数的合理取值与该系数取值的合理性,设计6栋具有不同柱端弯矩增大系数、不同设防烈度的框架结构进行增量动力分析,输入10条地震波,得到各结构模型的IDA曲线。在此基础上,通过定义不同的烈度水平,得到各结构的易损性曲线与倒塌破坏概率。结果表明:按照现行规范设计的7度设防与8度设防框架可以满足大震不倒的设防要求;若将梁柱节点与底层柱下端弯矩增大系数的取值分别提升至1.5与1.8,可使框架在特大地震作用下发生倒塌的概率降低至可接受范围之内。     

设防烈度对框架—核心筒结构受力性能和材料用量的影响

为了考察设防烈度对钢筋混凝土框筒结构受力性能、材料用量的影响,在充分调研了目前我国100 m以上已建或在建超高层建筑的基础上,选择150~300 m范围内钢筋混凝土框架—核心筒办公类超高层作为代表性研究对象,建立了12个不同烈度、不同高度下的计算模型,详细分析了其结构的周期比、剪重比、刚重比、地震作用和风荷载影响等结构受力性能以及结构的用钢量、混凝土用量随设防烈度的变化情况.研究结果表明,对于济南恒大国际金融中心工程,随着设防烈度的提高,结构自振周期减小,扭转周期滞后于平动周期,扭转效应减小,而结构剪重比明显增加;低烈度地区结构受重力二阶效应的影响较大,整体稳定性成主要安全控制因素;地震作用的影响随设防烈度的增加而增大;6度区建筑超过200 m后,用钢量明显增加,而8度区用钢量随建筑高度呈线性增长;6度和7度区单位面积混凝土用量接近,而8度区混凝土用量增幅约为19%左右,所以设防烈度对结构工程材料用量影响显著.