轻型木结构剪力墙和楼盖的抗侧刚度研究

 根据我国轻型木结构工程实际应用情况,制作了14个剪力墙试件、2个木楼盖试件,采用单调加载方式进行抗侧力试验研究,并且采用有限元模型补充分析了常用尺寸剪力墙的抗侧力性能。在试验研究的基础上,提出基于变形的剪力墙和楼盖的刚度取值方法,分析了剪力墙承载力和刚度与剪力墙长度的关系,比较了剪力墙开洞、石膏板覆面对剪力墙承载力和刚度的影响,以及楼盖的抗侧力刚度和变形性能,获得一些有益的启示。     

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。     

核岛结构双钢板混凝土组合剪力墙抗侧刚度

为研究核岛屏蔽厂房结构在地震作用下的抗侧力能力,对9个1∶5缩尺比的双钢板混凝土组合剪力墙试件进行了低周往复拟静力试验,分析研究了栓钉间距、钢板厚度和加劲肋的设置等因素对剪力墙试件初始抗侧刚度的影响.研究结果表明:栓钉间距对剪力墙试件初始刚度的影响不明显,剪力墙初始抗侧刚度随着钢板厚度的增大和加劲肋的设置而有所提高.对试件进行理论假设和简化处理,利用单位荷载法推导出双钢板混凝土组合剪力墙试件初始抗侧刚度的计算公式,通过比较发现计算值和试验值吻合较好.研究了剪力墙试件在往复加载过程中抗侧刚度的变化过程,发现不同阶段的抗侧刚度在变化幅度上有差别.     

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.     

关于配置少量剪力墙的框架结构的探讨

布置少量剪力墙的框架结构的受力性能及变性特点,决定了该类结构在空间整体作用受力分析和计算时考虑框架与剪力墙的协同作用。具体构件设计时,分别按纯框架结构、框架剪力墙结构分析计算,进行包络设计,梁、柱按纯框架结构要求设计,剪力墙按框架剪力墙的要求设计。大跨度公共建筑宜设置抗侧力构件,加大结构抗侧力刚度,严格保证抗侧构件的设计要求。     

地震作用下框剪结构中剪力墙的最佳数量及抗侧刚度优化的数学模型探析

在框剪结构中，剪力墙作为主要的抗侧力构件，它几乎承担了80％的风荷载和水平地震作用，剪力墙刚度（数量）的大小直接影响到结构的抗震性能及经济性能。如果刚度选择过小，结构将产过大的变形而不能满足使用要求：如果刚度选择过大，结构的自振周期相应会减小．地震作用相应也会增大．这样不仅使得上部结构内力变大，材料耗量也将增大．而且增加了基础的设计难度，基础造价相应提高，同时剪力墙过大．框架承担的水平作用也有所降低．但是在设计时．为了保证框架结构部分的安全．采用的设计剪力不能小于一定的限值，也就是说剪力墙再多，框架部分需要的材料也不能减少甚至可能会增加。因此，从抗震抗风角度看，剪力墙宜多设置为好；从经济角度看，剪力墙又宜少设置为好．这样的话也就存在剪力墙最优刚度的问题这是框剪结构优化设计的关键．     

双层钢板剪力墙的初始抗侧刚度分析

提出了一种新型的抗侧力结构体系—双层钢板剪力墙,分析了钢板厚度、墙的高厚比、边长比等对其抗侧刚度的影响,并利用单位荷载法对抗侧刚度进行了拟合。     

轻型钢木混合楼盖水平荷载转移性能

通过水平集中荷载作用下一层两跨的钢木混合结构拟静力试验,研究轻型钢木混合楼盖弹性状态下平面内刚度及其对水平荷载的分配.为了量化楼盖平面内刚度对水平荷载分配的影响,定义了楼盖水平荷载转移能力系数β,探讨了楼盖平面内刚度与竖向抗侧力构件抗侧刚度比值α与β的关系,并根据α及β数值大小定义刚性楼盖.试验结果表明,轻型钢木混合楼盖在仅铺设SPF(云杉-松木-冷杉)规格材面板且竖向抗侧力构件仅为钢框架时,α在0.5~1.0之间,β为64.0%左右,楼盖已能较好地分配水平荷载;铺设水泥砂浆面层后,α增至3.0以上,β增至90.0%左右,结构有很强的空间协同作用,楼盖为刚性楼盖;当竖向钢框架间加上轻型木剪力墙后,α下降至1.0~2.0之间,β下降至78.0%左右,楼盖不再为刚性.     

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.     

网格式框架的等效抗侧刚度分析

为了解网格式框架抵抗水平荷载作用的能力,基于D值法,假定轴力在结构横截面上呈线性分布,且考虑弯曲变形和剪切变形的影响,得到了在倒三角形分布荷载、均布荷载和顶点集中荷载等作用下结构的等效抗侧刚度公式,并用有限元法及试验做了对比.结果表明:结构侧移以剪切变形为主,但弯曲侧移的影响随结构高度的增加而增加,因此应考虑弯曲侧移对总侧移的影响;中柱的轴向变形对结构抗侧刚度及侧移的影响较小;与有限元法及试验结果的折算抗侧刚度相比,本文的等效抗侧刚度公式具有理想的计算精度,可用于预估结构的抗侧能力.