带水平加强层的框架--芯筒结构分析

为减小框架-芯筒结构的侧移,进行结构设计时可以在适当的层数设置水平加强层.本文引入连续介质力学中有关旋转自由度的概念来解决外框架梁、柱单元和剪力墙单元的连接问题,在普通平面八节点单元的基础上构造带旋转自由度的平面八节点单元.计算结果表明,设置加强层后能大大地减少结构侧移,而且计算结果精度满足要求,是一种高精度的计算方法.     

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。     

水平加强层减小高层建筑结构侧移的机理分析

对高层结构中水平加强层减小结构侧移的机理作了详细和分析系统研究，编制了相应的电算程序，闪指出，设置水平加强导层后将引起结构主要内力的重新分布使内力分布更为合理，充分发挥了结构自身的抗侧潜能，从而减小了结构侧移，对搞好带有水平加强层的高层建筑结构设计具有重要的实用参考价值。     

筒中筒结构刚性加强层作用机理分析

通过对某４８层筒中筒结构在３５层处设置刚性层效果的计算分析，提出筒中筒结构设置刚性层的作用机理在于提高翼缘框架的轴向抗侧作用，影响设置刚性层效果的主要因素在于外框筒裙梁刚度     

钢筋混凝土简体结构的抗震性能分析研究

针对某29层的钢筋混凝土筒体结构建筑,在建立空间杆系-层模型的基础上,对三种不同水平加强层设置的混凝土超高层筒体结构进行地震作用下的计算分析,并对不同结构布置进行比较,总结出此类超高层结构在设置加强层后结构内力及抗震性能的变化规律,对带加强层筒体结构的设计和构造措施作一些探讨．     

筒中筒结构设置刚性层效果分析

通过对某４８层筒中筒结构在３５层处设置刚性层效果的计算分析，提出筒中筒结构设置刚性层的作用机理在于提高翼缘框架的抗侧作用，影响设置刚性层效果的主要因素在于外框筒裙梁刚度     

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。     

过量降水对重要建筑物的影响

以变截面筒体高层建筑结构为例，讨论了过量降水对重要建筑物的影响．计算结果表明，过量降水引起的非均匀地基变形对高层建筑结构的顶端侧移、层间侧移、上部结构的翘曲位移、地基和基础结构底部应力的影响是非常显著的．     

混凝土网格式框架抗侧性能影响因素分析

网格式框架是在框架基础上由边柱、楼层梁、中柱和层间梁正交构成,本文对其考虑梁、柱刚度的影响,采用有限元分析方法进行抗侧性能分析。结果表明:与框架结构相比,中柱和层间梁的设置可以使结构内力分布更加均匀,有效降低结构内力峰值和提高结构抗侧刚度;提高边柱和中柱刚度可以有效改善结构的抗侧刚度,但边柱刚度的提高对中柱和层间梁内力变化梯度的影响较小,而中柱刚度提高可以降低楼层梁和边柱的弯曲内力,但对层间梁内力变化梯度的影响不大;相对于柱刚度的变化,楼层梁和层间梁刚度改变分别对其余构件内力的改善意义不大,对结构抗侧刚度的提高作用相对较弱。     

顶部带水平伸臂的框架—筒体结构连续化分析

利用能量原理和高层结构的连续化分析方法,对顶部带有水平伸臂构件的框架-筒体结构进行了分析,不仅考虑了筒体、水平伸臂而且计入了楼面梁和腹板框架梁、柱对结构内力和变形产生的影响;通过引入相对坐标、伸臂刚度特征值和框架-筒体刚度特征值,得出了结构在水平荷载作用下的侧移和内力计算的解析表达式.算例分析的结果表明:该方法与一般框架-剪力墙结构连续化计算方法得出的筒体内力是一致的,结构顶点侧移是相近的;与有限元分析得出的顶点侧移相差小于7 %.     

框架-核心筒结构中框架承担最小剪力比例限制的合理性

我国规范《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》规定框架-核心筒结构中框架部分按刚度计算承担的楼层地震剪力最大值不宜小于基底总剪力的10％,而实际工程受建筑布置等因素的限制有时难以满足,工程界对此颇有争议。为探讨其合理性,设计了五个钢筋混凝土框架-核心筒结构,主要的变化参数为框架刚度、框架强度、连梁的形式。利用PERFORM-3D软件进行了弹性反应谱分析和小震、中震和大震下的动力时程分析,考察了各个结构的响应规律。分析表明：当框架部分按刚度计算承担的剪力最大值小于基底总剪力的10％时,增大框架刚度的做法不经济,结构的抗震性能反而更差;增大框架强度的做法减小了框架梁的损伤,改善了结构的抗震性能,但没有形成有效的“强柱弱梁”机制;采用宽连梁和可更换连梁都可以使核心筒自身具有双重抗震体系特征,连梁耗能能力的提高有效地保护了墙肢和外框架,结构的抗震性能得到了显著改善。     

框支剪力墙中落地剪力墙合理刚度优化研究

落地剪力墙刚度是影响框支剪力墙结构安全性和经济型的重要因素之一.对框支剪力墙结构忽略楼板变形,运用振型分解反应谱法求解结构地震作用并将其作为目标函数,以层间位移与层高之比为约束条件,在层间位移与层高之比满足规范要求的条件下,使结构地震作用最小的落地剪力墙刚度即为合理刚度.在具体的数值求解中,可编写优化程序运用MATLAB、MATHCAD等软件进行计算.算例结果显示,本优化方法较全面的考虑了结构总高度、标准剪力墙刚度、层高、楼层自重等因素对落地剪力墙刚度的影响,同时具有概念简单、运算方便等优点,适用于框支剪力墙的初步设计.图2,表3,参9.     

用优化方法确定水平加强层的最佳布局

提出一种确定高层结构水平层最佳位置的优化方法（ＯＭＨ法），研制了优化设计电算程序，其能够同时给出设置水平加强层的最佳数量和最佳位置。     

碳纤维布加固不同锈蚀率钢筋混凝土梁抗弯性能研究

为研究碳纤维布加固不同锈蚀率钢筋混凝土梁的的抗弯性能,通过外加电流法获得锈蚀钢筋混凝土梁粘贴碳纤维布加固后进行受弯试验。结果表明:锈蚀钢筋混凝土梁整体上随着钢筋锈蚀率的提高,其承载力和抗弯刚度不断降低;锈蚀严重时,会发生脆性破坏;锈蚀混凝土梁粘贴碳纤维布加固可以明显提高其承载力和抗弯刚度;同时随着钢筋锈蚀率的提高,抗弯刚度的增加幅度也不断提高,而承载力的增幅影响不大。在试验及分析结果的基础上,引入锈蚀梁整体刚度退化系数以及考虑到碳纤维布拱作用模式的影响,进而提出了碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的计算方法。     

罕遇地震作用下钢筋混凝土框筒结构耗能研究

通过一钢筋土框筒结构实例,用振型分解法按等效单自由度体系求解其滞回输入能;用Pushover法分析了滞回耗能在层间的分布规律,与非线性动力时程分析需要选取地震波的不确定性相比,采用该法可以减少分析时间,同时获得较为稳定的分析结果.根据楼层滞回耗能与弹塑性层间位移的关系求出了各层的弹塑性位移,以此即可验算结构薄弱层在罕遇地震作用下的弹塑性变形;通过层间耗能分布及弹塑性层间位移的比较,体现了翼缘框架对整个结构的贡献.以上过程通过与非线性动力时程分析的对比,证明了方法的可行性.     

巨型框-筒结构的地震反应分析

采用空间有限元计算模型和时程分析方法,分析巨型框-筒结构的地震反应,比较巨型框-筒结构与普通框-筒结构的抗震性能．结果表明：两者的受力性能相似,巨型框-筒结构的前2阶自振周期比普通框-筒结构稍大,而其后13阶自振周期均比普通框-筒结构小;两者的振型图相似,第3、6阶振型以扭转为主;迁安地震波、EL Centro地震波和天津宁河地震波作用下,2种结构在控制结构体系的顶点位移、顶层速度、最大楼层加速度相差均不超过7％,而底层剪力、弯矩相差略大,且巨型框-筒的底层最大弯矩均小于普通框-筒;罕遇地震作用下,结构的顶层位移、速度、加速度反应谱相似．说明巨型框-筒结构具有良好的抗震性能,可以用于高层建筑的抗震设计．     

火灾高温下钢框架承载力及等效荷载分析

基于对火灾场钢结构框架梁极限抗弯、抗剪承载力和框架柱承载能力及稳定性的变化分析,提出采用等效楼面活荷载的增大来描述火灾高温对钢结构框架极限承载能力的削弱.建立火灾高温作用下钢结构框架梁极限抗剪承载力,框架柱承载能力和平面内、外稳定性以及结构等效楼面活荷载的计算表达式.通过具体算例分析火灾条件下,具有不同保护层厚度的钢框架梁、柱极限承载力以及结构等效楼面活荷载的变化规律,并将等效楼面活荷载计算方法与现有计算方法进行实例对比分析.分析结果表明:对于火灾高温作用下具有不同保护涂层厚度的钢结构框架,可根据火灾的燃烧时间和结构构件温度的变化,采用不同的等效楼面活荷载来分析火灾高温对结构受力性能的影响,简化结构的受力计算,判断其极限承载能力的变化.     

用奇异函数分析高层建筑水平加强层的作用

应用奇异函数分析受水平荷载作用的高层建筑中设置加强层和不设加强层的结构，导出水平位移、变形能的函数计算式。由于加强层的位置是随荷载位置变化的，因而这一位置只能限制在一定范围内。提出以顶层单位位移的能耗评价加强层的作用，并指出一些有待进一步探讨的问题。