多层框架建筑结构设计探索

框架结构是多层房屋的常用结构形式。在高层建筑中，框架结构单元常常与其它结构单元（支撑剪力墙、筒体）组合，构成框架一支撑、框架一剪力墙、框架一筒体等结构体系。多层框架结构广泛应用于办公楼、旅馆、住宅、厂房、仓库等民用和工业建筑中。     

混凝土单跨结构抗震加固方案研究

目前已建的中小学教学楼中有许多属于单跨或单跨加悬挑外廊的结构形式。这种结构形式安全储备低,在地震作用下,倒塌的可能性很大。现行规范已经提出抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。结合安徽和县地区中小学教学楼抗震加固工程实例,介绍了实际工程中可行的几种单跨结构加固方案。     

高层钢框架结构变形控制设计方法研究

目的改进现阶段基于承载能力极限状态分析法应用在高层钢结构设计中的不足.方法选取二阶效应参数c、结构高宽比H/L、框架柱长细比λ和梁柱总线刚度比KZ等参数对单跨12层钢框架结构1B12F及双跨32层钢框架支撑结构2B32F进行工况设计与参数分析.结果由滞回曲线结果看出,对于不同参数的钢框架结构,其一层柱顶的滞回曲线均为饱满的梭形.对于1B12F钢框架结构及2B32F钢框架支撑结构,在荷载达到一级加载制度的峰值时,结构柱顶水平侧移与层间相对侧移均已经超过了规范的位移容许值.结论对于钢框架结构以及弱支撑的钢框架支撑结构,在低周往复荷载作用下刚度退化迅速,由于其侧向刚度较低,框架的侧移超过了正常使用极限状态的位移容许值,其抗震设计应由位移作为控制标准.     

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。     

偏心支撑框架子结构实时混合仿真试验研究

实时混合仿真是一种新兴的结构抗震试验方法.建立了一套混合仿真试验系统,其中包括基于OpenSees有限元软件的数值模拟计算机,具有时滞补偿功能的目标计算机以及终端连接的电液伺服控制系统.在MATLAB中建立Simulink数值仿真模型,并提出了一种基于位移预测的自适应前馈时滞补偿器.最后,以一个单层三跨高强钢组合偏心支撑钢框架结构为原型,取边跨带有偏心支撑的单层钢框架作为试验子结构,进行了一个缩尺比例为1/2结构模型的实时混合仿真试验.试验结果表明随着模型整体响应加速度峰值的增大,控制系统的最大时滞补偿误差、最大幅值误差均有增大趋势,但均在容差允许范围之内,同时说明了该混合仿真试验系统具备良好的稳定性和精度,能够有效地对偏心支撑框架子结构结构模型进行抗震性能试验.     

不同跨宽的外置K形支撑钢框架抗震性能分析

目的研究外置K形支撑在钢结构中的应用,分析外置K形支撑的外置跨宽度对结构体系的抗震性能的影响.方法基于位移的抗震设计方法,建立外置K形支撑钢框架结构模型,并进行模态分析、静力弹塑性分析以及动力时程分析,研究不同跨宽的外置K形支撑钢框架抗震性能.结果在小震作用,外置K形支撑处于弹性状态,外置跨宽度越大的结构,可以为结构提供更大的侧向刚度,减小结构层位移;在大震作用下,外置支撑先于框架结构构件破坏,消耗地震能量,且破坏处位于主体结构之外,易更换支撑.结论当外置K形支撑跨宽度在1～1.5 m内,结构的承载力、刚度和抗震性能随着外置跨宽度的增加而提高.     

地下水位上涨对浅埋矩形框架结构受力影响研究

地下水位上涨造成土体水土压力的变化，进而影响结构的安全性。结合石家庄地铁某工程实例，通过SP84软件计算当地下水位处于地面0m，-2m,-4m,-6m和-8m工况下，矩形框架结构的受力情况，分析顶板跨中、端部和底板跨中、端部弯矩随地下水位上涨的变化特征。计算结果表明，随地下水位上升浅埋矩形框架结构顶板跨中、底板跨中和顶板端部弯矩变化量均小于工程允许的变化范围5%，底板端部弯矩增加量大于工程允许的误差范围5%，设计时应做加强考虑。     

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。     

新型外包钢组合梁框架结构抗震性能试验

为克服普通组合框架结构体系存在的缺点,首次提出新型外包钢混凝土组合梁-型钢混凝土柱组合框架结构体系.设计制作了一榀单跨两层型钢混凝土柱-外包钢混凝土梁的组合框架结构模型,并通过施加恒定竖向荷载和低周反复水平荷载,对模型框架进行了抗震性能试验.试验表明,该榀组合框架在地震时能形成梁铰破坏机制,框架的变形能力、承载能力、延性、耗能能力等均满足延性框架的抗震要求,且模型框架的有效延性系数达到了7.5.新型型钢混凝土组合柱-外包钢混凝土组合梁框架结构的抗震性能优于钢框架结构和钢筋混凝土柱-钢梁框架结构,可在中高层建筑中推广应用.     

钢筋混凝土框架结构优化设计探讨

钢筋混凝土框架结构是我国建筑结构中一种量大面广的结构形式.论文从钢筋混凝土框架结构的框架梁柱及次梁布置、梁柱截面尺寸的选取与配筋、新材料的应用等方面探讨了钢筋混凝土框架结构优化设计概念的工程应用.     

钢筋混凝土框架结构抗火试验研究

首先对混凝土高温下本构关系进行试验研究，在此基础上，参照国际标准ＩＳＯ－８３４，对五榀单层双跨钢筋混凝土框架进行了正常使用荷载作用下，常温６００℃，８００℃以及单跨和双跨加热等条件下的模拟火灾试验，为揭示钢筋混凝土框架结构火灾时的热传导规律和力喧行为积累了宝贵资料，并为结构的火灾反应分析提供了可靠的数据。     

钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构概率地震易损性评估研究

为了研究钢管混凝土(CFST)框架-屈曲约束支撑(BRB)结构的抗震性能以及地震动持时对结构概率地震易损性的影响，基于能量平衡的塑性设计方法，设计了9层框架支撑结构．选取其中一榀单层单跨的框架支撑试件进行了低周循环加载试验和数值分析．采用Open Sees程序建立了9层典型三跨子结构的弹塑性分析模型；通过增量动力分析法得到了结构在不同工程需求参数和地震动强度参数下的易损性曲线，分析了地震动持时对结构抗震性能的影响．研究结果表明：试件的水平荷载-位移滞回曲线饱满，耗能稳定；结构90%的塑性变形耗能集中于屈曲约束支撑；整体损伤因子(ODI)可以较好地反映地震动持时对框架支撑结构累积损伤的影响；长持时地震动下结构的倒塌中位值比短持时的低24%．以ODI为工程需求参数时，考虑地震动谱加速度和重要持时的地震动强度综合指标I_NP-D表现出更优的实用性、有效性、充分性和调幅鲁棒性．对于I_NP-D，罕遇地震水平下，长持时地震动下的ODI超越0.2和0.4限值的概率分别是短持时的1.74和5.0倍，因此建议钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构的抗震设计和分析应关注...     

钢-混凝土组合楼盖空间作用的试验研究

为了研究钢混凝土组合楼盖的空间作用,采用伪静力试验方法对按1/4比例缩小的单跨、4层、4柱距的钢框架、带水平支撑钢框架、组合框架以及带水平支撑组合框架模型进行了弹性比较试验,并对组合框架结构模型进行了破坏试验。试验结果表明,钢混凝土组合楼板能够满足水平荷载作用下协同框架结构整体受力的要求。在弹塑性阶段,混凝土楼板和钢梁之间仍然能够通过栓钉共同工作,有效地减小水平荷载作用下框架结构的侧向位移。试验验证了组合楼盖传递水平荷载的有效性,为进一步的理论研究提供了参考。     

真实火灾下钢筋混凝土柱-钢梁框架结构的耐火性能分析

框架结构整体的耐火性能研究是保证结构在火灾下安全性的重要问题,通过ABAQUS建立钢筋混凝土柱-钢梁框架结构的温度场模型和热力耦合力学模型,分析在真实火灾升温作用下,不同受火工况对于组合框架的耐火性能的影响,并与标准温度曲线做对比,得出框架的温度场、应力、应变云图,并对框架结构的柱顶竖向位移、梁柱节点水平位移、梁跨中挠度、应力应变发展规律进行分析.     

传统风格建筑钢框架结构抗侧刚度试验研究

为研究传统风格建筑的抗侧力性能,进行了1榀单层两跨传统风格建筑钢框架结构的低周反复荷载试验.通过测试试件在侧向力作用下的位移角变形和承载力退化趋势,研究了传统风格建筑钢框架结构的抗震性能,分析了结构的弹塑性特征、整体框架抗侧刚度退化、结构在同级位移循环加载条件下的刚度退化规律以及加载位移与残余变形的关系.结果表明:传统风格建筑钢框架结构表现出较强的承载力和良好的抗侧能力,在水平荷载作用下,钢框架结构形成多道抗震防线,结构刚度退化表现出由快到慢的规律;结构破坏时位移角达到1/20,未发生承载力陡降的不利情况;传统风格建筑钢框架结构在水平荷载作用下形成梁铰破坏机制,满足规范提出的"强柱弱梁,强节点弱构件"的抗震设防要求.     

对斜支撑结构于抗震设计中作用的探讨

单个结构单元的非线性分析说明,在异型柱框架中添加了人字形支撑后,结构的抗扭刚度和抗扭承载力有显著提高,延性也有所提高。通过对异型柱框架结构和矩形柱结构进行地震作用下的对比分析,说明异型柱框架的抗扭性能要远低于等惯性矩的矩形框架结构,添加斜支撑对提高异型柱框架抗震性能有显著作用。本文采用有限元程序Ansys和SAP,对异型柱框架结构和异型柱加斜支撑结构进行了空间受力分析,并建议在刚心与质心不一致的异型柱框架结构中,适当使用斜支撑结构以便提高结构抗扭性能。     

钢筋混凝土框架非线性全过程分析

本文将钢筋混凝土非线性全过程分析方法从单根构件推广到框架结构中,研究框架受力和变形的全过程,并着重分析了多种单跨两层框架。对单跨单层框架的分析表明计算结果与试验相当接近.框架柱的实际变形曲线随加载过程不断变化,框架最后失去承载能力与塑性铰的个数有关,而轴力引起的二次矩影响在框架中不如在单根悬臂柱中那么突出。     

浅谈框架-核心筒结构在超限高层设计中的应用

框架-核心筒结构是现代高层建筑结构中较为常用的结构形式。该技术利用外围梁柱形成框架受力体系，中间使用筒体。框架-核心筒结构能够使超限高层具有较高的结构性能，提高建筑的稳定性、抗震性、安全性等使用性能。本文就框架-核心筒结构在超限高层设计中的应用进行了简要论述。     

某三角形平面带中庭大型商业综合体结构方案比较研究

某三角形平面带中庭大型商业综合体原结构体系为少墙框架结构,文章针对原结构体系方案提出了框架剪力墙结构体系方案和支撑框架结构体系方案,并对三种结构方案在抗震性能及经济性上进行方案比较,得出相应结论可为此类建筑前期结构方案选型提供借鉴及数据支持。     

板件弯剪屈服型耗能支撑钢框架结构抗震性能

为了研究板件弯剪屈服型耗能部件对钢框架结构抗震性能的影响,通过ABAQUS有限元分析软件建立了一系列带有板件弯剪屈服型耗能部件的双层单跨单斜支撑钢框架结构数值模型,探究了结构的破坏模式以及不同参数对结构的承载能力、耗能能力、支撑与支撑框架结构之间的承载力分配、耗能分配等抗震性能的影响规律。分析结果表明：板件弯剪屈服型耗能支撑钢框架结构主要依靠耗能部件的剪切板和弯曲板先后屈服进入塑性耗散能量;结构滞回曲线饱满,耗能性能良好;加载前期,主要由耗能支撑承担结构的水平承载力和能量耗散,加载中后期,梁与节点板相接的翼缘和柱脚外翼缘出现应力集中现象而进入塑性,耗能支撑的水平承载力和能量耗散占比逐渐降低,但仍大于50%。可见板件弯剪屈服耗能支撑能够较好地分担钢框架结构的承载力和能量耗散,可考虑应用于实际工程。