某办公楼轻钢加层加固工程设计

轻钢加层因为质量轻、对原结构影响小、施工快等优点在老旧房屋改造中广为应用,但由于其结构特性,在混凝土和钢结构连接处易产生刚度突变,从而影响结构整体的抗震性能。文章以某办公楼轻钢加层结构为例,通过SAP2000建立有限元模型,分析对比加层前后结构在地震作用下的自振周期、弹塑性层间位移角、基底剪力等参数,并提出2种防屈曲支撑布置方案,分析对比其对抗震性能的影响。结果表明:原结构在加层后周期和层间位移明显增大,扭转效应增强,部分参数超限;加设防屈曲支撑布置后,结构整体的抗震性能得到明显改善;加层结构中防屈曲支撑的布置位置对整体结构的抗震起重要作用。     

低层无比钢结构的整体力学性能分析

基于有限元方法建立无比钢轻钢龙骨结构有限元分析模型,对有限元模型进行静力和时程分析,研究墙板对结构整体力学性能的影响,为该类结构体系在工程设计和实际应用中提供依据。结果表明,结构水平荷载主要考虑地震作用的影响;不考虑墙板作用时,无比钢纯钢骨架的整体刚度不足、侧移过大;墙板的蒙皮效应显著增强结构整体刚度,减少结构侧移,有效提高结构的承载力和抗震性能;OSB 板作为墙面板时,具有更好的力学性能和抗震性能。     

低层装配式竖缝中空剪力墙抗震性能

为改善低层装配式混凝土结构的抗震性能,提出一种低层装配式竖缝中空混凝土剪力墙形式,为检验其抗震性能,采用数值模拟方法,建立了4片具有不同缝间墙高宽比的剪力墙模型,通过对比4片墙体模型在低周反复加载下的数值试验结果,研究装配式竖缝中空剪力墙的抗震机理和抗震性能的影响因素.结果表明,不同缝间墙高宽比的墙体滞回曲线形状一致,滞回曲线随缝间墙高宽比的增大饱满程度更高;墙体承载能力和刚度随缝间墙高宽比增大而有所降低,但降低程度不大;通过在低层装配式剪力墙中设置竖缝,改善了墙体延性;竖缝中空剪力墙可用于低层装配式结构中,具有较好的推广价值.     

中国—东盟国际商贸物流中心超高层结构静力弹塑性分析

为了研究钢框架—钢筋混凝土核心筒结构体系的抗震性能,基于FEMA-356建议的模型,采用MI-DAS/Gen有限元分析软件对中国—东盟国际商贸物流中心A座进行静力弹塑性分析,研究该结构体系整体抗震性能。结果表明:结构构件进入弹塑性的层次分明,核心筒为强墙弱梁的屈服机制,核心筒屈服后在外框架的协同作用下,整体结构仍能够继续承受较大的地震荷载,结构破坏模式合理,具备多道抗震防线及良好的抗震性能。研究结果可为结构工程设计提供良好的参考。     

冷弯薄壁轻钢结构农房的抗震性能及成本分析

对冷弯薄壁轻钢结构农房的抗震性能及成本进行分析。利用有限元软件SAP2000分别对相同建设标准（同一建设场地，平面布置相同、层高相同、体型相同）、同等施工预算的砖混结构、框架结构和轻钢结构体系农房进行动力时程分析，通过模态分析了解前3阶自振周期和振型，对比了3种结构体系在多遇地震下的楼层加速度峰值、层间位移角、层间剪力。结果表明，轻钢结构农房相比其他两种体系农房加速度峰值最高，层间位移角最小，有更好的抗震性能表现；运用静态、动态的经济分析方法对3种结构体系农房进行全寿命周期（前期准备阶段、设计阶段、施工阶段、使用维护阶段、拆除阶段）成本分析，结果显示，轻钢结构农房较其他两种结构具有明显的综合经济效益。     

不同蒙皮结构下轻钢龙骨的抗侧性能试验研究

对带有不同支撑形式、采用不同墙板材料的组合墙体的抗侧性能进行研究,即采用1∶2单片墙体建立6个具有不同支撑形式的轻钢龙骨墙体模型,分别对其抗侧性能进行试验研究。结果表明:在这3种不同结构形式的模型中,轻钢龙骨带角支撑结构体系的抗侧力最高,轻钢龙骨骨架结构体系的抗侧力最低,轻钢龙骨带斜支撑结构体系位于两者之间;钢丝网对带支撑的轻钢龙骨墙体的抗侧力有一定的作用;对同一种支撑形式的轻钢龙骨墙体,涂抹水泥砂浆的组合墙体抗侧力明显高于覆OSB板的组合墙体。     

扭曲体型高层网筒结构体系的结构布置及基本性能

为配合扭曲体型高层建筑方案,提出扭曲体型高层网筒结构体系,给出其结构布置,分析扭曲程度对结构基本性能的影响。通过系列模型计算,探讨了旋转角、主环梁层间距、结构高宽比等几何参数对结构抗侧性能的影响。其中,旋转角和结构高宽比是主要影响参数,主环梁层间距影响不大。扭曲结构最大抗侧刚度对应的层旋转角存在一个适宜区间,随着高宽比的增大,此角度区间范围变窄;在此区间内扭曲体型能够有效提高抗侧刚度,在此区间之外其抗侧性能则比传统非扭曲结构差。当结构总旋转角为90°时,不同高宽比的扭曲结构都具有最优抗侧性能。扭曲结构虽然受力合理,但是从底部算起至少半数楼层的主环梁必须考虑竖向荷载产生的轴拉力,而且考虑主环梁轴拉力的楼层数占总层数的比例随着高宽比的增大而增大。扭曲体型高层网筒结构体系具有良好的结构效率和抗侧性能。     

高宽比对连柱钢支撑框架结构抗震性能的影响

为了研究高宽比对连柱钢支撑框架结构抗震性能的影响,采用有限元软件SAP2000建立10层3跨框架,基于底部剪力法估算侧向力大小,研究了不同地震设防烈度下结构高宽比对柱脚抬起的影响,结果表明高宽比大于1.93时,罕遇地震下水平倾覆力矩增加,柱脚会向上运动。分析了抬起柱脚对损伤分布的影响,提出了柱脚抬起高度确定方法,依据此方法,采用有限元软件ABAQUS分别建立3层3跨、6层3跨和9层3跨有限元模型,进行低周往复加载,分析了高宽比对结构滞回性能影响,结果表明,结构高宽比越大,承载力和抗侧刚度越小,变形越大。算例正向骨架曲线均呈现三阶段特性,建议层间位移角范围在0.002 5～0.012 8 rad对耗能连梁进行替换。     

基于抗震概念设计的密肋复合墙新型抗震结构体系

以512汶川大地震震害调查为基础,从抗震概念设计的角度出发,对建筑结构的典型震害进行了分析,指出设置多道防线、合理刚度布置、增强整体性能、重视非结构构件等对于保证结构抗震安全的重要意义,并结合课题组多年的研究成果,提出了一种具备多道抗震防线的刚度可调型密肋复合墙新型抗震结构体系,探讨了其对于改善结构抗震性能所起的积极作用.     

基于地震响应时程的多层轻钢结构特性

通过对轻钢结构的地震响应特征进行研究,采用有限元方法对轻钢结构模型进行非线性地震响应分析,研究顶层位移和其他各层位移的变化,比较60,100,120,160mm几种不同厚度楼板的地震波响应,得到计算模型的应变、应力关系。研究结果表明：不同厚度楼板对相同的地震波有不同的地震响应,当楼板厚度为120mm和160mm时,对地震波产生的响应最为强烈;多层轻钢结构具有很好的剪切变形;在多层结构设计时,应该根据具体要求定性分析和定量计算楼板厚度对抗震性能的影响。     

低周往复荷载作用下的空心桥墩抗震性能分析

为了研究不同因素对矩形空心桥墩抗震性能的影响,采用数值模拟方法,通过非线性静力分析,考察钢筋混凝土空心桥墩在低周往复荷载下的抗震性能。通过与已有试验数据比较,验证了数值模型的有效性及准确性。在此基础上研究轴压比、配箍率、配筋率、高宽比等因素对空心桥墩抗震性能的影响。结果表明,所建数值模型能够较好地模拟桥墩在低周往复荷载作用下的受力性能;在正常范围内稍稍提高轴压比可以提高桥墩的极限抗压承载能力;配筋率的提高也有利于桥墩的抗压承载能力的提升,而高宽比及配箍率的改变对桥墩的抗震性能影响不大。     

支撑布置形式对RC框架结构的抗震性能影响

框架体系中支撑的布置形式决定着结构各方面的性能,合理的布置支撑在提高结构刚度的同时可以优化结构的抗震性能.为了探究不同的支撑布置形式对框架结构的抗震性能影响,分别建立了 4层和8层RC框架结构模型,利用SAP2000进行动力特性和Pushover分析,对比研究了多种支撑布置方案下结构的抗震性能.结果表明:随着支撑数量的...     

基于IDA分析的新型消能摇摆结构抗震性能

针对重大灾害过程中建筑结构的破坏特点,采用增设摇摆刚架的设计方法构建新型消能摇摆结构体系,并利用IDA分析方法对其抗震性能进行系统研究.以已建成的某6层框架结构为研究对象,建立新型消能摇摆结构体系的计算模型.选取ATC-63建议的20条远场地震波作为地震动输入,利用OpenSees软件对该结构体系进行增量动力分析,获得结构体系在不同地震动激励下的动力响应,并结合现行建筑抗震设计规范探讨新型消能摇摆结构体系的抗震性能.结果表明:新型消能摇摆结构体系的变形模式与耗能机制更为合理,其抗震性能优于传统结构体系.     

适于低层农房的装配式轻钢边框-薄墙板组合结构抗震性能试验研究

为了满足绿色农房产业化的需求,研发了一种装配式轻钢边框-单排配筋薄墙板组合结构受力体系.进行了轻钢框架及组合结构单元低周反复荷载试验,分析了再生混凝土的填充作用对轻钢框架的影响以及墙板钢筋暗支撑、墙板厚度与轻钢边框截面对组合结构力学性能的影响.结果表明:与空钢管框架相比,钢管内填充再生混凝土具有良好的力学性能;薄墙板与轻钢框架组合结构在受力过程中呈现出明显的2道抗震防线.建议采用Park-Ang损伤指数来确定该类装配式组合结构在不同受力阶段的损伤指数,为结构抗震设计提供参考.     

结构参数对低层轻钢房屋抗震性能影响分析

为研究不同结构参数对低层轻钢房屋抗震性能的影响,以已有试验结果为基础,采用ABAQUS软件建立轻钢房屋的有限元模型,计算得到的房屋自振频率、加速度反应及位移反应等均与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的正确性.在此基础上,对验证后的房屋模型在9度多遇及9度罕遇地震作用下进行了变参数分析.研究结果表明:采用增加覆面板数量、增设柱间斜撑的墙体构造形式可提高房屋的自振频率、加速度及位移响应;但改变覆面板材料对整体结构的动力特性及地震响应影响较小;墙体开洞率对房屋在地震作用下的结构响应影响明显,因此墙体开洞率不应大于29.09%;轻钢房屋长宽比减小,平面布置更规则,结构自振频率增大,加速度及位移响应降低.     

巨子型有控结构体系基于失效路径的结构抗震性态研究

过往对巨子型有控结构体系抗震性能的研究往往使用层间位移角作为性能指标,这对具有很多冗余构件的复杂结构体系来说是不够的。本文对此进行改进,将层间位移角与结构失效路径相结合,提出了结构抗震性态这一概念,用以描述结构在遭受地震破坏时的状态。最后建立了巨子有控结构体系三维有限元模型,利用本文提出的方法进行了抗震性态研究,从不同尺度分析了结构的破坏过程,其结果可为结构的抗震设计提供更加合理的建议。     

巨-子组合结构减震控制研究

巨型结构具有很大的整体稳定性和很高的结构效能,其主、子结构各自的受力特点决定了主、子结构的形式、建材、抗震性能要求等可以不同。利用该特点,以钢(型钢)混凝土建造巨型结构的主结构,轻钢构建子结构,形成不同于现有巨型结构和超高层混合结构的真正结构意义上的组合结构。为克服该新型组合结构体系中轻钢子结构过大的荷载响应,在子结构柱下设置夹层橡胶隔震支座,由此构成了巨-子组合减震结构。不同于已有的巨型框架多功能减振结构,本研究的建材不同,也更具实际工程意义。对依据该思想设计的一座70层超高层住宅做了多方案对比计算分析,得出一系列可供工程设计借鉴的结论。     

轻钢框架加强型中节点抗震性能研究

目的研究利用柱腹板屈曲后强度轻钢框架加强型中节点在地震荷载作用下的抗震性能,为轻钢结构抗震设计提供参考.方法对两组轻钢框架中节点进行低周往复循环载荷下(拟静力)的抗震性能试验研究,采用ABAQUS非线性有限元程序进行仿真,与试验结果进行对比,以验证有限元模拟的正确性.结果采用增加横向及纵向加劲肋的方式进行加强的中节点具有较强的吸能耗能能力和变形能力.所建立的ABAQYS有限元模拟程序能对此试验过程进行有效的全过程模拟.结论两类不同加强方式的轻钢框架中节点具有良好的抗震性能,有限元模拟分析具有良好的仿真性及有效性.     

连接形式对扩建多层砖房抗震性能的影响

结合某扩建工程实例分析了连接形式对扩建多层砖房抗震性能的影响 ,结果表明 :当扩建部分的高宽比过大时 ,连接形式是影响结构抗震承载能力的关键因素。根据研究结论和工程实践 ,对扩建多层砖房的抗震设计及施工提出了建议。     

考虑动力相互作用的变电站数值模拟和损伤评估

基于主-子结构动力相互作用机理、隐式动力学数值模拟分析及振动台试验,对考虑主-子结构相互作用的变电站结构体系的抗震性能及破坏模式开展了系统研究,分别从内力、位移、加速度等多方面进行了结构体系的地震反应分析,得到了电气设备与主体结构的相互作用机理及电气设备的动力放大系数,并定量分析了动力特性和地震响应值;提出了主体结构的抗震性能目标;基于位移修正系数法建立了变电站主体结构的层损伤评估模型和整体损伤评估模型,并通过振动台试验验证了所提出损伤评估模型的正确性.研究结果对同类生命线工程和具有复杂设备工业建筑的抗震设计和震损评估具有重要借鉴作用.