地震作用下框架-复合墙结构弹塑性内力计算

框架-复合墙结构是以框架和密肋复合剪力墙共同承担水平地震作用的新型组合式双重抗侧力体系,合理计算弹塑性阶段框架与复合墙的内力是决定大震下结构体系安全性能的关键问题之一.根据6榀典型密肋复合墙试验数据,建立了复合墙体指数式刚度退化模型,量化了墙体在各变形阶段的刚度退化系数.在对比复合墙与框架、混凝土墙、砌体墙刚度退化规律的基础上,分析了复合墙刚度退化对结构受力性能的影响,提出了弹塑性阶段框架-复合墙结构地震内力的实用计算方法,并通过具体算例讨论了结构内力的变化情况.研究结果表明:弹塑性阶段,框架与密肋复合墙刚度退化速度比值呈非线性关系,框架分担总地震剪力的比例增加,但其绝对剪力值增加幅度并不明显;考虑弹塑性阶段复合墙的刚度退化,更好地符合了地震下框架-复合墙结构的实际受力情况.     

水平荷载作用下空腹巨型框架受力性能研究

根据截面惯性矩相等的原则,推导了空腹巨型框架等效截面高度系数以及材料用量比。以12层巨型框架为例．对比计算了实腹结构与空腹结构的自振周期、振型及位移、内力,并探讨了刚域与次框架对结构受力性能的影响。结果表明．空腹巨型框架结构自振周期较小,抗侧移刚度提高,侧移较小,且抗侧移刚度、侧移与内力突变较小,有利于增加使用空间,节省材料：刚域使得结构自振周期减小,侧移减小,次框架的存在大幅度地减少了结构侧移。     

钢框架-内嵌冷弯薄壁型钢复合墙体静力抗侧性能与设计方法

钢框架-内嵌冷弯薄壁型钢复合墙体(PF-CFSF)结构体系适用于多、高层建筑结构.用SAP 2000有限元针对PF-CFSF结构水平荷载下的抗剪性能进行分析.结果表明,用SAP 2000有限元能够较精确地模拟PF-CFSF结构的抗侧性能;PF-CFSF结构体系的弹性抗侧刚度及剪力分担率与钢框架抗侧刚度、墙体宽度及墙体覆面板材有关;在弹性工作阶段,PF-CFSF的抗侧刚度为钢框架(PF)和冷弯薄壁型钢复合墙体(CFSF)的刚度之和;冷弯薄壁型钢复合墙体与钢框架之间剪力分配符合按刚度分配的原则.抗侧刚度和剪力分配原则可用于多高层PF-CFSF结构体系的弹性阶段设计.     

内嵌墙板对框架抗震性能影响的试验研究

通过对空腹和内嵌墙板的钢筋混凝土框架进行低周往复试验,分析柔性连接的内嵌蜂巢夹芯墙板对框架结构抗震性能的影响规律.通过对有、无内嵌墙板的2组框架物理试验结果的对比分析,结果表明：加载初期内嵌墙板即与框架协同作用,提高了框架弹性工作阶段的抗侧移能力;内嵌墙板框架最终极限状态下的承载力高于空腹框架,2组框架的侧移无显著差异;内嵌墙板对框架刚度退化速率和退化程度影响不大,这是由于框架试件的刚度退化主要来源于框架构件混凝土的开裂和钢筋受力变形等.     

考虑轴压比影响时框架稳定性的刚重比控制方法

改变框架柱的轴压比,对10根钢筋混凝土柱与5根钢柱进行压弯试验,拟合了轴压比对框架柱抗侧刚度的影响公式.用等效水平力方法推导了结构临界重力荷载,提出了基于结构刚重比控制的框架重力二阶效应的稳定计算方法,给出了考虑轴压比影响时框架结构稳定性的刚重比控制方法.结果表明:考虑轴压比影响,框架柱抗侧刚度提高,使得计算的刚重比更容易满足规范关于框架结构稳定性对刚重比的要求,考虑轴压比对框架柱抗侧刚度的影响,符合工程实际,为现行规范对高层框架侧移计算的完善提供参考.     

高烈度地区多层钢结构住宅的计算分析

从建筑方面来说,在8度(0.2g)区做钢框架结构,施工速度快,也没有核心筒的限制,但造价偏高,抗侧移刚度小,采用框架--支撑体系可以增大结构的刚度,满足层间水平位移和总侧移刚度的要求.从结构方面来说,钢框架--核心筒体系受力更明确,现浇核心筒抗侧移刚度极强,卫生间的防水性能佳,可有效避免钢构件锈蚀.     

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.     

水电站厂房排架的内力计算

在分析水电站排架结构形式的基础上,优选内力计算方法,修正抗剪刚度系数和转动刚度,根据结构的实际受力状态,考虑各种影响因素,建立了一般水电站厂房排架的数学模型.     

有侧移半刚性连接钢框架柱计算长度的研究

基于钢框架稳定设计中柱计算长度的概念,本文采用三柱框架结构计算模型,通过考虑连接的非线性弯矩-转角关系,建立梁柱的有侧移半刚性连接转角位移方程,将横梁对柱子的约束弯矩按柱子的线刚度之比分配给柱;然后通过引入梁柱线刚度比修正系数的计算方法,推导了有侧移半刚性钢框架柱计算长度系数方程式,并研究了在梁-柱半刚性连接下柱的计算长度系数取值问题.本文得到的半刚性连接的柱计算长度系数公式与《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中的刚性钢框架柱计算长度系数形式相同.算例结果表明:考虑半刚性影响后,柱的有效长度系数增大7%以上,此类钢框架计算时应考虑梁柱节点半刚性的影响.本文计算方法简捷方便,便于工程实际应用.     

刚度特征值对框架剪力墙结构等效地震荷载计算的影响

文章根据框架-剪力墙结构的特点,以作用倒三角形水平分布荷载的等截面弯剪悬臂杆的侧移曲线作为其初始侧移模式,利用弹塑性反应谱计算等效地震荷载.对一个18层钢筋混凝土框架-剪力墙进行了基于不同刚度特征值的等效地震荷载的计算,最后讨论了结构刚度特征值对等效地震总剪力和楼层地震剪力的影响.     

核筒悬挂结构的动力特性及参数优化

基于欧拉伯努利梁理论和层剪切模型,应用拉格朗日方程推导了单段核筒悬挂减振控制结构的运动方程.在此基础上通过时程分析评价了结构的减振性能,应用复模态叠加法对结构的响应进行了频域分析,以主体核筒顶点位移和悬挂楼面层间位移响应为优化目标,对悬挂楼面的侧移刚度、阻尼器的刚度和阻尼系数进行优化.分析结果表明,存在最优的侧移刚度和阻尼器刚度使得核筒位移响应最小,存在较优的阻尼器阻尼系数可同时有效抑制核筒和悬挂楼面的响应,所以通过合理设置结构参数能够显著减小核筒悬挂减振结构的动力响应.     

土-筏基钢框架结构动力相互作用试验研究

为了解土-结构动力相互作用,分别在土槽和刚性地基上进行大比例筏板基础-钢框架顶层低频激振,通过改变上部结构刚度而进行了4个工况的试验对比,对采集的信号进行频谱分析和时域分析,得到不同工况下刚框架频率和动力反应,发现土体对结构频率与动力反应的关系呈现出一定的规律,这种规律主要是由上部结构的刚度变化引起的.土槽中的结构比刚性地基结构自振频率有所折减,随着上部结构刚度的增加土槽中的结构自振频率折减增多,试验最大值可达21.63%.结构各层柱的最大剪力、各楼层加速度峰值及位移峰值有明显的变化规律,加速度折减可达30%以上.     

六边形平面楼盖开洞对结构抗震性能的影响分析

本文以贵州省博物馆新馆仪式大厅结构为背景,分别考虑楼盖刚性假定和弹性假定,针对楼盖开洞引起的平面不规则性进行了6个算例的抗震性能研究。分析表明:六边形平面的周边框架和洞口周围框架形成密柱框筒;楼盖开洞未造成明显的扭转影响,也未明显削弱结构抗侧刚度;楼盖开洞位置的选择较为重要,否则调整刚心与质心的位置偏差而增大结构抗侧刚度时容易导致位移比出现小数比小数而不易满足要求;开洞面积的大小不宜作为结构超限的硬性指标,而应以结构抗侧刚度和楼层受剪承载力作为辅助判别标准;楼盖开设大洞口后结构整体分析宜按弹性楼盖假定,但楼盖弹性假定计算的位移比要小于刚性假定计算的位移比;楼盖的刚、弹性假定对楼层地震剪力计算结果的影响几乎可以忽略。     

刚度突变对结构转换层配筋影响的研究

用结构三维分析程序ＴＡＴ,对某工程实例的３３层框－剪结构进行分析并计算其配筋量,该结构的抗侧移刚度沿度度方向在两处发生突变,经分析得出结论：在进行高层建筑结构的设计时,结构的抗侧移刚度可以出现突变,而且只要转换层的位置选择得当,转换层不必进行特殊加固,结构抗侧移刚度的突变异了配艋量的增大,这一现象只有在转换层内才显得比较突出,而在远离转换层处,其影响大幅减小,其至反而结构的抗震性能有所改善。     

底层大空间高层结构自由振动的实用计算方法

以连杆节间为界，按弹性支座上的Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ悬臂梁建立剪力墙部分的振动方程，按一般框架建立框架部分的振动方程。根据力，位移协调条件，形成底层大空间高层建筑结构的自由振动方程，并据此计算其自由振动。     

屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系抗震性能

基于利于结构安装和抗震修复以及屈曲约束支撑的特点,采用梁柱铰接钢框架承受竖向荷载、屈曲约束支撑抵抗水平荷载的结构体系,并推导了这种结构体系的楼层弹性和弹塑性抗侧刚度.采用双线性模型模拟屈曲约束支撑的滞回性能,采用时程分析方法分析了屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系的抗震性能、弹性及弹塑性地震反应特征.结果表明:多遇地震下,结构楼层位移反应基本呈线性关系,层间位移角分布比较均匀;罕遇地震下会出现薄弱层现象,但各层支撑都会屈服耗能.除底层以外,楼层剪力主要由支撑承担,而底层框架柱承担的楼层剪力比例会增大;框架梁和柱在各级地震下都处于弹性状态;屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系具有较好的抗震性能.     

梁柱式胶合木结构体系抗侧力性能试验

为研究梁柱式胶合木结构体系的抗侧力性能,对10榀单层单跨梁柱式木框架足尺试件进行了水平荷载试验,其中2榀为单调加载,8榀为低周反复加载,考虑了4种抗侧加强结构体系,即交叉支撑、人字撑、隅撑以及填充轻木剪力墙.根据试验现象和由试验数据获得的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、强度退化曲线、耗能曲线等研究了各抗侧力体系的变形能力、耗能能力、破坏模式等抗震性能,结果表明,交叉支撑、人字撑结构体系表现出良好的抗侧刚度,但二者延性较差;隅撑结构体系抗侧刚度较纯框架结构体系有了一定的提高,延性好于交叉支撑、人字撑结构体系;填充轻木剪力墙结构体系表现出良好的抗侧刚度和延性.最后,分析了各抗侧力结构体系的薄弱部位,并提出了改善加强措施.     

钢筋混凝土摩擦耗能支撑加固既有框架结构的研究

为了研究用钢筋混凝土摩擦耗能支撑对既有框架结构加固后的抗震性能,利用ETABS软件模拟既有框架结构加固前和加固后的模型。对比了两个模型的层间位移角、剪重比以及内力变化。通过研究表明:增设耗能支撑的加固措施,不仅能有效地改善既有框架结构的抗侧刚度,而且在罕遇地震作用下还能提供很好的耗能减震性能,从而使既有框架结构加固后具有足够的抗震安全储备实现其抗震设防目标。     

底层柱刚度对框架结构抗震性能的影响

利用有限元软件SAP 2000,采用"串并联多质点体系"振动模型,对多维地震作用下的钢筋混凝土框架结构进行了弹性时程分析,通过改变底层柱截面尺寸,研究了不同的底层柱刚度对框架结构在多维地震作用下抗震性能的影响.研究结果表明,多维地震作用下,底层柱刚度在一定变化范围内增大,层间剪力和层间加速度等逐渐变大,但是层间位移和楼层顶点位移逐渐变小.