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。     

钢支撑加固某钢筋混凝土框架结构研究

为了满足新的使用要求,需拆除某框架结构的部分框架,从而造成结构抗侧刚度减小,层间位移角过大,不能满足规范要求.在进行加固改造设计时,从整体设计入手,在不影响使用前提下,采取在其他部位增加钢支撑的方案解决刚度不足的问题.本文方法可供类似工程的加固设计参考.     

高烈度区新型钢筋砼框架的抗震性能

研究高烈度区环境下带屈曲约束支撑钢筋混凝土框架的抗震性能,给出屈曲约束支撑在抗侧刚度不足的混凝土框架结构中的设计流程.结合工程算例,对原结构进行支撑的设计和布置,并对整体结构进行静力分析和动力时程分析.结果表明,屈曲约束支撑在增加结构刚度、减小层间位移以及抗震耗能等方面均具有良好的性能.     

HPFL加固前后空斗墙片抗侧刚度试验

为了解空斗墙的抗震性能,对9片空斗墙墙体进行了水平低周反复荷载试验,研究了空斗墙墙体抗侧刚度及刚度退化情况,再通过9片经高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(High Performance Ferrocement Laminate,简称HPFL)加固修复的空斗墙墙体的水平低周反复荷载试验,对加固前后空斗墙片各个阶段的抗侧刚度进行了对比分析。试验表明,空斗墙的砌筑方式、砂浆强度和竖向压应力对墙体初始刚度有所影响,但不能明显延缓墙体刚度退化的速度;加固后的墙体极限荷载刚度均有所提高,圈梁构造柱加固所提高的幅度高于剪刀撑加固。可为研究空斗墙抗震性能提供必要理论,为寻求经济有效的加固方式提供思路。     

楼梯对不同刚度钢筋混凝土框架结构地震反应的影响

为研究楼梯对结构地震反应的影响,利用ETABS设计了2个不含楼梯的钢筋混凝土框架模型和2个包含楼梯的具有不同初始抗侧刚度的钢筋混凝土框架模型,采用振型分解反应谱法对模型进行了弹性地震反应对比计算分析。结果显示:楼梯参与结构整体计算后,结构的抗侧刚度、振动模态、结构基底剪力及梯间框架柱内力分配比例等均明显变化,且影响程度因原框架抗侧刚度大小不同而异。建议当前框架结构设计可以适当提高结构抗侧刚度,以减小楼梯对结构地震反应的改变程度,降低考虑楼梯参与结构整体抗震分析计算的复杂性。     

设置耗能外挂墙板结构的抗震性能

外挂钢筋混凝土墙板作为工业化住宅的重要结构构件,其强度和刚度对主体结构的抗震性能有显著影响.运用有限元分析方法对设有外挂墙板的12层钢筋混凝土框架结构模型进行动力时程分析,分析结果表明设置外挂墙板后主体结构的抗侧刚度增加,自振周期缩短,抗扭性能明显提高;在多遇地震和罕遇地震作用下,相对于以往使用柔性连接未考虑外挂墙板的抗侧刚度和强度时,设置耗能外挂墙板考虑其抗侧能力后结构的最大层间位移总体上呈缩小的趋势,且相应的地震响应均呈一定程度的减弱.因此,工业化住宅的设计应合理考虑外挂墙板对主体结构抗震性能的影响.     

底框砖房侧移刚度简化计算及其在抗震加固中的应用

从势能变分法入手,推导并分析底框砖房这种结构各抗力构件的侧移刚度、杆系与砌体共同工作的整体侧移刚度简化计算公式,讨论构造柱对总体结构侧移刚度的影响以及侧移建设刚度在这类结构抗震鉴定与加固方面的应用,在工程实际中有一定的应用价值。     

外包钢加固对框架结构地震响应的影响

为研究外包钢加固对框架结构质量、刚度、周期的影响,结合具体的工程实例,采用有限元程序SAP2000,对加固后某5层钢筋混凝土框架结构进行弹塑性分析。研究结果表明,外包钢加固会引起构件内力的重分布,弹性状态下形成刚度软弱层,抗震设计时,应从构件截面和结构整体变形两个方面来评价加固后整体结构的抗震性能。     

带地下室的高层建筑结构底部约束条件的确定

带地下室的高层建筑结构在设计、分析时通常简化考虑上部结构、地下室和回填土的相互作用.地下室结构的抗侧刚度及构造等满足我国抗震规范要求时,地下室顶板可作为上部结构的嵌固端.该文分析了上部结构底部的约束条件,针对上部结构的简化分析模型提出了一些建议.     

钢支撑加固既有丙类框架结构抗地震倒塌能力

针对某既有混凝土框架结构使用功能改变,设防类别由丙类提高为乙类导致结构抗震性能不足的问题.在不提高框架抗震等级的前提下,采用钢支撑进行加固,研究了支撑数量、布置方式对结构抗震性能的影响并得到最佳加固方案.借助软件EPDA对加固后结构进行了动力弹塑性时程分析,采用IDA方法研究了加固前后结构的抗倒塌能力.研究结果表明:采用部分柱包钢、钢支撑复合加固后结构抗倒塌能力满足乙类结构设防要求,可以不考虑设防类别提高造成的抗震构造上的不足,加固工作量大大降低.     

开洞外墙对工字型平面高层住宅剪力墙结构抗震性能的影响研究

主要针对开洞外墙对工字型平面高层住宅剪力墙结构抗震性能的影响进行研究.首先,借助于结构分析软件YJK论证所选结构方案的合理性;其次,根据平面不同部位墙肢所分担的水平地震剪力比例以及结构周期比的变化规律,分析不同部位墙肢尤其是开洞外墙对结构抗震性能的影响.研究表明,开洞外墙对整体结构抗侧刚度及抗扭刚度贡献明显,而且在同等抗侧刚度条件下,应适度加大开洞外墙的横截面积以提高该类结构的抗震性能.     

防屈曲支撑组合框架优化设计与抗震性能分析

目的以抗侧刚度比为设计变量,对设置防屈曲支撑的某18层钢管混凝土组合框架Benchmark模型进行优化设计与抗震性能分析.方法编制了基于遗传算法的优化程序,考虑以结构最大层间位移角、基底剪力为约束条件,在抗震性能不变的前提下优化防屈曲支撑的截面面积,以及考虑防屈曲支撑总截面面积为约束条件,在支撑用量相同的前提下,改善结构的抗震性能两种设计方案.结果在防屈曲支撑总用量不变的前提下,以变化抗侧刚度比设计的结构能够减少结构29%的最大层间位移角,减少4. 3%的最大层间剪力;在抗震性能不变的前提下,以变化抗侧刚度比设计的结构能够减少44%的支撑用量,其防屈曲支撑的耗能比例达78%.结论两种优化方案设计的结构均充分发挥防屈曲支撑的耗能能力,较优化前的结构更能保护框架梁、柱免受破坏.     

软钢阻尼器加固某大跨度结构减震性能研究

"5.12汶川"大地震后,受影响的部分地区设防烈度进行了调整,设防烈度调整后大部分建筑尤其是公共建筑需要进行抗震加固。以地震时正在修建的某大跨度体育教学训练中心为背景,针对该地区设防烈度提高的特殊性,对其设防烈度提高前、后的抗震性能进行了评估,采用有限元模型对不同软钢阻尼器抗震加固方案进行了动力分析,评价了不同软钢阻尼器加固方案的减震效果。结果表明:(1)软钢阻尼器的设置对于调整结构的水平刚度,增强结构的耗能能力,改善结构的减震性能具有重要作用;(2)软钢阻尼器宜布置在层间位移角较大的楼层,即结构刚度变化较大的相邻楼层;(3)软钢阻尼器的数量及布置方式有优化解等结论,为该工程结构的抗震加固设计提供了依据,同时可供同类建筑结构的抗震加固设计借鉴。     

碳纤维布约束螺旋箍筋短柱抗震试验及有限元分析

目的研究经碳纤维(CFRP)约束后现役短柱的强度、刚度和延性等抗震加固性能,为螺旋箍筋短柱加固提供有效方法.方法依据实际工程较低配箍率制作不同试件,依次进行拟静力试验和拟动力试验;基于Open Sees有限元软件进行数值分析,并进一步进行对比试验,分析试件的破坏现象、时程曲线、滞回曲线和骨架曲线.结果按照旧规范设计并服役的螺旋箍筋混凝土短柱,经过CFRP约束后其破坏模式从脆性破坏转变为延性破坏,骨架曲线后期平缓,短柱适当提高了抗剪承载力并有效地增加延性,能够满足现行抗震规范要求.结论弹性范围内CFRP加固方法基本不改变构件抗侧刚度,从而不会影响结构动力特性,相比其他加固方法具有显著优势.     

预应力钢板带加固砖砌体墙抗震性能试验研究

为了改善正交钢板带加固砖砌体墙的应力滞后问题,提出在横向钢板带中施加预拉应力,并进行了5片墙体的低周往复荷载试验,得到试件的破坏过程,分析其滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度和延性.结果表明:预应力钢板带加固砖砌体墙能够有效地提高其抗震性能;横向钢板带中的预应力水平在适当范围内提高时,能进一步提高试件的承载力,且对开裂点抗侧刚度几乎无影响,但延性有所下降;提高墙体的负荷水平,试件的承载力和抗侧刚度均增加,延性有小幅下降;当墙体的高宽比提高至1时,加固效果相对较差.此外,基于横向钢板带中应变发展规律的分析,可以发现施加预应力能有效提高材料的利用率.最后,给出了预应力控制的建议值和抗剪承载力计算公式.     

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。     

PEC柱-钢梁摩擦耗能部分自复位组合框架抗震性能数值模拟

为更好满足建筑结构不同抗震性能化设计目标,对已有自复位连接节点弯矩-转角关系进行改进,提出摩擦型耗能部分自复位连接设计思路。利用ABAQUS软件设计了5榀卷边PEC柱-钢梁摩擦耗能型部分自复位连接组合框架模型试件,并对其在往复荷载下的抗震性能进行了数值模拟。基于模拟数据,对比分析柱顶竖向力、摩擦板长圆孔孔径、柱脚边界条件和摩擦板翼缘螺栓布置方式等设计参数对试件滞回性能、抗侧刚度退化、残余变形、耗能能力等抗震性能的影响规律。结果显示:卷边PEC柱满足自复位结构对竖向构件承载力及抗侧刚度的要求;摩擦板长圆孔孔径合理设置可控制摩擦滑移耗能和连接转化为承压型传力模式的发展进程,从而实现结构不同抗震性能化设计目标;摩擦板内外侧翼缘均布置高强对穿螺栓的实际工程做法可更好发挥部分自复位连接的自复位和耗能减震功效;柱脚边界条件对结构受力进程和刚度分配影响显著,柱底与基础梁刚性连接的试件承载力、抗侧刚度和耗能减震远高于柱底铰接试件;柱顶竖向力在大侧移情况下的二阶效应对试件承载力和自复位功效产生较小的不利作用。     

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。     

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.     

板厚对板-柱结构抗震性能的影响分析

目的研究板厚对板-柱结构抗震性能的影响,为推广板-柱结构在抗震区的应用提供依据.方法采用三维实体建模,对板厚从190~240 mm(跨厚比30~40)的板-柱结构进行了有限元分析.结果得到了板-柱结构的基底剪力-顶点侧移关系曲线及Pushover分析结果曲线,分析了塑性铰出铰情况,并将加载过程分为4个阶段,对比了各加载阶段结构的响应,给出了对应于7度多遇及罕遇地震作用下的结构侧移和层间位移角.结论当板厚从190 mm增大到240 mm时,板-柱结构的抗侧刚度随之增大,板厚每增加10 mm结构的抗侧刚度增大约5%;等代梁刚度随板厚的增加而增大,虽然板-柱结构在形成出铰机制时出现梁铰数量略减而柱铰数量略增的现象,但整体仍以梁铰为主;在7度多遇、罕遇地震作用下,跨厚比在30~40且经过合理设计的板-柱结构的最大层间位移角均能满足抗震规范的要求.