高层平面不规则钢框架-支撑结构的抗震性能分析

本文采用SAP2000建立了两种模型:模型1(钢框架结构,不加支撑)和模型2(钢框架-支撑结构,加X形支撑)。对两种模型分别进行模态分析、反应谱分析和时程分析,得出两模型的基本动力性能、层间位移和层间位移角等一些重要结果。比较分析数据,得出钢框架-支撑结构能够很好地增加结构的抗侧移刚度,减少高层平面不规则框架结构的位移。从而提高了高层平面不规则钢框架结构在多遇地震下的抗震性能。     

大比例缩尺模型振动台试验及有限元分析

为研究复杂结构的抗震性能,进行了一幢钢框架-支撑结构体系1/20缩尺模型的地震振动台试验,试验测试了模型结构的动力性能和结构地震反应.同时,利用ANSYS软件建立了有限元分析模型,并对试验模型结构进行了动力弹塑性时程分析,就模型的频率、位移反应和应变反应进行了对比,计算结果和试验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性.     

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.     

钢板组合剪力墙结构体系应用于高层装配式住宅的研究

钢板组合剪力墙由两侧外包钢板和中间内填混凝土组合而成并共同工作的剪力墙.因其具有较高的承载力和良好的延性,目前在超高层建筑中已得到应用,但在高层钢结构住宅中仍未得到应用.本论述提出一种竖向抗侧力构件全部采用钢板组合剪力墙的新型结构体系——钢板组合剪力墙结构体系,并对一栋采用这种结构体系的高层钢结构住宅楼进行分析计算,根据计算结果对这种结构体系的抗震性能、经济性进行评价,并对钢板组合剪力墙结构体系应用于高层装配式钢结构住宅的适用性做出评价.     

轻钢住宅结构体系的动力特性研究

通过轻钢结构的动力特性的研究,为今后轻钢住宅的结构设计提供参考。运用AN-SYS有限元计算软件对多层(6层)和小高层(10层)国家标准AAA级住宅进行建模分析,在模型设计中分别采用纯框架结构、框架-支撑结构和框架-核心筒结构,通过模态分析、8度区多遇地震下的反应谱分析和8度区多遇、罕遇地震下的时程分析,得到三种结构体系的自振周期、各层质心位移、层间位移角、多遇和罕遇地震下节点位移时程曲线,经过比较分析,总结三种结构形式的动力特性。分析结果表明,纯框架结构适用于低多层和中低烈度的轻钢住宅。     

钢框架-带缝钢板剪力墙结构的地震响应

为确定钢框架-带缝钢板剪力墙在8度多遇和罕遇地震作用下的抗震性能,利用ADINA有限元软件,建立受荷条件相同的10层钢框架和10层钢框架-带缝钢板剪力墙模型,运用非线性分析方法对其在EL-Centro波、Taft波及人工波作用下的地震响应进行模拟分析。结果表明:震害不仅与地震波加速度峰值、持续时间有关,还与地震波波形有关;同种地震作用下,钢框架-带缝钢板剪力墙的薄弱层部位比钢框架的高,但同种结构在多遇和罕遇地震作用下的薄弱层部位大致相同;两种结构在8度地震作用下均未发生倒塌,且在同种地震波作用下钢框架-带缝钢板剪力墙的层间位移角小于钢框架,证明钢框架-带缝钢板剪力墙具有良好的抗震性能。     

非规则钢结构体系的地震反应分析

针对不规则钢结构,采用SAP2000软件分别建立钢框架结构和框剪结构两种模型,根据结构特点对两个结构分别进行多遇地震下的弹性模态分析、结构反应谱分析以及结构线性时程分析,利用反应谱理论对响应结果进行数值模拟分析。经数据比较两模型的层间位移及层间位移角,再根据所得数据评估、对比两种结构的抗震性能。结果表明:剪力墙结构的布置能减小结构的自振周期、结构层间位移角,增加结构自身抗侧移能力,最终达到有效降低地震作用对结构体系破坏的目的。     

框架承担的倾覆力矩比例对框架—剪力墙结构抗震性能的影响

对于框架—剪力墙结构,框架所承担的倾覆力矩百分比的大小对结构的抗震性能有一定的影响.建立了5个框架倾覆力矩百分比不同的框架—剪力墙模型,采用Perform-3D程序对各个模型进行地震前和地震后的静力弹塑性分析,研究其对结构抗震性能的影响.模型弹塑性时程分析层间位移角、Ghobarah指标等计算结果表明随着结构的框架倾覆弯矩比例的增加,结构在遭遇地震之后损伤就越大,说明框架的倾覆弯矩比例越高,对整个结构的抗震性能越不利.     

多层住宅新型复合结构空间弹塑性时程分析

针对用于代替黏土砖住宅结构的新型“人”字支撑复合结构进行了空间弹塑性时程分析,研究了新型复合结构用于多层住宅的抗震性能。选择了三种地震波,计算了采用新型复合结构的某6层住宅在三种地震波作用下的一系列响应,得出该实例住宅的薄弱层均为第三层;在三种多遇地震波作用下,柱子和支撑轴压比均满足框架结构柱轴压比限值,梁、柱及支撑结构在最不利内力组合下的配筋在合理范围内;在三种罕遇地震波作用下,最大层间位移角均满足钢筋混凝土框架一剪力墙结构限值。结果表明新型复合结构用于多层住宅具有良好的空间抗震性能。     

钢框架—混凝土核心筒结构在地震作用下的模拟分析

采用三维有限元ANSYS软件,对常见的一种高层结构形式:钢框架—混凝土核心筒混合结构,进行了模态分析和地震时程反应分析,得到了该种建筑物的自振特性以及它在地震作用下的位移和加速度反应。计算结果有助于工程技术人员理解此类结构在地震作用下的反应,对高层结构的抗震设计和研究提供一定的参考价值。     

半刚性节点连接钢框架的抗震性能研究

钢框架中梁柱的节点连接一直是钢结构抗震设计中难以处理的问题,在现行的钢框架结构设计中,通常把梁柱连接处理为完全刚接或理想铰接,但是在多数实际工程中,钢框架节点的性能处于刚接和铰接之间,即半刚性连接.利用SAP 2000分别建立了刚接和不同转动刚度的半刚性连接钢框架有限元分析模型,并进行了模态分析、反应谱分析以及循环荷载作用下的滞回性能分析.根据数据结果绘制层间剪力、层间位移和楼层位移曲线,探讨了节点刚度对整体钢框架结构抗震性能的影响,通过分析滞回曲线和骨架曲线来研究节点的耗能性能,以期为日后的钢框架设计提供一定参考.     

钢框架-带缝钢板剪力墙抗震性能的有限元分析

对钢框架-带缝钢板剪力墙在EL Centro波、400 cm/s2加速度作用下的内填板厚度对其抗震性能的影响进行了分析.结果表明,内填板的厚度对钢框架-带缝钢板剪力墙的抗震性能有很大影响.随着内填板厚的减少,顶点位移、基底剪力增加,滞回曲线的面积变大.     

框架填充墙平面内荷载作用下结构非线性分析

为了更好地了解在水平内荷载作用下填充墙对框架结构抗震性能的影响,利用ANSYS有限元软件对其进行平面内荷载作用下非线性分析,分别建立纯框架和框架填充墙结构模型,计算了填充墙在平面内单调递增荷载作用下的承载力、刚度、位移、延性等参数的变化特征。计算结果表明,与框架有效连接的填充墙在平面内荷载作用下对主体结构产生有利影响,其承载力、刚度、延性比纯框架模型都有明显的增大。还研究了填充墙在水平低周反复荷载作用下对框架抗震性能的影响,并得到了相应的滞回曲线。     

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。     

福建土楼混合结构抗震性能的数值模拟分析

研究福建土楼外部夯土墙和内部木构架对土楼整体抗震性能的贡献,探讨方形和圆形土楼抗震性能的差异.采用有限元数值模拟方法,选取与福建土楼地质条件相近的两组天然地震波(EL Centro波和Taft波)和一组人工地震波,以圆形土楼承启楼和方形土楼世泽楼为例进行分析.分别对外部夯土墙和夯土-木构架混合结构进行计算,得到在地震作用下的应力、层间相对位移、层间位移角、木结构承受的水平地震剪力等性能指标.结果表明:地震力主要是由夯土墙的惯性力引起的,夯土墙占水平地震总剪力的97.4%;圆形土楼的应力和应变比方形土楼更均匀,空间整体性更好.     

消能摇摆钢桁架框架结构抗震性能

为研究消能摇摆钢桁架-框架结构的抗震性能,使用OpenSees有限元软件对框架结构、支撑-框架结构、摇摆钢桁架-框架结构、消能摇摆钢桁架-框架结构进行模态分析、静力弹塑性分析和动力弹塑性分析,讨论了4种结构的刚度特征、动力响应及损伤分布.此外,建立4种具有不同柱脚形式和阻尼器类型的对比结构,用以研究柱脚形式和阻尼器类型对于结构抗震性能的影响.研究表明,消能摇摆钢桁架-框架结构具有良好的抗震性能;位移型阻尼器能够提高结构刚度和承载力、减震性能更优越,速度型阻尼器可以降低地震作用;底层框架柱脚采用铰接,可以降低地震作用,并减小底层框架柱的塑性损伤.     

边缘纵筋对暗柱型钢焊接装配式剪力墙抗震性能影响

为进一步研究暗柱型钢焊接连接的预制装配式剪力墙的抗震性能,在原试验基础上,通过有限元软件ABAQUS建立其非线性分析模型,与原试验的破坏模式、滞回曲线等对比,对模型的可行性进行验证,并通过应力云图、滞回曲线等参数分析不同的边缘构件纵筋直径对墙体承载力和变形的影响。结果表明:有限元剪力墙模型能较好地模拟试验,吻合程度良好;随着边缘构件纵筋直径的增加,墙体的承载力、耗能等都提高,当钢筋直径增大到一定程度后,剪力墙的承载力增加变得缓慢;增大边缘构件纵筋直径,可以提高预制装配式剪力墙的抗震性能。     

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。     

短肢剪力墙的一种新计算方法

在三次样条函数及分段样条函数等概念的基础上，考虑墙肢截面竖向位移的非均匀性分布，提出了短肢剪力墙的样条有限墙元模型。在建立单元的能量方程后，对方程进行变分得到墙元的常微分方程。通过推导单元特征方程的解及应用虚功原理，建立了墙元的刚度矩阵和荷载向量。应用本文提出的模型，进行了算例分析。通过比较三种模型的计算结果，可以证明，用分段样条函数插值的方法代替线性插值，提高了计算精度，增加了灵活性，比较真实地反映了短肢剪力墙结构的受力和变形特点，并且计算量小，计算结果可靠，因此可以广泛地应用于这种结构的受力分析中。     

新型装配式剪力墙恢复力模型

针对新型装配式剪力墙结构,以轴压比和边缘构件纵筋配筋率为对照参数,设计了3个缩尺比为1∶1.54的剪力墙试件并进行了拟静力试验。试验结果表明,3个试件的最终破坏模式相近,表现为墙体斜裂缝开展至受压区混凝土剥落的弯剪破坏;轴压比的减小或边缘构件纵筋配筋率的降低均对新型装配式剪力墙抗震性能有不利影响,表现为滞回性能减弱和极限承载力降低。结合有限元模拟结果,建立了新型装配式剪力墙的五折线骨架模型及恢复力模型,该模型与试验结果吻合较好,可以为新型装配式剪力墙结构的弹塑性地震反应分析提供参考。