多层住宅新型复合结构空间动力性能分析

本文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动力性能分析,研究了新型复合结构用于多层住宅的抗震性能。首先,采用子空间迭代法计算出该空间结构的前十阶自振周期和振型,得出有支撑的复合结构方向刚度很大,且支撑还提高了复合结构体系的空间整体刚度;然后,对该结构体系采用反应谱方法求出结构在地震作用下的响应,结果表明该实例住宅的薄弱层均为第三层;在多遇地震作用下,梁、柱及支撑在最不利内力组合下的配筋在合理范围内。结果还表明新型复合结构用于多层住宅具有良好的空间动力性能。     

多层住宅新型复合结构的Pushover分析及支撑优化

通过对柔性梁柱加“人字”支撑的新型住宅复合结构的静力弹塑性(Pushovei)分析,进行了抗震性能评 估,并优化了结构构件截面．采用250mm×250mm的梁柱截面、120mm×120mm的支撑截面及正常配筋所 形成的复合结构,满足按9度抗震设防(多遇地震)的抗震能力和延性要求以及8度罕遇地震的抗倒塌验算． 其耗能机制为“混合机制”,塑性铰出现的位置及顺序为:支撑、梁端、柱下端、柱上端,因此满足“强柱、中 梁、弱支撑”多道抗震防线的抗震要求．在柱截面不改变的情况下,薄弱层出现在底层,最大层间位移满足 罕遇地震作用下结构薄弱层弹塑性层间位移的要求．计算分析得出合理的支撑与柱的抗侧刚度比在4-10 之间;最后优化了支撑截面．     

某超高层结构的抗震性能分析

采用Perform-3D对温州某超高层结构进行弹塑性时程分析,研究该结构在7度多遇和罕遇地震作用下的抗震性能.分析结果表明:多遇地震作用下,结构构件未出现损坏;罕遇地震作用下,底部与顶部楼层梁柱出现损坏,核心筒底部小范围内出现混凝土压碎情况,结构最大层间位移角满足1/100的规范限值要求.主要结构构件损坏程度较轻,能实现"墙柱弱梁"的要求,能充分耗散地震波输入能量,整体结构可以满足"小震不坏,大震不倒"的设防要求.     

多种结构形式住宅抗震性能对比

采用ADINA软件对两个多层框架(一个普通矩形柱框架和一个异型柱框架)和三个小高层结构(普通剪力墙、短肢剪力墙和框架剪力墙)分别进行了抗震推倒分析.通过位移、振动周期、层间剪力等方面的对比分析表明,对于多层住宅异型柱框架结构可以满足抗震要求；对于小高层住宅,短肢剪力墙有较好的抗震性能.     

多种结构形式住宅抗震性能对比

本文采用ADINA软件对两个多层框架(一个普通矩形柱框架和一个异型柱框架)和三个小高层结构(普通剪力墙、短肢剪力墙和框架剪力墙)分别进行了抗震推倒分析.通过位移、振动周期、层间剪力等方面的对比分析表明,对于多层住宅异型柱框架结构可以满足抗震要求；对于小高层住宅,短肢剪力墙有较好的抗震性能.     

竖向荷载下新型住宅复合结构试验研究

通过对用于住宅的一榀新型复合结构模型在竖向荷载作用下的试验,研究了复合结构在正常使用阶段和承载力极限状态时梁柱及支撑的各截面应力、裂缝、变形和破坏形态.结果表明,一榀六层复合结构,在梁柱截面为250 mm×250 mm,支撑截面为120 mm× 120 mm,承载面积为4.2 m ×4.2 m的情况下,荷载达到一般住宅竖向荷载标准值,梁的裂缝和挠度均小于规范值;当达到设计值时,支撑和底层柱所需要的配筋仅为构造配筋,而梁最大弯矩截面的配筋率仅需0.25%,即新型复合结构满足住宅结构在竖向荷载组合下可靠性要求.复合结构在竖向荷载作用下的破坏形态为梁铰机构体系.     

高强混凝土短柱抗震性能试验研究

通过对高强混凝土短柱在轴压力和水平反复荷载作用下抗震性能的试验研究,分析了轴压比和配箍率对高强混凝土短柱延性的影响,得出了满足一定位移延性要求的高强度混凝土短柱的轴压比限值和柱箍筋加密区最小体积配筋率的建议值,可供设计参考。     

地震波输入角度对钢网格盒式束筒结构响应的影响

为研究空间钢网格盒式束筒结构在地震作用下的弹塑性性能,采用ETABS有限元软件建立数值模型.通过改变地震波输入角度,对钢网格盒式束筒结构进行罕遇地震作用下弹塑性时程分析.从结构顶点时程位移、基底剪力、层间扭转角及各构件塑性发展进行对比分析,寻求对结构不利的地震波输入角度.分析结果表明:坐标轴方向并不是地震波作用的最危险方向,与结构X轴成45°左右的方向对该结构的影响最大;盒式束筒结构抗震防线明确,具有良好的抗震性能.     

带屈曲约束支撑的轻钢加层框架减震分析

结合工程实例,对底部钢筋混凝土框架上部钢结构框架的加层结构进行减震分析.首先利用ANSYS软件输入地震波对整体结构进行弹性时程分析,对不满足规范层间位移角限值的楼层设置屈曲约束支撑,最后在罕遇地震作用下进行验算.结果表明,添加屈曲约束支撑后,加层结构的层间位移角均能满足规范的要求,体现了屈曲约束支撑良好的耗能减震性能.     

新型复合结构拟静力试验的变形和裂缝

针对用于代替粘土砖住宅结构的钢筋混凝土柔性梁柱加"人字"支撑形成的复合结构,采用1∶2的试验缩尺模型,根据抗震试验规程和理论计算的开裂荷载、屈服荷载及7,8和9度地震作用,设计出加载方案,进行了拟静力-低周反复荷载试验,研究该复合结构模拟地震作用下的刚度和裂缝.试验结果表明,该复合结构在水平低周反复荷载作用下,首先在2个支撑上出现多条较均匀的裂缝;然后梁截面和柱顶、底截面混凝土相继开裂.在水平力相当于9度多遇地震作用时,其裂缝最大宽度小于0.3mm、最大层间位移小于弹性层间位移限值,即复合结构满足正常使用极限状态的要求.引入了综合循环刚度的概念,绘出了刚度退化曲线,探讨了复合结构刚度及强度的退化规律.     

基于有限元数值模拟的多层住宅新型复合结构模型研究

本文针对竖向荷载作用下多层住宅新型复合结构的有限元模型建立作了一系列研究。主要分析并验证了建立空间模型时梁、柱、支撑采用BEAM4单元的可行性,并提出单向楼板在建模时可以采取两边留缝隙的两面板或多面板模型。     

型钢混凝土转换节点的抗剪性能

通过对连续型钢混凝土梁式转换层结构模型的两种加载方式进行拟静力试验,对比分析了型钢混凝土转换节点与柱不带轴压力型钢混凝土框架节点的抗震特性,得到了区别于普通框架节点的转换节点破坏机制、耗能能力、强度退化等.建立有限元模型,进一步对比分析,证明了转换节点在地震作用下的受力特性符合节点斜压杆机理,建立了型钢混凝土节点抗剪受力模型.     

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。     

框架-剪力墙结构高层地震问题的数值分析

应用大型有限元ANSYS软件对框剪结构高层进行了地震响应和地震波瞬态分析,通过框剪结构高层在自振及地震波作用下的分析,得到了结构的位移与地震频率的关系,可为框剪结构高层的抗震设计提供参考价值.     

高层建筑中非结构构件的抗震性能试验分析

当前针对主体结构抗震性能的研究很多,但针对非结构构件抗震性能研究较少。为此,对高层建筑中非结构构件的抗震性能进行试验分析。利用统一建筑规范对非结构构件抗震计算进行规定,通过FEMA273、FEMA356依次对非结构构件性能与设计方法进行规定。选用楼面反应谱法对非结构构件抗震性能进行分析。将加速度看作调整核心,完成对加速度时程曲线振幅的调整,将其看作试验加速度波。地震波选用EL Centro-NS、Taft-NS与天津-NS地震波。通过ANSYS软件建立模型,获取不同楼层楼面反应谱,通过时程分析,采用ANSYS软件对吊顶抗震性能以及有无设置45°悬吊线吊顶抗震性能进行分析。通过非结构构件模拟器进行浮放设备抗震性能试验分析。依据试验得出以下结论：楼层越高,吊顶和浮放设备越容易在地震作用下被损坏;设置45°悬吊线能够有效提高抗震性能。     

约束屈曲支撑在落地球形网壳中的减震效果分析

利用非线性有限元理论,对屈曲约束支撑在落地球形网壳中的减震性能进行研究.假设钢材为理想弹塑性,通过大型有限元分析软件ANSYS进行参数化建模并对算例进行具体分析.模型中的结构杆件采用Beam188单元,支撑部件采用Link8单元.在罕遇地震作用下对结构进行动力响应分析.根据约束屈曲支撑的力学性能对其进行10种方式的布置,并对10种布置方式的减震效果进行分析,得出较为合理的支撑布置方式,在最优布置下的减震效果可以达到20％.     

极罕遇地震下大底板双塔楼PC隔震结构抗震性能分析

为研究极罕遇地震作用下大底板双塔楼PC隔震结构的抗震性能,采用ANSYS有限元软件对大底板双塔楼RC隔震结构和PC隔震结构进行了有限元模拟.对比分析了罕遇、极罕遇地震作用下两种结构的楼层位移响应、底板应力分布等动力响应和能量耗散情况.结果表明:相比RC结构,PC结构的自振周期和楼层位移响应增大,顶层加速度减小,上部结构塑性耗能增加,损伤严重;极罕遇地震作用下,两结构的隔震层变形显著增大,但耗能能力相对降低,上部结构耗能占比增大,建议在隔震设计时考虑使用较大直径隔震支座;极罕遇地震作用下,两结构塔楼连接位置处的大底板应力峰值均明显增大,故设计时应对塔楼连接位置采取相应的加强措施.     

不规则体型高层钢结构模拟地震振动台试验研究

为研究高柱支承框架结构的抗震性能,对一V形支撑立面不规则体型高层钢框架结构进行了1/12整体模型模拟地震振动台试验,以主要结构动力特性、基底反力、柱底反力为控制目标制作模型并测试了其振型、阻尼比及其在7度多遇、7度基本、7度罕遇烈度地震作用下的加速度和位移反应. 模型总高4.65m,总质量59.2t,模拟地震波采用了El Centro波和人工波. 试验中结构表现出明显的扭转效应,悬挑部分的位移反应较大;地震波三向输入时,扭转反应比单向输入时大. 根据试验结果和相似理论,推导、分析了原型结构的地震反应,并对原型结构薄弱环节的抗震设计提出了建议.     

某新型半导体显示产业钢厂房备料区抗震性能分析

以某新型半导体显示产业钢结构厂房备料区为工程背景,建立了厂房钢框架-支撑结构的非线性有限元模型,分别对多遇地震和罕遇地震下的结构抗震性能进行了分析。结果表明,结构整体指标均满足设计规范要求,第3层和第6层的层间位移角较大;罕遇地震下构件损伤主要集中在支撑,而结构底层角柱和中部楼层的边跨梁有轻微损伤;钢支撑能够有效提高结构刚度,减小梁柱的损伤。