8度抗震设防烈度区板柱-剪力墙高层结构安全性能分析

板柱结构节约结构空间是一种常用建筑结构形式，通常也被认为是抗震薄弱体系，我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》对板柱结构使用范围以及适用高度作了严格限定，与国外规范相比较，我国结构规范对板柱结构有细致严格的构造要求。结合北京8度区某17层带边框高层板柱-剪力墙结构的实际工程，通过ETABS有限元程序对结构进行多遇地震作用分析，重点研究了楼板应力分布。采用SAUSG有限元程序补充罕遇地震下有限元非线性分析，研究了墙柱损伤情况与主要构件性能。应用SAP2000程序采用拆除构件法，分析了板柱结构抗连续倒塌能力。研究结果表明，在满足规范规定构造措施前提下，带边框板柱-剪力墙结构具有较好的承载能力、良好的抗震性能和抗连续倒塌能力，可以达到8度抗震设防烈度区高层建筑安全性能要求。     

FRC框架结构的损伤程度控制及性能评估

为研究纤维增强混凝土（FRC）框架结构体系预期损伤部位的损伤程度控制和性能评估方法,采用ABAQUS有限元软件对该框架结构模型进行动力时程分析。针对该结构体系,研究其各种性能水准极限状态的定性描述和量化方法,并进行结构抗震性能评估。研究结果显示,预期损伤部位采用FRC材料,可以减小RC框架结构的层间残余侧移角、柱端截面最大转角和柱截面最大残余转角,可以控制整体结构和构件的损伤程度。给出FRC框架结构在不同性能水准下分别以柱截面转角、层间侧移角和层间残余侧移角为性能指标的限值。综合考虑FRC材料的特性和仿真结果的分析,建议选用层间残余侧移角进行性能评估更为合理。考虑8倍板厚翼缘宽度,柱梁抗弯承载力比达到1.2,FRC框架结构在8度设防烈度对应的地震作用下可达到性能等级D。     

不同类型结构中楼梯受力性能研究

通过对有楼梯的框架结构、框架-剪力墙结构和剪力墙结构的地震反应分析,研究了不同类型结构中楼梯构件的受力性能。结果表明,在框架结构中当楼梯与主体结构共同工作时,楼梯中梯段板、梯梁和梯柱等构件的内力显著增大,且受力状态复杂,从而造成楼梯构件不同程度的破坏;在框架-剪力墙结构和剪力墙结构中,当楼梯与主体结构共同工作时,楼梯中梯段板的内力明显增大,且受力状态复杂,易造成梯段板的破坏;而梯梁、梯柱等所受内力较小,不易产生破坏。     

板柱-剪力墙结构的动力特性分析

采用有限元方法，改变结构的跨度和层数，对无边梁的板柱-剪力墙结构、带边梁的板柱-剪力墙结构和框架-剪力墙结构的动力特性进行对比分析。指出水平荷载作用下无边梁的板柱-剪力墙结构的侧移曲线是弯曲型的，而带边梁的板柱-剪力墙结构的侧移曲线是弯剪型，并且边梁可以有效提高板柱-剪力墙结构侧向刚度。     

中高层钢筋混凝土异形柱框架结构试验与理论研究

对-1/6比例12层大开间钢筋混凝土异形柱框架结构模型进行了振动台试验，探讨结构的地震反应和破坏形态，采用杆模型编制了钢筋混凝土异形柱框架结构的弹塑性时程分析程序，经比较，计算结果与试验值吻合较好，探讨了肢长肢厚比对该体系结构性能的影响，并提出了相应的设计建议。     

地震区多层异形框架柱-框架结构体系应用研究

异形框架柱-框架结构是由异形框架柱、普通矩形框架柱和框架梁组成的现浇钢筋混凝土框架结构.对等效长宽比不同的竖向异形截面构件分别按柱计算和按墙计算的差别进行了计算分析,基于周期、层间位移值、基底剪力及倾覆弯矩等主要动力指标和构件在水平力作用下变形特点认为长宽比为3～6的异形截面竖向构件在以框架为主体的多层结构中按异形框架柱进行计算和设计是可行的,并给出了该类构件按框架柱设计和按剪力墙设计的区分原则.振动台试验证明了异形框架柱-框架结构体系的安全性能.文中所给的2个工程实例可为类似结构设计提供参考.     

小型混凝土空心砌块结构弹塑性数值模拟

由于配筋小型砌块结构在地震作用下的侧向变形曲线形状介于钢筋混凝土框架结构和剪力墙结构之间,因此,将配筋小型砌块结构考虑成“框架-剪力墙”体系。建立分析模型模拟试验模型在地震激励下的弹塑性反应,证明了该模型的有效性。     

钢板剪力墙结构半刚性框架与内嵌墙板间的相互作用性能研究

为研究半刚性框架与钢板剪力墙结构内嵌墙板间的相互作用性能,完成了一榀1∶3比例单跨3层半刚性框架钢板剪力墙结构低周反复荷载试验研究。获得了结构的抗震性能和破坏模式,探究了框架梁、柱、墙板及梁柱节点的局部力学性能,分析了结构的破坏顺序和构件间的传力机理。研究结果表明:该结构具有良好的塑性变形能力和抗震性能,半刚性框架和墙板协同工作良好,结构安全储备较高。内嵌墙板的设置缓解了节点区自身的延性要求,框架承担95%以上的倾覆弯矩,水平荷载由双重抗侧力体系承担,内嵌墙板作为主要抗侧力构件承担约75%剪力。试件整体面内呈弯曲破坏,但是后期钢框架柱面外弯扭较大。通过有限元分析,研究了柱柔度系数、钢板高厚比和梁柱连接特性对钢板剪力墙结构性能的影响。框架梁柱连接刚度对结构体系承载能力的影响与柱的刚度和内嵌墙板的厚度有关。这种影响随着柱刚度增加和内嵌墙板厚度减小而增大。柱的柔度系数为2.5时,柱整体无明显的内凹变形,此时梁柱节点铰接连接更改为刚性连接时,试件承载能力增加小于10%。     

框支剪力墙耗能结构抗震性能研究

框支剪力墙结构容易在底部形成大空间,可以满足变化多样的使用要求。但框支剪力墙结构易在底部形成薄弱层,不利于抗震。通过在底部设置RC耗能柱及限位斜撑的框支剪力墙结构模型的模拟地震振动台试验和有限元数值模拟分析,得到了框支剪力墙耗能结构的加速度、位移、剪力等在地震作用下的反应规律。验证了在中小地震时RC耗能柱充分耗能,在大震时RC耗能柱耗能、限位斜撑防止结构倒坍的耗能柱-限位斜撑体系的抗震设计思想。     

组合梁-方钢管混凝土柱框架结构抗震性能的pushover分析

采用考虑组合梁多材料截面引起的正向、负向刚度、强度和承载力不同的截面本构模型,建立了组合梁结构的弹塑性分析模型,对一个15层的钢混凝土组合梁-方钢管混凝土柱框架结构开展了多遇地震、罕遇地震下的pushover分析,为组合框架结构体系的抗震性能分析以及pushover方法在该体系中的应用提供了参考。在此基础上,与钢梁-方钢管混凝土柱框架结构、钢梁-钢筋混凝土柱框架结构进行对比研究,比较了几种结构的动力特性,表明组合梁-方钢管混凝土柱框架结构体系相对于其它两种框架结构体系具有更好的抗震性能。     

隔震技术在高烈度区剪力墙结构中的应用研究

对于近断层处高烈度区高层剪力墙结构，传统设计难以解决墙体太厚、配筋太大等难题。为研究在考虑近断层影响下高烈度区剪力墙住宅采用隔震设计的技术可行性，采用隔震设计对某剪力墙结构工程进行全面分析。对比分析常规剪力墙结构方案及增设橡胶隔震支座的隔震方案，分析结果表明，隔震方案较常规方案前3阶结构自振周期延长约3倍，从而有效减小了上部结构的地震作用；在设防烈度地震作用下，结构水平向减震系数为0.281，上部结构所受水平地震作用和抗震措施可按降低一度进行设计；罕遇地震作用下隔震支座性能稳定，上部结构基本处于弹性工作状态。研究结论可为隔震支座设计和进一步研究提供参考。     

Experimental research on the seismic behavior of CSPSWs connected to frame beams

The seismic performance of composite steel plate shear walls (CSPSWs) that consist of a steel plate shear wall (SPSW) with reinforced concrete (RC) panels attached to one or both sides by means of bolts or connectors is experimentally studied. The shear wall is connected to the frame beams but not to the columns. This arrangement restrains the possible out-of-plane buckling of the thin-walled steel plate, thus significantly increasing the bearing capacity and ductility of the overall wall, and prevents the premature overall or local buckling failure of the frame columns. From a practical viewpoint, these solutions can provide open space in a floor as this type of composite shear walls with a relatively small aspect ratio can be placed parallel along a bay. In this study, four CSPSWs and one SPSW were tested and the results showed that both CSPSWs and SPSW possessed good ductility. For SPSW alone, the buckling appeared and resulted in a decrease of bearing capacity and energy dissipation capacity. In addition, welding stiffeners at corners were shown to be an effective way to increase the energy dissipation capacity of CSPSWs.     

横墙对框架结构动力响应的影响分析

填充墙具有显著的刚度和承载力贡献。建筑结构震害调查发现,不开洞横墙的破坏程度远小于开洞纵墙的破坏程度,从宏观现象可判断大部分多层建筑的破坏主要由结构纵向运动造成。为研究横墙在地震作用下的性能及其对结构整体动力响应的影响,以经受2021年5月21日云南漾濞6.4级地震震害的花椒园小学教学楼为研究对象,按当地抗震计算参数进行弹塑性时程分析。采用等效斜压杆模拟横向填充墙,设置无填充墙框架结构、带黏土砖墙的框架结构、带空心砖墙的框架结构和带加气混凝土砌块填充墙的框架结构模型,选取10组地震波横向输入。研究结果表明,4种结构自振周期均处于具有统计学意义的平台段,平均加速度响应较接近,质量和刚度变化不会使结构加速度产生规律的变化;受结构自重影响,无填充墙的框架结构底部剪力小于带填充墙的框架结构,带填充墙的框架结构位移远小于无填充墙的框架结构;带有多道不开洞横墙的多层框架结构的破坏主要是由结构纵向破坏引起的。     

强震环境下建筑复合节能墙体抗震性能评估模型

现阶段针对建筑复合节能墙体的抗震性能评估主要根据强震发生后墙体损毁程度实现,评估结果精确度低,因此构建强震环境下建筑复合节能墙体抗震性能评估模型,根据复合节能墙体构件的强度和刚度退化系数,描述强震环境下建筑复合节能墙体损伤情况;在此基础上,采用动态增量分析法(IDA)在不同强度地震动输入条件下,根据建筑复合节能墙体结构响应参数和地震动强度参数构建2种参数的关系曲线——IDA曲线,利用R-O单一函数曲线规则化IDA曲线,获取IDA概率分位曲线,并将50%概率分位曲线斜率用于描述墙体结构损伤的变化,该曲线斜率则为墙体结构损伤指数,依据该指数准确评估强震环境下建筑复合节能墙体抗震性能。实验结果表明,所构建模型可准确分析不同峰值地面加速度时建筑复合节能墙体结构的位移变化,且模型随地震等级不断提升,评估建筑复合节能墙体抗震性结果精度逐渐提高,是一种适合强震环境的建筑复合节能墙体抗震评估模型。     

外剪-内框装配式混合结构体系适用高度的研究

提出了外剪-内框装配式混合结构体系的概念,介绍了这种新型结构体系的优点及适用范围。以1梯6户的塔式住宅为例,分别建立18层、25层和33层计算模型,研究该结构体系在不同抗震设防烈度情况下的楼层刚度、楼层受剪承载力比、地震作用下的结构剪重比、楼层位移比、楼层位移角等力学及抗震性能性能指标。经分析,外剪-内框装配式混合结构在塔式住宅应用上受力性能合理,结构控制指标符合规范要求,在抗震烈度6度和7度区33层以下住宅可以广泛应用。     

基于IDA的方钢管混凝土框架-SPSW核心筒结构地震易损性研究

为研究方钢管混凝土框架-钢板剪力墙（SPSW）核心筒结构在不同强度地震下破坏概率,使用拉杆模型作为钢板剪力墙等效模型,与已有试验对比验证各参数有效性。以地震动峰值加速度（PGA）作为地震动强度参数,按照场地条件等要求选择11条地震动记录。以结构最大层间位移角作为损伤指标,对一典型方钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构进行增量动力分析（IDA）,得到IDA曲线簇。基于增量动力分析进行易损性分析,得到易损性曲线,并计算结构的抗倒塌储备系数。结果表明:8度多遇地震作用下,此结构处于正常使用状态。8度设防地震作用下,处于修复后可使用状态。8度罕遇地震作用下,处于生命安全状态。表明该结构具有良好的抗震性能,满足规范中“小震不坏”、“中震可修”和“大震不倒”的抗震设防目标。该结构抗倒塌储备系数大于规范建议值,具有较好的抗倒塌能力。     

内置钢板钢筋混凝土组合剪力墙数值模拟

内置钢板钢筋混凝土组合剪力墙具有良好的抗震性能,目前已在超高层建筑中得到越来越多的应用。采用OpenSees程序对普通钢筋混凝土剪力墙和钢板组合剪力墙试验构件进行模拟分析,验证了建模与分析方法的合理性与准确性,分析结果表明,该方法能够较好地模拟组合剪力墙的弹塑性行为。分析了轴压比和配钢率这两个关键参数对内置钢板组合剪力墙抗震性能的影响。计算结果表明,与普通钢筋混凝土剪力墙相比,内置钢板可以明显提高构件的承载力、延性和滞回耗能;轴压比和配钢率对组合剪力墙的抗震性能有较大影响。     

基于性能的联肢钢板剪力墙抗震设计与评估研究

联肢钢板剪力墙能通过连梁耗能实现多重抗侧体系,其优良的抗震性能被越来越多的学者研究论证。本文基于能量平衡原理和Chao和Goel提出的弹塑性层剪力分布模式,预设目标侧移及屈服机制等性能参数,归纳出完整的联肢钢板剪力墙结构塑性设计流程,并采用该方法基于8度(0.3g)抗震设防条件下设计了12个联肢钢板剪力墙结构算例。利用有限元分析软件ABAQUS对结构进行了Push-over分析,研究了刚度退化、构件屈服顺序和结构整体变形等方面的结果。结果表明：设计算例能够实现多重抗震机制,并满足预期性能目标。     

钢框架-混凝土抗侧力结构的抗震性能研究

在双重抗侧力结构体系中,地震作用主要由支撑框架或剪力墙等抗侧力结构承受,框架则主要承受竖向荷载,但是对框架的水平抗力也有具体要求。我国规范和美国规范对钢框架-剪力墙结构中框架应该承担的剪力有不同的规定,并且给出相应的抗震校核方法。此外,人们需要了解在混合结构中减少柱的数量对结构抗震性能的影响。为此,本文进行了2种钢-混凝土混合结构地震响应的有限元分析,并且考虑了柱距的变化,得到了轴压比的变化规律,对由两国抗震校核方法的计算结果进行了对比,提出了相关的设计建议。     

Analysis and seismic tests of composite shear walls with CFST columns and steel plate deep beams

A composite shear wall concept based on concrete filled steel tube （CFST） columns and steel plate （SP） deep beams is proposed and examined in this study. The new wall is composed of three different energy dissipation elements： CFST columns; SP deep beams; and reinforced concrete （RC） strips. The RC strips are intended to allow the core structural elements - the CFST columns and SP deep beams - to work as a single structure to consume energy. Six specimens of different configurations were tested under cyclic loading. The resulting data are analyzed herein. In addition, numerical simulations of the stress and damage processes for each specimen were carried out, and simulations were completed for a range of location and span-height ratio variations for the SP beams. The simulations show good agreement with the test results. The core structure exhibits a ductile yielding mechanism characteristic of strong column-weak beam structures, hysteretic curves are plump and the composite shear wall exhibits several seismic defense lines. The deformation of the shear wall specimens with encased CFST column and SP deep beam design appears to be closer to that of entire shear walls. Establishing optimal design parameters for the configuration of SP deep beams is pivotal to the best seismic behavior of the wall. The new composite shear wall is therefore suitable for use in the seismic design of building structures.