某高层框架-剪力墙基础隔震结构地震响应分析

以某高层框架-剪力墙基础隔震建筑结构为研究对象,采用考虑隔震装置竖向拉、压刚度变化的弹塑性本构关系,以及上部混凝土框架-剪力墙结构采用弹性本构关系,建立非线性有限元分析模型,对模型结构进行动力时程分析,研究高层框架-剪力墙基础隔震结构的地震响应。分析结果表明:在设计地震作用下该隔震支座的非线性滞回特性符合支座设计基本要求,采用基础隔震技术后该高层结构的前几阶周期均有所延长,上部结构的加速度和层间位移角响应明显减少,隔震层能耗散部分的地震动输入能量,隔震技术能够有效降低高层框架-剪力墙结构的地震响应。     

钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能研究

基于等效拉杆理论,对3组不同高度的钢框架-钢板剪力墙结构进行动力时程分析,研究了结构的层间侧移角、塑性铰出现顺序和外框架与支撑架的剪力分配等指标。结果表明:设计合理的钢框架-钢板剪力墙结构符合双层抗侧力体系设计原则。钢板剪力墙进入弹塑性状态后其支撑架的刚度并不明显退化,结构在各级地震下的外框架与支撑架的剪力分配比例较为稳定。另外,其剪力分配比例受其结构失稳类别的影响,一般情况下,外框架分配的剪力随结构高度的增加而增加。     

汶川地震中离震中较远地区的高层建筑的震害

汶川地震中,陕西省西安市和宝鸡市两地处于远震区。远震区高层建筑比多层建筑的震害重。这两地高层建筑的震害主要表现为砌体填充墙和隔墙普遍出现裂缝;房屋顶部附近防震缝两侧的装饰材料震损,部分混凝土构件被撞坏;楼梯间的填充墙普遍开裂等。主体结构中的混凝土梁、柱和剪力墙等承重构件一般没有可见裂缝,部分剪力墙洞口连梁及框架一剪力墙结构中的连梁出现剪切斜裂缝或弯曲裂缝。文中初步分析了震害原因,并提出了设计建议。     

带钢桁架连梁的框架剪力墙结构振动台试验研究

钢桁架连梁作为一种新型的连梁形式,具有优良的延性与耗能性能,而采用钢桁架连梁的建筑结构,其整体抗震性能尚需进一步研究。通过对一幢12层带钢桁架连梁的框架剪力墙结构1∶15比例模型的地震模拟振动台试验,研究了该结构的动力特性与地震响应。结果表明,钢桁架连梁具有足够的刚度,能够有效连接剪力墙,使得该结构具有良好的变形能力,能够满足延性设计要求。因此,带钢桁架连梁的框架剪力墙具有良好的抗震性能。     

剪力墙转换结构分析下建筑抗震性能研究

传统的动力弹塑性分析法在研究剪力墙的抗震性能时,忽略了对剪力墙转换结构关键结点的有效分析,导致建筑抗震性研究结果存在局限性。提出剪力墙转换结构关键结点对建筑抗震性能影响的分析方法。塑造剪力墙转换结构平面布置图,确定剪力墙转换结构关键结点,分析剪力墙转换结构关键结点的层间位移与位移角和关键结点处的楼层剪力,关键结点位置上升使得最大楼层的位移减小、位移角也逐渐变小。根据关键结点处于不同楼层时层间位移、位移角以及受力作用的不同,获取建筑结构上下层刚度的波动。实验结果说明,所提方法能够高精度、高效的对建筑抗震性能进行分析。     

基于振动法的建筑墙体装饰抗震裂综合设计研究

为了解决传统建筑墙体装饰抗震裂设计方法中存在稳定性较差、强度折减系数较低的问题,提出了一种基于振动法的建筑墙体装饰抗震裂综合设计方法。分析建筑墙体结构,构建面向数据提取的建筑墙体结构对象模型,根据建筑墙体装饰抗震裂设防的具体要求,以建筑底部框架抗震墙结构为基础,制定出墙体装饰抗震加固设计基本方法。结合具体施工方法,综合考虑了底部框架抗震墙结构的刚度、强度以及延性的影响,实现了建筑墙体装饰的抗震裂设计。实验结果显示,该方法的稳定性比传统方法提高2%,且在不同密度条件下,最大应力和强度折减系数均远大于对比方法,充分说明了加固后能够保证建筑墙体装饰具有较好的抗震裂能力。     

框架—剪力墙结构的地震可靠性分析

本文提出了地面加速度作用下平面框架-剪力墙结构的一个实用的可靠性分析方法。文中根据框架-剪力墙协同工作原理,采用经凝聚后得到的一维杆状模型作为动力分析模型,用工程实际中常用的反应谱来表征地震荷载,采用均值反应谱随机振型分析法直接获得结构反应的统计信息;利用简化的极限分析方法从结构总体性能上确定结构的极限状态和相应的极限承载力;根据首次超越概率理论估计结构的失效概率。最后,应用此方法计算了一幢七层框架-剪力墙结构的可靠度。     

钢结构抗侧力体系抗震性能对比

常见的钢结构抗侧力体系包括抗弯钢框架、偏心支撑钢框架和钢板剪力墙结构,它们的耗能构件分别为框架梁、耗能梁段以及内填钢板。现行规范采用基于强度的设计方法,不能保证结构的整体破坏模式,无法对各抗侧力体系进行横向比较。采用近年来的性态设计方法,设计了3组10层抗弯框架、偏心支撑钢框架和钢板剪力墙模型,进行了静力弹塑性分析和动力弹塑性分析,对比了各抗侧力体系的承载能力、抗侧刚度、延性、层间侧移分布、破坏模式以及用钢量。对比结果表明:抗弯钢框架承载力和刚度最小,偏心支撑钢框架的延性最好,钢板剪力墙虽然承载力最高,但是延性却是最低。     

框架—剪力墙型结构的非线性随机地震反应和可靠性分析

框架-剪力墙结构在地震载荷作用下的非线性特性及其描述以及非线性随机反应分析是很复杂的。本文对剪力墙建议了一个能反映其主要弯曲和剪切非线性特性的简化模型,据此模型提出了框架-剪力墙结构非线性随机地震反应分析的等效线性化方法和以变形极限状态概率表示的地震可靠性分析方法,该方法比较简便实用,可用于剪力墙和框架-剪力墙型结构体系的非线性随机地震反应分析和可靠性分析。     

抗弯框架-钢板剪力墙结构体系抗震性能研究

基于等效拉杆理论和静力弹塑性分析法,对8层钢板剪力墙结构进行了静力推覆分析,在节点铰接和刚接连接形式下,分析了结构层间剪力分配、荷载-位移曲线、塑性铰出现顺序等指标,研究了节点刚度变化对结构整体性能的影响.结果表明:三跨刚接模型中,剪力墙承担约65％水平剪力,钢框架承担约35％,梁柱铰接后承载力降低29％左右.单跨刚接模型中,剪力墙承担约80％水平剪力,钢框架承担约20％,梁柱铰接后承载力降低9％左右.梁柱刚接为双重抗侧力体系,相邻跨框架能提供有效刚度,节点连接形式对结构承载力的影响不容忽视.     

景观建筑挡土墙优化设计后抗震性能的实验测试研究

目前的景观建筑设计中往往更注重建筑的景观性,而忽略了建筑的安全稳定性,导致景观建筑的整体抗震效果较差,在景观建筑设计中加入挡土墙设计可以有效提高其抗震性。为此,设计一种具有一定抗震性能的景观建筑挡土墙,利用建筑施工过程中保留的复合纤维材料、建筑垃圾以及纤维绳等作为土墙填充物,并加入具有一定抗拉能力的拉筋材料,以保持土墙内部的稳定性。考虑景观建筑通常注重外观视觉效果,使用"平改坡"设计,在墙体表面种植具有一定视觉冲击的植物,增加土墙自重,促进土墙整体结构的稳定性。分析挡土墙后面无限倾斜填土受力状态,选取菱形微小单元体作为研究对象,计算景观建筑的挡土墙土压力强度。实验证明,优化设计的景观建筑挡土墙结构可以有效增强景观建筑的整体抗震能力。     

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。     

用于应急避险的城市绿地标致性景观塔抗震设计

为了确保应急避险的城市绿地标志性景观塔抗震设计在城市绿地中能够发挥重要作用,需要进一步研究城市绿地景观塔的抗震设计内容。提出基于Logistic模型的城市绿地景观塔抗震设计方法,该方法介绍用于应急避险的城市绿地的规划、用于应急避险的城市绿地标志性景观塔中功能模块的作用、城市绿地标志性景观塔抗震设计理念,并分析Logistic模型在城市绿地景观塔抗震设计中的应用。结合模拟工程实例分析,利用抗震系数和地震灾害影响因子分析城市绿地标志性景观塔的抗震性能以及抗震设计是否合理。实例结果证明,城市绿地标志性景观塔的抗震性能较好,并且抗震设计具有合理性,能够符合应急避险绿地要求,具有较好景观效果。     

基于传力路径的平面不规则RC框架结构减震设计

针对平面不规则RC框架结构,从构件安全层次出发提出基于传力路径的减震设计方法。首先根据广义结构刚度法的基本原理计算结构中所有构件的重要性系数,再假定消能支撑的截面参数,取每层最重要的构件位置布置支撑,经支撑在最不利地震组合下的轴力验算后确定支撑的最终设计参数和数量,然后考虑远场、近场有脉冲以及近场无脉冲地震动从双向输入对结构响应的影响,对减震前、后结构分别进行动力时程分析。分析结果表明,利用此方法优化布置支撑能为结构中重要构件提供有效保护,且在小、中、大震下消能支撑均能运作良好,使整体结构响应得到很好地控制。     

钢框架加劲肋壁板结构的受力失稳性能研究

钢框架壁板由于在宏观上参与了整体建筑结构的受力,为钢框架构件承担部分外荷载,使得壁板结构在受力性能方面需要进一步改善。加劲肋壁板可以保证其与外框架的连接状况较好,改善整体构件的受力性能。为此,提出钢框架加劲肋壁板结构的受力失稳性能研究。采用动力学分析方法计算壁板结构位移值,依照位移值大小判断壁板结构是否处于稳定状态,获取壁板结构稳定性。利用实例测试分析钢框架加劲肋壁板结构的受力失稳性能,发现滞回曲线形状拥有梭形滞回曲线的特点,整个结构受力后具有塑性变形性能与抗震性能;骨架曲线反映出实验试件承载力支持第一阶段壁板结构弹性设计所需且提供第二阶段弹塑性抗震设计所需以及延性要求,本文检测模型能够判断钢结构建筑壁板结构失稳性。     

SIMPLE PUSH-OVER ANALYSIS OF ASYMMETRIC BUILDINGS

A simple method for the non-linear static analysis of complex building structures subjected to monotonically increasing horizontal loading (push-over analysis) is presented. The method is designed to be a part of new methodologies for the seismic design and evaluation of structures. It is based on the extension of a pseudo-three-dimensional mathematical model of a building structure into the non-linear range. The structure consists of planar macroelements. For each planar macroelement, a simple bilinear or multilinear base shear–top displacement relationship is assumed. By a step-by-step analysis an approximate relationship between the global base shear and top displacement is computed. During the analysis the development of plastic hinges throughout the building can be monitored. The method has been implemented into a prototype computer program. In the paper the mathematical model, the base shear–top displacement relationships for different types of macroelements, and the step-by-step computational procedure are described. The method has been applied for the analysis of a symmetric and an asymmetric variant of a seven-storey reinforced concrete frame–wall building, as well as for the analysis of a complex asymmetric 21-storey reinforced concrete wall building. The influence of torsion on structural behaviour is discussed. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

消能减震技术用于C类框架学校建筑提高一度抗震设防加固的探讨

针对既有的C类框架学校建筑提高一度抗震设防的加固目标,从地震作用计算、结构抗震验算和抗震构造措施等方面详细分析了其中的加固难点,指出了应用传统抗震加固方法的一些不足之处,探讨了应用消能减震技术进行结构提高一度抗震设防加固的可行性;并以某C类框架学校建筑加固工程为实例,从减震控制效果分析、弹塑性变形验算、消能部件影响评价、抗震构造措施核查4个方面论证了消能减震加固方法的有效性和可操作性。结果表明,消能减震技术在C类框架学校建筑抗震加固中具有一定的应用优势,不但能有效控制结构的地震响应,而且依据减震效果可以适当降低结构的抗震构造要求。因此,只要通过合理的消能减震加固设计,再辅以额外的局部加强处理,完全可以实现C类框架学校建筑提高一度抗震设防的加固目标需求。     

Multi-objective optimization of a dissipative connection for seismic protection of wall-frame structures

This paper deals with the optimum design of a passive seismic control strategy which adopts a linear dissipative connection in a wall-frame system. The two sub-structures, the wall and the frame, respectively, are modeled as single degree of freedom systems, and are excited by a ground motion represented by a filtered non stationary stochastic process. The passive control strategy is based on a "global protection", which aims to protect both sub-structures. For this purpose, a multi-objective optimum design is formulated where two conflicting objective functions coexist: these are the displacement of the frame and the shear in the wall. In order to obtain the optimum solution in terms of Pareto set, a genetic algorithm approach—the NSGA-II—is adopted. The novelty of the proposed method is the use of a multi-dimensional criterion for the design of the dissipative connection and to consider a global seismic protection criterion. This is a very important issue in modern Technical Codes, where several performance requirements are fixed and often conflicting.     

基于城市抗震弹塑性分析的我国主要城市建筑地震风险评估

全国尺度的城市建筑地震风险评估对城市防震减灾工作有着重要意义。本文根据全国人口普查和城市统计年鉴等给出的宏观指标建立城市建筑数据库,通过GEAR1方法(Global earthquake activity rate model 1)和第五代中国地震动参数区划图给出具体场地的地面运动强度,通过地面坡度与剪切波速的对应关系确定的场地类别来考虑地震动输入,采用城市抗震弹塑性分析方法建立建筑分析模型,通过地震经济损失风险指标和建筑严重破坏和倒塌风险作为风险评价指标,给出中国大陆主要城市建筑地震风险分布图。结果分析表明,本文方法可以基于可公开获取的数据预测全国不同城市的建筑震害风险;根据第五代地震动参数区划图给出的地面强度,地震经济损失高风险区主要是设防加速度0.3g以上地区;考虑城市人口、GDP因素后,中、东部城市因人口和财富密度较高,建筑地震风险增加明显;不同地震动选波对经济损失风险影响较小,而对倒塌风险影响较大。本文分析方法可以为城市建筑地震风险分析提供相关参考。