钢板剪力墙结构基本自振周期简化计算研究

本文针对钢板剪力墙结构自振周期缺乏研究的现状,将钢板剪力墙简化为Timoshenko梁,提出了考虑周边框架影响的钢板剪力墙等效抗剪刚度计算的方法,然后根据Southwell-Dunkerley理论,给出了钢板剪力墙结构基本自振周期的简化计算公式。然后,通过56个算例比较分析了本文公式计算结果与有限元计算结果发现:本文公式计算结果与有限元结果之比的平均值为1.015,标准差为0.049,说明本文公式具有足够的可靠性。接着,又对结构高度、均布质量、等效抗剪、抗弯刚度、钢板的高厚比、高宽比等参数进行了分析,分析结果表明:随着结构高度与均布质量开方的乘积增大,结构的基本自振周期增长;层数相同时,随着等效抗剪刚度、抗弯刚度的增大,周期有减小的趋势;层数相同时,随着钢板高厚比与高宽比乘积的增大,周期增长。     

钢框架-钢筋混凝土剪力墙结构的地震能量反应分析

以17个钢框架-钢筋混凝土剪力墙混合结构为样本,选取结构自振周期T和结构刚度特征值λ作为分析参数,分析它们在不同类型地震动下的地震能量反应。研究表明,混合结构体系在地震作用下总输入能的大小主要与结构的自振周期以及地震动类型有关,剪力墙与钢框架之间的刚度关系对总输入能影响不大;总输入能等效速度谱的形态受地震动类型的影响很大,同一地震动作用下,幅值与等效速度谱值之间基本能够维持线性增长的关系,但随着结构塑性发展的加剧,这种线性增长关系的离散度会变大;在结构自振周期不变化的前提下,结构的滞回耗能比以及底部剪力墙承担滞回耗能的比例都会随结构刚度比的增大而减小。     

连梁刚度折减系数对剪力墙结构的影响研究

剪力墙结构在进行地震计算时,按照相关规范要求连梁的刚度可折减,折减方式的不同对剪力墙结构整体刚度和构件内力等结果影响较大。设计人员通常给定全楼统一的连梁刚度折减系数,这种简化做法会导致结构刚度和构件受力与实际不符。本文对9栋典型剪力墙结构进行了非线性分析,研究了连梁刚度折减系数对剪力墙结构整体指标和构件内力的影响,并给出了剪力墙结构设计时连梁刚度折减系数的确定方法建议。     

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。     

填充墙刚度影响的实测高层建筑增量动力分析

高层结构中的填充墙在地震作用下与周围结构构件之间的相互作用十分复杂,对建筑结构的整体抗震性能具有较大影响。然而我国规范在设计阶段通常不考虑填充墙对结构抗震性能的影响,统一采用周期折减系数来考虑其刚度变化引起的内力变化,因此准确评估填充墙对结构抗震性能的影响具有重要意义。本文在对一栋框-剪结构和一栋剪力墙高层建筑进行随机振动测试的基础上,利用Perform-3D对每栋高层分别建立了3种分析模型。其中对未考虑填充墙作用的结构模型,分别采取规范建议值和实测结果值两种方式进行周期折减。对通过添加斜撑单元来考虑填充墙作用的结构模型,利用环境激励测试识别获得的结构模态信息进行模型修正。对该3种模型进行了增量动力分析,探讨潜在危险性水平地震作用下填充墙对高层建筑抗震性能的影响。结果表明,填充墙增加了结构在弹性阶段的整体初始刚度,但随着地震动强度的增加逐渐丧失对结构刚度的贡献作用。相比考虑了填充墙作用的模型计算结果,规范建议的周期折减系数较为保守。同时研究发现,填充墙对高层框-剪结构的影响程度要比剪力墙结构大。     

再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

为了研究不同再生骨料取代率对剪力墙性能的影响,进行了4个剪跨比为1.0的低矮剪力墙的低周反复荷载试验研究,包括1个普通混凝土剪力墙和3个再生混凝土剪力墙.在试验的基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特征、耗能及破坏特征.研究表明:与普通混凝土剪力墙相比,再生混凝土低矮剪力墙的抗震性能略差,且随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土剪力墙的性能呈下降趋势;暗支撑的设置能够明显改善再生混凝土低矮剪力墙的抗震性能;在一定的条件下,再生混凝土可用于一些剪力墙结构的抗震设计.     

安装形状记忆合金阻尼器的剪力墙结构抗震性能分析

为减轻钢筋混凝土剪力墙连梁的地震后永久性损伤,同时保持连梁的耗能机制,本文提出在剪力墙连梁中安装新型形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)阻尼器,并研究该阻尼器对剪力墙结构地震响应的减震效果。通过一幢12层剪力墙结构地震反应的时程分析,研究了SMA阻尼器的附加刚度比和屈服位移比两项特征参数对结构地震反应控制效果的影响规律。计算分析结果表明,当附加刚度比为0.04～0.05,屈服位移比为0.4～0.5时,可以获得较好的减震效果。     

不规则框架-剪力墙结构的地震反应

本文用墙单元将剪力墙中断的框架-剪力墙结构离散,利用传递矩阵技术探讨此不规则框架-剪力墙结构的地震反应,四阶Runge-Kutta法用来求解用正则坐标写出的对应于第j个振型的运动方程.将得到的3个不同剪力墙高度的钢筋混凝土框架-剪力墙模型结构的固有频率、最大位移反应和基底剪力与振动台的试验结果进行对比,说明本数值方法是正确的、有效的.最后得出了并不是对所有的框架-剪力墙结构都需把其剪力墙延伸到整个结构高度的结论以及用墙单元和传递矩阵技术求解能有效地减少计算单元、取得同样精度的计算结果.     

框架剪力墙结构

框架剪力墙结构也称框剪结构,这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙．构成灵活自由的使用空间,满足不同建筑功能的要求．同样又有足够的剪力墙,有相当大的侧向刚度。     

底柱加强对高层混合结构地震能量反应的影响

近年来,能量分析方法在结构抗震设计中的应用问题受到国内外地震工程界的普遍关注,被认为是今后结构抗震设计理论的发展方向之一.以一钢框架-钢筋混凝土剪力墙混合结构为对象,通过逐渐增大框架底层柱截面,分析它们在不同类型地震波下的地震能量反应,结果表明,加强钢框架底层柱使结构总输入能基本不发生变化,结构滞回耗能在总输入能中的比例ν和底部剪力墙滞回耗能占结构总滞回耗能的比例μ均随结构刚度特征值λ的增大而减小,因此,加强钢框架底层柱能够提高外钢框架-内混凝土剪力墙结构体系的抗震能力,降低其在强震作用下的损伤程度.     

短肢剪力墙空间剪滞墙元模型

通过对短肢剪力墙受力分析的研究,考虑了翼板的“剪力滞后”效应,构造了新的纵向位移函数,利用能量变分原理导出了考虑剪滞效应和剪切变形的控制方程和边界条件,并以控制方程的解析解为形函数,利用边界条件和刚度法建立了异形截面短肢剪力墙的统一单元刚度矩阵,并利用空间变换原理建立了空间分析刚度矩阵。通过算例并和其它分析模型比较,结果表明本方法能求得较满意的结果。     

小高层住宅结构方案--大开洞剪力墙与异型柱框剪结构对比分析

通过对某小区小高层住宅2种结构方案的综合讨论,分析了小高层住宅的合理结构型式,提出了设计建议可供工程设计参考。异型柱框架-剪力墙结构框架柱布置灵活、隐蔽性好,但其柱截面不规则、计算理论不成熟、抗震能力较差、构造措施不理想、而且建筑自振周期长,侧向位移大,难以用于较高的高层住宅和抗震烈度较高的地区;大开洞剪力墙结构受力明确、计算理论成熟,又有较为精确的计算程序,而且墙厚可以在规范允许的范围内减薄,从而进一步降低了工程造价。通过2种方案比较,认为大开洞剪力墙体系与异型柱框剪结构相比,配筋总量基本接近,但其侧移较小,具有较好的延性,可应用于小高层住宅和地震烈度较高地区并可取得显著经济效益。     

考虑抗震墙剪切变形情况下对框架-抗震墙协同工作分析探讨

通过建立框架-抗震墙结构单元模型，采用在楼层处有集中力而在楼层之间有分布力的地震作用模式并考虑抗震墙剪切变形的影响，得到了结构内力和变形之间的公式。根据实例分析可得抗震墙剪切变形对整体结构变形影响很小，因此一般情况下在计算框架-抗震墙结构时忽略剪切变形是合理的；同时发现框架剪切刚度越大，抗震墙剪切变形对框架-抗震墙结构整体变形的影响就越大，反之则越小。     

钢结构建筑轻质砂加气混凝土墙体的抗震性能试验研究

本文介绍了一钢结构建筑轻质砂加气混凝土外墙板和砌块填充墙的足尺模型振动台试验，并通过试验结果分析，重点研究砌块填充墙的抗震性能、砌块墙体与墙板墙体抗震性能的对比以及两者对钢结构动力特性的影响对比。文中得出了与带墙体钢结构抗震设计有关的结论。     

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。     

框剪结构抗震剪力墙数量的优化准则证明

将框剪结构连续化，按振型组合法证明了同时满足规范允许顶点侧移和层间侧移角的最少抗震剪力墙数量为最优剪力墙量，相应的设计为最优设计。     

Non-linear analysis of coupled wall systems

The non-linear response history and failure mechanism of coupled wall systems under dynamic loads and static loads are investigated through an analytical model. The walls and coupling beams are replaced by flexural elements. Axial and shear stiffnesses are included for the wall members. The stiffness characteristics of each member are determined by inelastic properties. The suitable hysteresis loops to each constituent member are established to include the specific characteristics of coupled wall systems. The computed results are compared with results obtained from tests using model structures statically and dynamically tested on the Illinois Earthquake Simulator.     

双肢短肢剪力墙结构抗震性能试验研究

根据六片双肢短肢剪力墙结构试件低周反复荷载试验，量测了试件在荷载作用下的变形和钢筋的应变。根据截面内钢筋应变值采用直线和曲线两种方法拟合了截面内的应变变化情况。据此计算出各试件墙肢截面内钢筋和混凝土的应力和截面内力大小，以及各试件墙肢内的局部弯矩和整体弯矩大小。分析了内力的变化规律，并对不同肢厚比大小的短肢墙结构进行了定量评价。