高烈度设防烈度下高层框剪隔震体系地震反应计算分析研究

在高烈度区高层框剪结构引入隔震技术,其目的是尽量减小地震荷载,增大结构处在弹性变形的适应范围,使抗震阶段的设计目标更易于实现和确保。将隔震体系简化分析模型引入高层框剪隔震体系,研究隔震支座厚度变化对框剪隔震体系地震反应的影响,并在高烈度设防烈度地震下进行结构动力时程分析。计算结果说明:加高隔震支座厚度,可以在一定程度上减小框剪隔震体系的地震荷载。设防烈度地震下,8度时上部结构自振周期为1~2s的框剪隔震体系完全能满足现行规范位移限值要求,8.5度上部结构自振周期为1~1.4s的框剪隔震体系也能满足现行规范位移限值要求,在9度时一般无法满足设计要求。     

基于概率和位移的框支剪力墙结构抗震性能评估方法

本文严格按照中国规范设计出典型的带转换层部分框支剪力墙钢筋混凝土结构,通过弹塑性分析程序IDARC2D对该结构进行多个地震动作用下的大震弹塑性时程分析,得到结构及各个构件的反应量的统计特征,再参照美国基于性能抗震设计规范ASCE-41-06的结构与构件变形限值作为性能指标,计算出结构和各个构件的可靠度和可靠指标,作为评价结构抗震性能的标准,总结归纳出基于概率和位移的抗震设计方法的思路.最后运用该方法,对7、8度烈度区的框支剪力墙结构进行可靠性分析,通过对比分析,研究考虑内力增强措施、层间位移角控制条件、竖向构件轴压比限制条件、层刚比控制准则和竖向构件最小配筋率等因素对不同抗震烈度区的框支剪力墙结构的可靠性的影响,从而评价中国规范抗震措施和构造措施的有效性.     

四种组合墙砌体房屋抗震性能的综合比较

对六层组合墙砌体、底层框剪、底两层框剪和底三层框剪组合墙砌体四种房屋，从加速度、位移和最大基底剪力等方面进行分析比较，结论是在给定刚度比的情况下，组合墙砌体永恒的抗震性能略优于底部框剪组合墙房屋。底部多层框剪组合墙房屋的抗震性能优于底层框剪组合墙房屋。     

宿迁市建设大厦消能减震设计

宿迁市建设大厦,21层,框架-抗震墙结构,按Ⅷ度(0．3g)进行抗震设防;由于建筑部分楼层层间位移超过《规范》要求,因此在部分楼层增设消能支撑,通过提高结构的附加阻尼比来降低结构的位移反应。整体结构的非线性时程分析结果表明,在框架-抗震墙结构中增设消能支撑,可以较为经济地控制结构薄弱层的位移,提高结构的抗震安全储备。本文可为高烈度区类似工程的设计提供借鉴。     

基于位移的底部框架-抗震墙房屋抗震能力分析

在基于性能/位移抗震设计思想下,通过动力时程分析,研究了底部两层框剪砖房结构在不同地震强度作用下的弹塑性反应和变形特征;针对《规范》中对底部两层框剪砖房结构侧向刚度比的限定条件,研究了不同侧向刚度比条件下结构的抗震能力,得到了相关结论。     

框架倾覆弯矩比例对框架——剪力墙结构抗震性能的影响

为研究不同框架倾覆弯矩比例的框剪结构抗震性能的差异,按现行中国规范设计了6个框剪结构模型,运用IDARC程序对其进行7度大震下弹塑性时程分析和比较,并进行基于性能的抗震评估.结果表明:按中国规范设计的超过框架结构最大适用高度且在基本振型地震作用下框架倾覆弯矩比例达60%的框剪结构,在7度大震下抗震性能能够得到保证;相对于框架倾覆弯矩比例小于50%的框剪结构,其抗震性能没有明显下降.     

基于能量原理的钢筋混凝土简体结构抗震性能研究

本文通过能量法研究了钢筋混凝土简体结构的抗震性能。文中采用振型分解法按等效单自由度体系求解简体结构的滞回输入能;用pushover法分析了滞回耗能在结构层间的分布规律及结构自身的耗能能力;根据楼层滞回耗能与弹塑性层间位移的关系求出了薄弱层的弹塑性位移。对一高层钢筋混凝土框架-简体结构在7度罕遇地震下的抗震性能进行了评估,通过与非线性动力时程分析的对比,证明了方法的可行性。     

基于能量原理的钢筋混凝土筒体结构抗震性能研究

本文通过能量法研究了钢筋混凝土筒体结构的抗震性能。文中采用振型分解法按等效单自由度体系求解筒体结构的滞回输入能;用pushover法分析了滞回耗能在结构层间的分布规律及结构自身的耗能能力;根据楼层滞回耗能与弹塑性层间位移的关系求出了薄弱层的弹塑性位移。对一高层钢筋混凝土框架-筒体结构在7度罕遇地震下的抗震性能进行了评估,通过与非线性动力时程分析的对比,证明了方法的可行性。     

混合结构振动台模型试验研究与计算分析

为研究混合结构的整体抗震性能,本研究以一个Ⅷ度区的LG大厦为原型,制作了1／20的整体模型,在同济大学土木工程国家重点实验室进行振动台试验,以考察地震动频谱及地震强度对混合结构地震反应的影响,了解混合结构体系的抗震性能、地震反应和破坏特征．本文还利用纤维模型建模对混合结构整体抗震性进行了非线性分析计算,并将计算结果与振动台试验数据进行对比分析,试验和计算结果表明：外钢骨框架-内混凝土核心筒混合结构具有较好的抗震性能．     

装配式双钢套管内置高强混凝土组合剪力墙及其试验验证

提出一种适用于高层建筑的新型装配式双钢套管内置高强混凝土(FDSHC)组合剪力墙,并通过试验验证其抗震性能.通过6个两层 FDSHC组合剪力墙试件的压G弯G剪滞回试验和6个单层FDSHC组合剪力墙试件的拉G弯G剪滞回试验,分析试件的破坏特征和滞回性能,研究轴力、钢管混凝土截面含量比、偏心距、外钢管是否焊接对新型墙体抗震性能的影响.结果表明,FDSHC 组合剪力墙试件的破坏形态为弯剪复合破坏,其在压(拉)-弯-剪复合受力作用下具有较高的承载能力,滞回曲线饱满,耗能能力和整体装配性能良好.轴压比越大(轴拉比越小),峰值强度越高;偏心距越大,耗能能力越弱;钢管混凝土截面含量比和外钢管是否焊接的影响不明显.相对于传统装配式混凝土剪力墙,FDSHC组合剪力墙具有“易装配、高承载、低成本”的优点和优越的抗震性能,有望在装配式高层建筑中推广应用.     

梁柱-板柱组合结构(住宅)体系模型振动台试验研究

梁柱-板柱组合结构(住宅)体系由上部大开间板柱结构和底部框架结构构成，是一种可持续发展的新型结构形式。通过两个12层l：15模型的振动台对比试验，探讨其动力特性、地震反应和破坏情况。试验表明，该体系的抗震性能介于框架结构和板柱结构之间。总层数在12层以下时，不设剪力墙的该体系在7度区基本上满足规范要求，合理设置剪力墙后可用于8度区。     

屈曲约束支撑钢框架结构影响因素的静力弹塑性分析

为检验抗侧刚度比和支撑布置方式等因素对具有不同总层数的屈曲约束支撑钢框架的抗震性能影响,借助SAP2000软件,探讨6层、12层、18层屈曲约束支撑钢框架结构在抗侧刚度比分别为1、2、3、4、5共五种工况及倒V型和单斜向两种支撑布置方式下的抗震性能。结果表明,屈曲约束支撑钢框架结构基底剪力-顶点位移曲线呈典型的双线性特征;随抗侧刚度比的增大,结构的层间位移角总体上呈降低趋势,基底剪力及支撑轴力增大,顶点水平位移变小,框架所分担的剪力降低;倒V型布置支撑较单斜向布置具有略大的基底剪力、谱加速度,较小的顶点位移、层位移、层间剪力和框架剪力分担率。分析表明,总体上来看,倒V型布置较单斜向布置时支撑框架结构具有略优的抗震性能;抗侧刚度比较支撑布置方式对支撑框架结构抗震性能的影响更为显著。     

大开间小型混凝土砌块10层模型房屋抗震性能试验研究(Ⅰ)

我国抗震设计规范（GB50011－2001）规定在6、7、8度区，混凝土小砌块结构分别可以建七、六、五层。由于混凝土小砌块结构的最大优势在于10－20层（与混凝土框架或框架剪力墙结构比）。本文按1／4比例制作了10层混凝土小砌块结构模型，按7度设防要求实施构造措施，通过振动台试验研究模型结构的抗震性能。结果表明，模型结构完全能够满足在7度区“小震不坏，大震不倒”的要求。圈梁、构造柱以及水平拉结筋构成的约束体系抗震作用是明显的。试验利用砌块的非注芯孔灌注铁砂来模拟墙体出平面动力效应。在本模型的构造措施下，平出面反应不对结构破坏起控制作用。     

带耗能腋撑竖向不规则短肢剪力墙结构减震性能分析

在不影响建筑使用空间前提下,提出在抗侧构件不连续处设置耗能腋撑以改善竖向不规则结构抗震性能。以底部大空间短肢剪力墙结构为研究对象,利用大型通用有限元程序ETABS研究耗能器类型与场地土对耗能腋撑工作性能和竖向不规则结构受力性能的影响。研究表明,黏滞型耗能腋撑对文中分析模型各楼层地震反应有较好的控制效果,对转换层处层间位移角与层剪力最大值减幅最大,分别为40.14%和15.66%,对顶层加速度与基底剪力峰值的最大减幅分别为16.06%和23.57%,黏滞型耗能腋撑最大能耗散输入结构能量的42%,而黏弹型耗能腋撑对结构的控制效果不理想;当地震震级较大、震中距较小时,耗能腋撑对坚硬与软弱场地土的模型结构控制作用相差不大,减震位移比在转换层处达到最小值0.76;随着震级减小或震中距增大,耗能腋撑对该模型结构的控制作用随场地土变硬而逐渐增强,其减震位移比介于0.68～0.74之间。     

新型滑移隔震结构模型的振动台试验研究

利用实体软钢棒作为消能限位装置,将一种摩擦性能优良的二硫化钼材料作为隔震支座的滑移材料,提出并制作了一种可以应用于框架结构既能隔震又可以消能的新型摩擦滑移隔震装置。探讨了其设计方法和应用方法,并对安装了该新型摩擦滑移隔震装置的一相似比为1:5的5层框架结构模型进行了振动台试验,测试了框架结构在单向地震波作用下的地震反应规律,分析了摩擦滑移隔震结构的加速度反应、层间剪力反应、隔震层滑移量及隔震层剪力的变化规律。结果表明:一般情况下当设防烈度为8度,Ⅱ类场地时,该隔震结构的加速度响应可降低50%左右,层间剪力响应可降低50%左右,减震效果比较明显。另外,只要确定合理的构造方案和实施方案,这种新型摩擦滑移隔震装置就能满足框架结构的隔震减震要求,可应用于实际工程结构中。     

考虑楼板作用的SRC柱-钢梁混合框架动力时程分析

为了解楼板空间作用对型钢混凝土(SRC)柱-钢梁混合框架抗震性能的影响,利用有限元软件ABAQUS分别建立带有楼板和不带楼板的两跨三层SRC柱-钢梁框架,选取2组天然波和1组人工波对其进行弹塑性分析,对比2种框架结构的型钢应力分布、混凝土板损伤、层间相对位移角以及框架基底剪力,分析楼板在结构抗震中的影响规律。结果表明:增加楼板可以有效增加框架抗侧刚度,最大可使层间位移角降低38.7%;同时可以减小核心区梁端塑性区域的面积,减缓型钢上翼缘应力发展速度;而且楼板的存在可使最大基底剪力提升60.7%,有利于减小结构损伤和提高抗震性能。     

多层砖房底部两层框架抗震变形性能分析

为实现多层砖房底部两层框架结构的加固,需要研究其抗震变形性能。以某底部两层框架、上部四层砖房建筑为对象,通过STRAND7有限元软件构建有限元计算模型,考虑水平荷载与垂直荷载,深入分析多层砖房底部两层框架抗震变形性能。仿真结果表明,建筑结构振型受结构横向楼板刚度的影响较显著,不同振型的频率变化中,X向1阶频率与Y向2阶频率变化最快,楼板平面内弯曲频率变化最慢;整体结构在X向与Y向分别呈现线性剪切变形和弯剪变形,Y向上由于填充墙发挥抗震墙功能,底部两层框架变形较小;在7度多遇地震影响下,底部两层结构中第二层楼板变形较第一层严重,多层砖房底部两层框架建筑结构处于弹性工作状态。     

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。     

Substructure hybrid testing of reinforced concrete shear wall structure using a domain overlapping technique

An online hybrid test was carried out on a 40-story 120-m high concrete shear wall structure. The structure was divided into two substructures whereby a physical model of the bottom three stories was tested in the laboratory and the upper 37 stories were simulated numerically using ABAQUS. An overlapping domain method was employed for the bottom three stories to ensure the validity of the boundary conditions of the superstructure. Mixed control was adopted in the test. Displacement control was used to apply the horizontal displacement, while two controlled force actuators were applied to simulate the overturning moment, which is very large and cannot be ignored in the substructure hybrid test of high-rise buildings. A series of tests with earthquake sources of sequentially increasing intensities were carried out. The test results indicate that the proposed hybrid test method is a solution to reproduce the seismic response of high-rise concrete shear wall buildings. The seismic performance of the tested precast high-rise building satisfies the requirements of the Chinese seismic design code.     

Shake‐table test performance of an inertial force‐limiting floor anchorage system

A new floor connecting system developed for low‐damage seismic‐resistant building structures is described herein. The system, termed Inertial Force‐Limiting Floor Anchorage System (IFAS), is intended to limit the lateral forces in buildings during an earthquake. This objective is accomplished by providing limited‐strength deformable connections between the floor system and the primary elements of the lateral force‐resisting system. The connections transform the seismic demands from inertial forces into relative displacements between the floors and lateral force‐resisting system. This paper presents the IFAS performance in a shake‐table testing program that provides a direct comparison with an equivalent conventional rigidly anchored‐floor structure. The test structure is a half‐scale, 4‐story reinforced concrete flat‐plate shear wall structure. Precast hybrid rocking walls and special precast columns were used for test repeatability in a 22‐input strong ground‐motion sequence. The structure was purposely designed with an eccentric wall layout to examine the performance of the system in coupled translational‐torsional response. The test results indicated a seismic demand reduction in the lateral force‐resisting system of the IFAS structure relative to the conventional structure, including reduced shear wall base rotation, shear wall and column inter‐story drift, and, in some cases, floor accelerations. These results indicate the potential for the IFAS to minimize damage to the primary structural and non‐structural components during earthquakes.