高层剪力墙结构的自由振动

本文根据模型试验、原型结构振动测量和理论分析,提出了计算高层剪力墙结构自由振动的实用计算方法。用此法对两幢高层剪力墙房屋进行计算,所得的周期和振型与振动测量结果极为接近。     

高层剪力墙结构有限条分析方法

本文对高层剪力墙结构有限条分析方法中的位移函数的选择原则作了较全面的分析和检验,文中并提出了有限条广义振型函数法和集中质量法。     

基于ABAQUS高层剪力墙结构的有限元建模及其振动台试验验证

采用ABAQUS建立12层剪力墙结构的有限元模型,利用该结构1/5缩尺模型振动台试验时预留试块的材性试验结果及相似关系,确定相应原型结构材料的性能参数,将试验参数和我国混凝土结构设计规范给出的混凝土单轴受拉/压应力-应变关系曲线相结合,确定ABAQUS模型中混凝土损伤塑性模型所需的应力-应变参数;将试验参数和张劲公式法相结合,确定ABAQUS模型中混凝土损伤塑性模型所需的损伤因子参数。对比有限元分析结果和振动台试验结果,验证参数设置的有效性。ABAQUS有限元分析和振动台试验所得原型结构前三阶振型和自振周期相差很小,说明ABAQUS模型和参数设置能够反映并用于计算实际结构的弹性响应。ABAQUS有限元分析得到的结构损伤情况与试验模型的损伤情况基本一致;结构的顶点加速度曲线和滞回曲线等响应的有限元分析结果与试验结果在多遇地震作用下基本吻合,但由于振动台试验累积损伤的影响,两者的差异随着地震波幅值的增大而逐渐增大;ABAQUS有限元分析得到的位移包络曲线与剪力墙结构弯曲变形的特点相符。以上弹塑性分析结果进一步表明了ABAQUS模型和参数设置能够很好地模拟结构在地震作用下的响应。     

高层RC框架剪力墙隔震结构地震风险分析

近年来,越来越多的高层建筑采用了基础隔震技术,但研究表明,高层隔震建筑在超烈度地震作用下仍可能发生破坏或倒塌,因此开展高层建筑隔震前后的地震风险对比分析显得尤为重要,可直观显示该类建筑在将来可能发生地震作用下的表现。在进行隔震结构地震风险分析时,上部结构、隔震支座、地震动的不确定性对易损性分析结果有重要影响,因此本文以高层RC框架剪力墙结构为研究对象,在综合考虑隔震支座、上部结构和地震动参数随机性的基础上,定义上部结构层间位移角及隔震层位移2个参数为结构损伤的评价指标,对隔震前后结构的地震易损性进行了对比分析,进而开展地震风险评价。结果表明:隔震技术极大地减小了结构的地震脆弱性,提高了结构的抗震安全性,但其在超烈度大震作用下也具有倒塌的风险;相比于非隔震结构,隔震结构的风险损失值可降低6倍。     

某高层框架剪力墙结构减震性能分析

为了研究剪切型铅阻尼器在高层建筑结构中的耗能减震效果,以高烈度地区某设置剪切型铅阻尼器的框架-剪力墙结构为工程背景,首先通过Sap2000分析了结构的动力特性,在此基础上对结构进行了消能减震设计。其次采用非线性分析软件ABAQUS对结构进行了罕遇地震作用下的有限元分析,对比了不同地震波作用下的结构弹塑性分析结果。分析结果表明:设置剪切型铅阻尼器的高层建筑结构的抗震性能较好,为剪切型铅阻尼器在高层框架-剪力墙结构中的应用提供了成功的工程案例,其设计思路可以为高层结构的减震提供有益的借鉴和参考。     

西昌市某高层剪力墙结构隔震设计与分析

针对西昌市某高层钢筋混凝土剪力墙结构进行了橡胶支座隔震设计和抗震性能分析。西昌市抗震设防烈度为9度,历史上曾发生过7.5级地震。该工程场址地质构造较复杂,东侧区域有一条隐伏断层,属则木河断裂带次生断层。则木河断裂带是川西主要发震断裂带之一,至今仍是一条活动较强烈的大断裂。按照《建筑抗震设计规范》(2016版)要求,取近场影响系数1.5,以提高结构的安全度;选取Ⅱ类场地5条天然地震波和2条人工模拟地震波,共计七条符合规范要求的地震波;基于SAP2000软件对结构进行了隔震设计,中震作用下结构层间剪力和倾覆弯矩减震系数最大值为0.24,比非隔震结构地震响应减小显著,罕遇地震下隔震支座的面压、水平位移能够满足规范要求。采用ABAQUS对结构进行了罕遇地震动力弹塑性时程分析,结果表明结构能够满足"大震不倒"的抗震设防目标。     

高层钢筋混凝土框架-剪力墙结构抗震性能研究

钢筋混凝土框架-剪力墙结构应用广泛,地震发生时这类结构多道设防的设计理念能否实现以及罕遇地震下的安全性能否保证一直是国内外学者的研究热点。本文采用Perform3D软件建模,利用已有的试验结果对模型进行了验证,计算了4栋15层高的框架-剪力墙结构,其中3栋为连梁高度不同的框架-联肢剪力墙结构。采用静力弹塑性分析方法和动力弹塑性时程分析方法,观察对比了不开洞和开洞以及洞口大小不同的剪力墙对各结构的塑性铰发展情况和性能点处层间位移角的影响,以及各结构多道防线的实现情况。结果发现,按我国规范设计的框剪结构在大震下的安全性能够得到保障;框架-联肢剪力墙结构在大震下发生明显的内力重分布,但剪力墙始终是主要的抗侧力结构。该研究结果对结构设计具有一定的指导意义。     

装配式剪力墙结构抗震试验研究

近年来我国各区域地震频发,房屋在地震中受损较为严重,如何提升房屋的抗震性是目前亟待解决的问题。以某市的装配式剪力墙高层住宅结构试点工程为试验对象,对其剪力墙结构进行设计改进,通过反复多次的荷载试验,分析其破坏受损过程,验证改进结构的抗震性能。试验结果表明:改进型的装配式剪力墙结构具有较好的抗震性能,应用推广前景良好。     

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。     

框支分区剪力墙高层结构整体简化分析方法研究

主要研究了框支分区剪力墙复杂高层结构的简化计算模型和简化计算方法。提出了空间串并联简化计算模型,将具有较广泛适用性的等代柱单元代替各平面抗侧力体系,大大降低了计算自由度。计算表明,该方法具有一定的实用价值。     

高层钢板剪力墙结构底部加强层抗震性能分析

采用非线性有限元软件Msc．Marc对高层钢管混凝土组合框架-钢板剪力墙结构底部四层两跨未加劲薄钢板墙模型进行了推覆分析与滞回分析。计算结果表明,组合钢板剪力墙结构具有良好的延性及稳定的滞回性能,结构进入弹塑性阶段后钢板墙的拉力带方向与CAN／CSA S16—01（2001）推荐公式吻合良好。根据分析结果,比较了不同分析类型及不同钢板墙厚度的影响。研究发现,考虑钢材强化及包辛格效应后,结构滞回分析的极限承载力将小于推覆分析的极限承载力;随着钢板墙厚度的增大,结构的弹塑性屈曲模态由局部屈曲向整体屈曲过渡;在罕遇地震作用下,钢板墙结构的底层边缘约束柱将产生较大的轴拉力,甚至被拉断而导致结构整体破坏。     

基于IDA方法的高层剪力墙结构抗震能力影响因素分析

介绍了IDA方法的基本原理和分析步骤,采用Etabs软件对12个不同设防烈度、不同层数的高层剪力墙结构进行增量动力分析,给出了各结构模型在不同性能水平的最大层间位移角,并探讨了抗震设防等级和高度对剪力墙结构抗震能力的影响。研究表明,随着抗震设防等级的提高,结构的抗震能力会有显著的提升,而随着结构高度的增加,结构的抗震能力会相应降低。     

高层框支剪力墙结构地震反应分析的超元法

西方嵩层框支剪力墙结构地震反应分析的超元法，即将每榀框支墙中的上部剪力墙和落地墙简化处理成等效柱，底部框架简化处理成等代柱，楼板视为深梁，将连续分布的质量离散化，建立二维空间结构的“串并联质点系”振动模型，采用超级单元进行结构的地震作用计算及内力分析，此法计算简便并适用于结构竖向变刚度和考虑楼板变形等情况。     

基于某高层框架与剪力墙隔震结构的高宽比限值研究

对框架与剪力墙基础隔震结构的高宽比限值与上部结构动力响应规律进行仿真分析,采用PKPM进行框架和剪力墙结构的结构设计,并通过ETABS软件对两种结构进行隔震分析.为了更好地表征结构隔震效果,引入层剪力比、层弯矩比、层位移角比和周期比的概念,对不同高宽比结构隔震前后的动力响应进行对比.分析结果表明:高宽比为4的框架结构隔...     

剪力墙结构、框架填充墙结构模型模拟地震试验研究

对三种结构体系的模型，即钢筋混凝土剪力培结构、钢筋混凝土框架砖填充壤结构和钢框架混凝土填充墙结构模型，进行了地震模拟振动台试验研究．三种结构的模型均为４层，１／３几何比例，整体尺寸相同，按静力等强度原则进行设计。利用５ｍ×５ｍ液压振动台逐渐增大输入地震的峰值加速度直至模型破坏，在试验过程中测量并比较三种模型在弹性和开裂等状态时加速度、位移、应变的反应情况，并用微幅激振测定模型在相应状态下动力特性的变化，从而综合比较和研究它们的地震反应、破坏机理和抗震能力。     

楼板开大洞框支剪力墙高层结构空间有限元动力分析

运用SAP2000程序对楼板开大洞框支剪力墙实际工程结构进行了空间有限元分析，研究了这种结构的动力特性以及在三种地震波输入下的加速度反应、位移反应和地震力分布，并对其抗震性能进行了评价。研究成果对类似工程结构设计有一定的指导意义。     

近断层地震动对短肢剪力墙高层结构地震反应的影响

近断层地震动具有独特的上盘效应、破裂方向性效应和速度脉冲特征。本文分组考察具有这些运动特征的地震动对短肢剪力墙高层建筑结构地震反应的影响。选择台湾集集近断层地震动记录作为地震动输入,利用ANSYS软件对一幢12层短肢剪力墙结构建立空间杆件一壳元组合有限元模型,进行弹塑性时程分析。计算结果表明,近断层地震动上盘效应和破裂方向性效应明显增大短肢剪力墙结构体系的地震反应,短肢剪力墙高层结构的最大层间位移角发生在中部第5层,为0．98％,说明该结构已经达到中等破坏状态;脉冲型地震动效应与结构周期长短密切相关,对长周期结构脉冲效应显著。     

基于环境振动测试的高层钢筋混凝土结构模态参数识别

根据高层钢筋混凝土结构环境振动测试数据,采用随机信号的频域分析方法,确定了高层结构的自振频率;基于不同测点在固有频率处的响应比及零迟时互相关函数确定了结构的振型;运用自功率谱和互功率谱,采用半功率点法计算了各阶振型的阻尼比.结果表明,环境振动测试能够较好地识别高层结构的1～3阶振型.对实测自振周期与<建筑结构荷载规范>的公式和数值模拟结果进行比较,发现:结构的层数小于20层时,实测值与<规范>规定的值最接近;结构超过20层时,实测值小于<规范>规定的值和数值模拟的结果.     

高层隔震结构模型双向振动台试验研究

对一缩尺1∶16比例高宽比为5的橡胶垫隔震结构模型进行了双向地震动输入振动台试验研究。通过输入不同大小和类型的地震波,分析隔震上部结构和隔震支座的地震反应。试验结果表明:隔震上部结构减震效果较好;隔震支座在某些工况下,竖向可进入非线性受拉变形状态,此时的结构存在倾覆危险。试验相关数据的分析可为高层隔震结构设计理论和规范的编制提供试验依据。