高层剪力墙隔震体系计算分析简化模型及其应用研究

在高烈度区将隔震技术引入高层剪力墙结构中,其目的是在小震烈度下减小上部结构的地震作用力,从而使上部结构层间位移差能够满足抗震规范和设计的要求。在隔震结构体系简化分析模型的基础上,提出了高层剪力墙结构隔震体系的简化计算分析模型。同时用通用有限元分析程序和隔震技术方法分别计算剪力墙结构隔震体系实例的地震反应效应并作对比分析,计算结果表明:所建立的剪力墙结构隔震体系简化分析模型是可靠实用的,可用于高层剪力墙结构隔震体系的理论定性分析和初步设计中的参数拟定,推动隔震体系在高层剪力墙结构中的应用和发展。     

交错桁架-剪力墙结构体系的研究

通过分析高层住宅和灵活空间住宅两种结构的特点,提出了一种新型灵活空间高层住宅结构体系-交错桁架-剪力墙结构体系.对交错桁架-剪力墙、交错桁架和大开间剪力墙3种高层住宅结构体系在水平地震作用下的反应进行计算分析,结果表明,交错桁架-剪力墙体系的抗震性能优于后两者,而且交错桁架-剪力墙结构体系不仅增大了结构空间,而且降低了大开间结构对楼板的要求,还可以弥补交错桁架纵向刚度弱的缺点,真正满足了高层大空间住宅的使用要求,值得在高层住宅中推广应用.     

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。     

隔震结构的抗震分析

将结构物简化为多质点体系，考虑隔震支座的水平刚度、垂直刚度和转动刚度，按反应谱方法进行了高层剪力墙结构和砖结构抗震计算，结果表明，隔震结构可以大幅度地降低地震作用。     

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。     

复杂框支剪力墙结构空间弹塑性分析

结合某复杂框支剪力墙高层商住楼的模拟地震振动台试验和三维弹性有限元分析结果,提出该结构进行弹塑性地震反应分析的计算假定和弹塑性分析计算单元,建立了空问分析模型,进行了弹塑性动力时程分析,计算结果与试验结果比较接近。提出的计算方法对类似结构的弹塑性分析有一定的参考价值。     

SRC框支剪力墙结构地震反应简化分析模型研究

针对钢筋混凝土高层框支剪力墙结构抗震性能差的缺点,提出采用型钢混凝土（SRC）梁柱框支剪力墙,试验结果表明了其良好的抗震性能。提出了框支剪力墙结构地震反应简化分析模型,将结构简化为由墙单元和框支单元组成的弹簧体系,墙单元采用二元件模型。推导了框支单元刚度矩阵,基于理论公式和试验结果给出了框支单元恢复力模型。根据提出的简化模型,编制了结构地震反应时程分析程序。程序计算结果与ETABS分析结果及振动台试验结果吻合较好,为进一步对SRC框支剪力墙结构进行地震反应分析提供了理论基础。     

型钢混凝土剪力墙抗震性能影响参数研究

型钢混凝土剪力墙是一种广泛应用于高层混合结构中的剪力墙形式。本文采用通用有限元程序ADINA,以边缘构件含钢率为主要参数,对不同剪跨比的几组剪力墙承载力和变形能力进行了分析,并与考虑了剪力墙混凝土等级、轴压比、配筋率和边缘约束指标等参数影响的剪力墙性能进行了比较研究。结果表明,在高层结构中采用较高强度的混凝土是有利的,但剪力墙的轴压比需要严格限制,且墙体配筋率并不是提高其抗震性能的有效手段。在高层混合结构剪力墙中,通过边缘构件设置型钢可有效增加墙体延性,且边缘约束构件的约束指标可取0.32左右。     

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。     

高层剪力墙结构消能连梁设计案例分析及几个问题的讨论

本文选取两栋高层剪力墙结构住宅工程案例,采用ETABS软件分析并讨论了高层剪力墙结构中安装位移型钢滞变阻尼器连梁进行消能减震设计的几个关键问题。以阻尼器刚度、设计极限位移、附加阻尼比等参数为基本参量,以层间位移角和层间剪力为减震效果优劣评价指标,对比研究了阻尼器空间布设位置和数量变化对结构地震反应的影响规律。验证了阻尼器刚度参数变化影响结构主振周期变化,进一步影响层间剪力减震效果;阻尼器设计极限位移参数变化引起结构整体耗能能力变化,即阻尼器的设置增加了结构附加阻尼比尤其是大震附加阻尼比,使结构大震作用下的层间位移反应得到有效控制。给出了如下设计建议:当在高层剪力墙结构中采用消能连梁进行消能减震设计时,应尽可能将阻尼器布置在受力较大的连梁位置处,并使阻尼器的设计屈服位移和极限位移分别与结构设计弹性层间位移和弹塑性层间位移相匹配。在设计过程中应通过调整阻尼器刚度尽可能延长消能减震结构的基本振动周期,优化阻尼器布设位置和数量,最大限度地增大阻尼器对结构的附加阻尼比贡献,达到显著降低结构地震反应的目的。     

基础隔震高层建筑地震响应的理论分析

本文对某高层隔震框架－剪力墙结构的三维地震响应进行了有限元分析计算，对比了隔震结构及其相应非隔震结构的动力特性，给出了在多遇地震和罕遇地震作用下结构的最大层间剪力，层间位移等，得到一些有意义的结论。     

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。     

底层大空间高层建筑自由振动的实用计算方法

以连杆节间为界，按弹性支座上的Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ悬臂梁建立剪力墙部分的振动方程，按一般框架建立框架部分的振动方程。根据力、变形协调条件，形成底层大空间高层建筑结构的自由振动，并据此计算其自由振动。     

石家庄之门大跨连体超限高层结构抗震分析

石家庄之门为双塔高层混凝土框架剪力墙结构,该结构顶部3层通过钢结构连接体将2个塔楼刚性连接,为大跨连体超限高层结构。设计中对结构的薄弱位置采取了相应的抗震措施予以加强。运用多种空间有限元结构分析软件,对结构进行多遇地震下振型分解反应谱法计算分析、弹性时程分析和罕遇地震下的静力弹塑性分析,该工程结构主要设计指标均满足规范要求,混凝土结构主体及钢结构连接体承载力和延性较好。     

高层建筑自由振动的计算

本文研究框架、剪力墙及框架-剪力墙结构自由振动的近似计算方法。对于剪力墙及框架-剪力墙结构,同时考虑了弯曲变形和剪切变形的影响,导出的公式简便适用。文中给出了框架、剪力墙及框架-剪力墙结构自振周期的实测结果及统计分析,还给出了两个实例说明剪切变形的具体影响,并与实测结果作了比较。     

高层结构塑性铰分布在不同荷载模式下的求解

目前,关于pushover水平荷载模式的研究成果已经有了很多。然而,已有的研究存在如下几个局限性:1.仅选取结构能力曲线和目标位移(顶端、层间)作为结构的性态指标;2.选取的结构模型多为中低层结构。为了考察pushover方法在高层结构的应用,选取了2个高层钢筋混凝土框架剪力墙结构,以结构的塑性铰分布为性态指标,分别进行不同荷载模式下pushover分析计算,给出了各荷载模式的优劣顺序。     

型钢混凝土剪力墙轴压比计算及其限值研究

型钢混凝土剪力墙构件具有良好的抗震性能,已在高层和超高层建筑中得以广泛应用。然而我国规范中,对这种结构的轴压比计算方法及限值问题没有给出针对性的条文,在工程实践中,设计人员只能套用普通混凝土剪力墙的相关规定,限制了这种新型结构的推广。本文通过ANSYS程序分析了若干在轴向压力作用下的型钢混凝土剪力墙构件,得到了墙底截面处型钢与混凝土的应力分布情况,从而推导出型钢混凝土剪力墙构件的轴压比计算公式;另外,通过构件低周反复加载试验与计算机数值仿真技术相结合的方法,分析了型钢混凝土剪力墙构件的轴压比限值问题,并提出了设计建议。     

钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析方法

钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析可以采用微观方法和宏观方法,本文对这些方法进行了介绍和比较,尤其是对于剪力墙的宏观有限元模型进行了较详细的论述,指出了各自的优缺点。认为如果对高层剪力墙结构进行分析,应尽可能采用宏观方法,而对于宏观剪力墙模型的选取是至关重要的。在此基础上提出了一些有益的建议。     

基于MPA方法的结构滞回耗能计算

在能量反应分析中,滞回耗能是最具明确工程意义的而又便于工程应用的能量指标,可用以衡量结构的塑性累积损伤。然而,以往研究中,在计算多自由度体系的滞回耗能时,通常采用时程分析法,计算比较烦杂,不利于工程实际的应用。因此,本文提出了一种采用模态pushover分析（MPA）计算多层结构滞回耗能的简便方法,并通过两个高层结构算例,验证了该方法的精度。结果表明：基于模态pushover分析的结构滞回耗能计算方法精度良好,结果可靠;对于框架结构,可以直接采用第一阶模态（倒三角）加载模式对结构进行pushover分析计算,对于高层框架剪力墙结构,必须组合高阶模态的滞回耗能计算结果。     

昆明高(超高)层建筑环境振动特性实测与统计分析

对昆明16栋典型钢筋混凝土高层建筑物的振动特征(包括建筑物的固有频率、振型和阻尼比)进行观测与分析,对地震响应数值模拟研究,获取实测高层建筑物第一至第三振型及结构,计算第一至第二振型自振周期结果,采用数学线性回归方法,模拟得到昆明高(超高)层建筑结构实测第一至三振型和计算第一至第二振型周期公式,为类似建筑结构的设计提供经验和依据。