改进直接基于位移的钢筋混凝土框架结构抗震设计研究

直接基于位移法进行抗震设计时,最初结构的刚度和承载力均是未知的,设计中需假定预期设计结构的振型模式和由此得到的结构侧向地震力分布,这样的设计结果会产生一定的偏差.针对此问题,提出了改进直接基于位移的抗震设计方法,即首先初步设计结构,根据初设结构的振型模式等效单自由度体系,结合目标位移反向设计结构刚度,将设计结构的刚度与初设结构刚度比较,进行调整设计,最后进行承载力设计.程序中为减少迭代次数,定义了结构竖向刚度调整系数,用以简化结构弹性刚度的确定过程,从而实现设计结构在相应地震设防水准下满足预期位移的控制要求.最后通过算例证明了该方法具有一定的准确性.     

钢框架结构直接基于位移抗震性能设计的非迭代法

为使直接基于位移的抗震性能设计方法更加简便准确,本文采用一种直接基于位移的非迭代抗震设计方法对钢框架结构进行设计。该方法首先考虑结构的非弹性反应确定等效弹性反应谱和弹塑性反应谱,并建立了使用Newmark-Hall变形折减系数的能力谱的明确表达式。采用能力-需求图方法,确定了结构需要的目标位移与延性、谱位移和谱加速度之间关系的明确表示式,得到结构的刚度和设计基底剪力,进而确定构件截面,完成结构设计。对五层两跨平面钢框架结构进行了直接基于位移的抗震性能设计,设计过程简便,无需迭代程序,不需画出反应谱,通过时程分析验证了设计结果的精确性。本文研究表明:直接基于位移的非迭代抗震设计方法是一种简便、高效、精确的抗震性能设计方法。     

直接基于位移的结构抗震设计理论研究进展

直接基于位移的抗震设计是实现基于性能抗震设计思想的一条有效途径,其理论主要包括三方面的内容,即直接基于位移的抗震设计方法、位移需求估计方法和目标位移的确定。本文在阅读了大量文献的基础上,对国内外在这三方面的研究进行了介绍,并对今后的研究方向进行了展望。     

钢框架结构直接基于位移的抗震设计方法研究

将钢框架结构按其性能划分为使用良好、人身安全、防止倒塌三个水平,并用层间侧移角予以量化采用钢框架的最大层侧移模式来确定其目标侧移曲线在等效线性化的前提下,由等效位移用弹性位移反应谱求出等效周期,然后对构件进行刚度设计和承载力设计用静力弹塑性分析方法对结构进行分析,校核其实际侧移曲线与满足性能目标的侧移曲线是否一致.采用...     

钢筋混凝土框架结构层间位移角与构件变形关系研究

层间位移角已作为检验建筑结构抗震性能的主要指标之一而被广泛应用。为实现该指标在钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计中的应用,研究了层间位移角与构件变形之间的关系。首先,采用对部分子结构的弹性理论分析得到了弹性阶段梁变形对层间位移角贡献比例的计算公式。接着,采用对15层钢筋混凝土框架整体结构的非线性地震反应计算结果的统计分析得到了在塑性阶段梁变形对层间位移角的贡献比例回归计算公式。所建立的计算公式反映了梁与柱的相对刚度和强度比例、层闽塑性变形程度的影响。最后,应用该方法进行了一算例分析,计算结果和试验结果比较一致。利用本文提出的计算方法可以方便地把对框架结构的层间位移需求转变为对梁、柱构件的变形要求。     

直接基于位移的抗震设计方法的研究

系统介绍了直接基于位移的抗震设计方法,通过比较直接基于位移的设计方法与我国现行规范采用的基于力的设计方法的差别,指出直接基于位移的抗震设计方法能在预计的结构形态和计算的结构反应之间建立关系,是一种有广泛发展前景的抗震设计方法。     

一种直接基于位移的抗震设计方法

与传统基于力的抗震设计方法相比,基于位移的抗震设计方法更适合实现基于性能抗震设计。本文在若干文献的基础上,提出了一种直接基于位移的抗震设计方法。该方法建立在结构屈服位移可由几何尺寸确定的基础上,根据不同水平地震作用下的目标设计位移,计算相应的延性系数,采用一定的Rμ-μ-Tn关系建立相应的非线性反应谱,以二折线模型模拟结构的性能曲线,然后根据结构不同的目标位移以及对应的非线性反应谱确定相应的有效周期,从中选择最小值作为设计结构的有效周期,根据有效周期计算结构的刚度,然后乘以屈服位移得到结构的屈服强度。根据结构屈服强度以及结构的超强系数,得到结构的设计基底剪力。该方法避免了设计中采用迭代计算,且一次设计就可以完成多水平设防的目的。     

带加强层高层建筑直接基于位移的抗震设计(Ⅰ)——方法理论

带加强层高层、超高层建筑结构目益增多,针对此类结构提出合理的抗震设计方法十分必要.根据模态理论考虑高阶振型对结构反应的贡献,基于较成熟的多层结构直接基于位移的抗震设计理论,提出了带加强层高层建筑结构直接基于位移的抗震设计方法.方法根据模态理论将结构各个振型分别等效为单自由度体系,计算各单自由度体系的地震响应,进而以振型...     

直接基于位移设计的高强钢组合K形偏心支撑钢框架的抗震性能研究

K形高强钢组合偏心支撑(K-HSS-EBF)是指耗能连梁和支撑采用Q345钢,而框架梁、框架柱采用高强度钢(如Q460)。为研究其在罕遇地震作用下的抗震性能,在试验研究的基础上,采用直接基于位移的抗震设计方法设计了5层、8层和12层算例,分别进行静力推覆分析和动力弹塑性分析,研究高强钢组合偏心支撑钢框架在罕遇地震作用下层间侧移分布和破坏模式。研究结果表明:直接基于位移的抗震设计方法设计的算例在罕遇地震作用下,结构的层间侧移满足我国现行抗震规范的要求,结构呈理想的渐进式梁铰屈服机构,并证明该设计方法的合理性和可靠性。     

带加强层高层建筑直接基于位移的抗震设计(Ⅱ)——算例分析

基于带加强层高层建筑结构的特点,根据论文(Ⅰ)所提出直接基于位移的抗震设计方法,对一幢带有2个加强层的超高层建筑结构进行了基于位移的抗震设计.设定结构的目标性能水准为中震作用下结构“使用良好”以及大震作用下“保证人身安全”.中震作用下结构“使用良好”,结构处在弹性阶段,结构分析及参数计算采用弹性方法.大震作用下结构“保...     

一种直接基于位移的结构抗震设计方法

利用我国现行抗震规范,直接根据结构的底层层间目标位移反向求取结构的底层层间屈服剪力;给出了该屈服剪力与结构基底剪力之比的数学表达式,初步分析了影响该比值的主要因素及其影响规律。在此基础上,提出了一种新的直接基于位移的结构抗震设计方法。最后,通过算例分析初步考察了该方法的可行性。     

Constant-ductility inelastic displacement ratios for displacement-based seismic design of self-centering structures

This paper focuses on constant-ductility inelastic displacement ratios of self-centering single-degree-of-freedom (SDF) systems with two different levels of energy dissipation capacity, in the presence of 5% viscous damping ratio. A statistical analysis is developed considering an earthquake database composed of 228 ground motions recorded in California with magnitudes greater than six and organized for NEHRP soil class, ground motion duration, and peak ground acceleration. The response of self-centering SDF systems with large variability of initial periods, ductility levels, and postyield stiffness ratios is investigated and compared with the responses of SDF systems with bilinear plastic, Clough, and Takeda hysteresis. The inelastic demand variation with soil class, initial period, postyield stiffness ratio, unloading stiffness degradation, ductility level, and hysteretic behavior is highlighted. Simple and conservative analytical estimates of constant-ductility inelastic displacement ratios for mean and 90th percentile values in terms of initial period, ductility level, and postyield stiffness ratio are proposed to allow the extension of the Displacement-Based Design via Inelastic Displacement Ratio (C_μDBD) to self-centering structural systems.     

Direct displacement-based seismic design of steel eccentrically braced frame structures

This paper details a direct displacement-based design procedure for steel eccentrically braced frame (EBF) structures and gauges its performance by examining the non-linear dynamic response of a series of case study EBF structures designed using the procedure. Analytical expressions are developed for the storey drift at yield and for the storey drift capacity of EBFs, recognising that in addition to link beam deformations, the brace and column axial deformations can provide important contributions to storey drift components. Case study design results indicate that the ductility capacity of EBF systems will tend to be relatively low, despite the large local ductility capacity offered by well detailed links. In addition, it is found that while the ductility capacity of EBF systems will tend to reduce with height, this is not necessarily negative for seismic performance since the displacement capacity for taller EBF systems will tend to be large. To gauge the performance of the proposed DBD methodology, analytical models of the case study design solutions are subject to non-linear time-history analyses with a set of spectrum-compatible accelerograms. The average displacements and drifts obtained from the NLTH analyses are shown to align well with design values, confirming that the new methodology could provide an effective tool for the seismic design of EBF systems.     

基于性能的抗震设计方法在剪力墙结构中的应用

本文对基于性能的抗震设计方法中最具有代表性的直接基于位移的设计方法在剪力墙结构中的应用进行了研究。采用结构非线性分析程序探讨了墙厚、混凝土强度等级、纵筋配筋率、钢筋级别、轴压比、墙长等因素对单肢剪力墙屈服位移的影响,从而对现有的屈服曲率计算公式进行了改进。另外将按顶点荷载作用下的屈服位移计算公式求出的屈服位移与实际倒三角形荷载作用下的剪力墙屈服位移进行了比较,,从而推导出倒三角形荷载作用下的屈服位移计算公式。