中高层异形柱框-剪结构的剪力墙抗侧刚度优化

综合考虑剪力墙剪切变形、异形框架柱轴向变形和连梁刚度对异形柱框架-剪力墙结构的抗侧刚度的影响,对抗震设防区的中高层钢筋混凝土异形柱框架-剪力墙结构体系住宅进行剪力墙抗侧刚度的优化,同时采用底部剪力法分析剪力墙抗侧刚度与水平地震作用的关系,考虑层间位移、刚重比、剪重比等约束条件建立优化数学模型,并结合新规范给出模型的数值解．算例结果表明本优化模型可行、有效．     

框架-剪力墙结构扭转计算方法

以往高层框架-剪力墙结构扭转计算模型,均根据结构抗扭刚度的定义(即使楼层产生单位扭转角时所需要作用的扭矩值)来确定楼层刚心位置,但由于框架与剪力墙的变形特征和剪力分配机理都不相同,导致这些模型的刚心计算位置与常理不符。文中引入的新刚度模型,在同时考虑框架与剪力墙抗侧刚度的基础上获得楼层抗扭刚度,由此计算框架-剪力墙结构的刚心和扭转偏心距,并在计算扭转效应时,让构件充分参与抗扭,考虑构件的抗扭刚度。算例表明,本文刚度模型概念清晰,计算简单准确,可为扭转近似计算提供参考。     

钢板剪力墙结构的剪切变形分析

目的 研究钢框架-钢板剪力墙结构(Steel Plate Shear Wall,SPSW)的剪切变形比及变化规律,为采用基于能量性态方法设计时,合理估计剪力墙板的滞回耗能提供参考.方法 基于5个系列15个单跨SPSW子结构、4个多层多跨SPSW结构的推覆分析,研究了SPSW结构剪切变形比、变化规律、及相关设计参数的影响.结果 弹性阶段SPSW结构的楼层剪切变形比相对较小,但随着结构塑性的发展,楼层剪切变形比呈显著的增大趋势.剪力墙板厚度、钢柱刚度、跨度、层数、水平加载方式对SPSW结构楼层剪切变形比的影响较大,剪力墙板钢材的强度等级、钢梁刚度对SPSW结构剪切变形比的影响较小.结论 高层钢框架-钢板剪力墙结构采用基于能量的性态方法设计时,上部楼层滞回耗能的计算需考虑剪力墙板剪切变形所占比例的影响.     

异形柱框架—剪力墙结构体系抗震性能分析

分析了异形柱框架—剪力墙结构体系的抗震性能,与矩形柱框架—剪力墙结构体系相比,异形柱框架—剪力墙结构体系的振型特征没有显著差别,结构总刚提高,总地震作用及其框架剪力稍有增加,结构的侧移明显减小。     

板柱-剪力墙结构适用高度研究

目的 探讨相关规范的限高要求,推广板柱-剪力墙结构在抗震区应用.方法 通过理论分析,若两结构的建造高度相同,在相同水平荷载作用下若具有同样的侧移,板柱-剪力墙结构中,剪力墙的等效抗弯刚度约为框架-剪力墙结构的1.71倍;剪力墙数量相同,最大层间位移角相等时,板柱-剪力墙结构的高度约为框架-剪力墙结构的0.76倍,进而通过框架一剪力墙结构的适用高度反推板柱-剪力墙结构的适用高度,最后通过有限元分析对其进行验证.结果 在笔者所提出的适用高度范围内,合理设计的板柱-剪力墙结构,其抗侧刚度满足要求,板柱节点在竖向剪力和不平衡弯矩的共同作用下不破坏,结构在罕遇地震作用下不倒塌.结论 板柱-剪力墙结构在6、7、8度区适用的最大高度可调整为100m、90m、75m.     

异形柱框架-剪力墙结构的地震响应分析

由于剪力墙平面布置不当,在役异型柱一框架剪力墙结构在地震作用下发生严重扭转变形甚至倒塌的例子屡见不鲜.笔者通过调整某异形柱框架一剪力墙结构实际工程中的剪力墙布置方案,进行改进后模型的模态分析和弹性时程分析,研究剪力墙和异形柱不同的平面布置对地震响应的影响.分析发现,改进后模型的抗震性能显著提高,底部剪力变化不大,最大楼层位移和结构自振周期得到明显改善,最大楼层位移值减小14.4%,自振周期减小4.34%.     

不同屈服点薄钢板剪力墙的受力性能研究

采用有限元软件ABAQUS 6.10对薄钢板剪力墙屈服点为235 N/mm2和345 N/mm2的钢框架-薄钢板剪力墙进行了非线性数值分析,对二者的承载力、刚度、剪力分配、滞回性能及延性等进行了研究.结果表明:薄钢板剪力墙屈服点对初始承载力、刚度和剪力分配影响很小;当薄钢板剪力墙屈服后,其屈服点越高,承载力和刚度亦越大,钢板剪力墙承担的剪力越多;高屈服点薄钢板剪力墙会增加受压柱的负担,使其屈曲位置上移,降低对薄钢板剪力墙的有效锚固;加载初始阶段,低屈服点薄钢板剪力墙先于高屈服点薄钢板剪力墙屈服耗能;达到理想破坏的钢框架-薄钢板剪力墙具有很好的延性.     

框架-剪力墙结构的侧向刚度分析

框架-剪力墙结构受力特征与水平荷载的分配不同于框架结构和剪力墙结构,框架与剪力墙各自承受的横向水平荷载合理分配要求必须对框架-剪力墙结构进行侧向刚度分析.本文基于框架-剪力墙之间结构侧移柔度,进行了框架-剪力墙结构侧向刚度分析,对于框架-剪力墙结构中框架与剪力墙各自承受水平荷载合理分配给出一种基于链杆内力离散化分布模式新的计算方法,其物理概念明确,计算简便,更较符合实际,可应用于平面框架-剪力墙结构情况.     

半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构的数值分析

为了研究半刚性节点钢框架-加劲钢板剪力墙结构体系的抗震性能和传力机理,模拟实际框剪结构的底部两层,对一榀单跨两层1/3缩尺半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构进行了抗震拟静力试验研究,在试验模型的基础上,建立了非线性有限元模型,并验证了模型的有效性.考虑影响结构抗震性能的4个主要因素:节点刚度、剪力墙厚度、框架柱的刚度、肋板刚度比,进行了4个系列16个有限元模型的变参数分析.结果表明:降低节点刚度有利于提高结构的延性和耗能能力;增加柱的刚度和肋板厚度可提高结构的初始刚度、承载力和延性性能;增加内填墙板的厚度,将降低试件的延性性能;内填墙板在加载初期非常有效,承担70%～85%的水平剪力,研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据.     

钢筋混凝土短肢剪力墙结构的定义与构造要求分析

目前国内的小高层住宅基本上采用的都是钢筋混凝土结构,钢筋混凝土小高层住宅常用的结构体系主要有矩形柱框架结构体系、矩形框架-剪力墙结构体系、异形柱框架结构体系、异形柱框架-剪力墙结构体系、大开间剪力墙结构体系及短肢剪力墙结构体系等。     

框架摇摆墙结构受力性能研究

以某六层框架结构作为分析对象,设置不同刚度的摇摆墙,研究加入摇摆墙前后以及摇摆墙刚度大小对结构内力分布及变化规律的影响。分析结果表明:当框架结构层间刚度不均匀时,对摇摆墙的内力分布和结构受力会产生较大的影响,摇摆墙的剪力、弯矩均随地震强度和刚度比的增加而增加,摇摆墙的加入减小了框架部分的地震作用,达到防止出现薄弱层的作用。     

异形柱结构抗侧移刚度的分析

目的研究异形柱结构在水平荷载作用下的内力和位移性能,评价该结构体系的抗震能力．方法应用平截面基本假定,从力学平衡及变形协调出发,讨论了异形柱在水平荷载作用下的受力性能,按“层模型”对该结构抗侧移刚度进行了理论研究,并和有限元的数值解作了分析比较．结果推导出了该结构体系抗侧移刚度的理论公式．研究结果表明,该结构体系在水平荷载作用下具有明显的双向耦合效应．结论《混凝土异形柱结构技术规程》对该结构两个方向分别单独进行抗震验算和位移验算,是偏于不安全的,其抗侧移刚度较按抗弯刚度等效矩形柱削弱达50％以上．     

高层建筑结构的动力凝聚特性解析

根据高层建筑结构的特点,将常见的框剪结构和大开洞剪力墙结构简化为平面结构体系,采用两端带刚域且考虑剪切变形的单刚杆件.在进行动力特性分析时,采用动力凝聚方法把角位移自由度缩减掉以便从总刚中求侧移刚度矩阵,从而把原来的体系转化为带有集中质量的杆件模型,然后再将侧移刚度矩阵转化成正定矩阵,利用广义JACOBI法求出频率和振型,将上述方法进行编程,最后运用有关资料上的案例进行计算,对比计算结果,其精度满足要求,本文主要介绍了动力凝聚技术在求结构自振频率和振型中的应用及其优点,以及在编程过程中对结构整体刚度矩阵分块的处理方法     

交错桁架结构的设计

采用PKPM系列软件和有限元程序SAP2000,分析了钢框架-剪力墙和交错桁架-剪力墙两种结构方案的抗震、抗风性能,以及在满足设计规范前提下的结构用钢量.对比设计结果显示,交错桁架-剪力墙比钢框架-剪力墙用钢量低,纵向框架结构形式对交错桁架的用钢量有一定影响,设计时宜采用剪力墙或支撑体系增强纵向框架刚度.     

混凝土空间框剪结构的抗震试验与分析

开展了3个混凝土单层空间框剪结构模型的拟静力试验,考察了它们在楼板参与作用下的破坏过程,并与弹塑性分析结果进行了对比,探讨了楼板对抗侧力构件剪力分配的影响。试验和分析结果表明：1）框架梁总体上破坏较晚且破坏程度明显小于剪力墙和框架柱;2）水平荷载作用下剪力墙附近楼板损伤较大,该处楼板钢筋承受较大拉应力;3）考虑实际楼板作用和忽略楼板作用相比,前者情况下框剪结构所能承受的最大水平荷载有所增大,同时剪力墙在所有抗侧力构件中的贡献比例也有所提高;4）具有相同横截面积和配筋的不同位置框架柱所承受的剪力总体上相差不大。     

弹性楼板的框架—剪力墙结构动力分析

考虑到楼板的变形，对框架—剪力墙结构进行空间整体分析，计算中将剪力墙、框架以及楼板等刚度一并计入，分析在地震荷载作用下的结构内力和侧移，对弹性楼板和刚性楼板两种模型得出的结果进行分析和比较。     

壁式框架结构计算机分析程序的实现

在剪力墙结构中，当剪力墙孔洞开肾民大，以致墙肢明显出现局部弯矩，在许多楼层内墙胶有反弯点时，结构宜接壁式框架计算。木文推导出整体坐标下考虑剪切变形影响的带刚域杆件单元刚度矩阵，编写出壁式框架结构计算机分析程序。该程序也可用于框架－剪力墙结构和一般平面框架结构的计算。     

不同结构形式的多层模板支撑体系的数值模拟

多层模板支撑体系是一个模板支架与主体结构之间相互作用、共同工作的支撑体系.考虑到在实际的混凝土结构中主要有框架与框剪两种不同的结构体系,而力的分配在不同的结构体系中有着很大的差异,从而引起力在支撑以及楼板中分配的变化.介于此分析,根据实际工程中的实测结果,在确定合理数值模型的基础上,采用大型有限元软件ANSYS着重研究了框架结构与框剪结构两种不同的结构体系下的多层模板支撑体系中支撑轴力与楼板内力的特点,并得出了一些结论,供工程人员参考.