远场地震下人字形中心支撑钢框架基于能量的性态设计方法

结构在远场地震作用下的损伤与地震动的循环效应密切相关,基于标准化滞回耗能谱、累积延性比谱,提出了人字形中心支撑钢框架基于能量的性态设计方法。该方法给出了各构件累积滞回耗能的计算公式及各构件截面的设计方法。采用该方法设计了一个10层人字形中心支撑钢框架,选取了15条远场地震记录,采用Pushover分析方法和非线性时程分析方法对设计结构的抗震性能进行了评估。分析结果表明:结构在罕遇地震下出现了理想的屈服机构;在多遇地震和罕遇地震下,结构层间侧移角均满足建筑抗震设计规范的要求;结构层间变形比较均匀,各层累积滞回耗能分布比较平均,证明了所提出设计方法的可靠性。     

钢混框剪高层结构地震能量分布及耗散研究

为了研究复杂建筑结构在地震作用下地震能量的分配与耗散机制,基于能量平衡原理和Perform 3D软件对钢筋混凝土框架 剪力墙高层结构模型进行了动力弹塑性能量时程分析,得到了框剪高层结构在罕遇地震作用下地震能量的输入、分布及耗散规律;考察了地震动特性对钢混框剪高层结构地震能量输入及分配的影响,确定了地震耗能占输入能的比例时程;分析了结构阻尼比和结构延性对框剪高层结构地震输入能、阻尼耗能和滞回耗能及其耗能比例的影响规律,确定了阻尼比对滞回耗能和延性比对阻尼耗能的交互影响;研究了框剪高层结构地震滞回耗能沿结构竖向分布和沿横向构件内部分配的规律,确定了竖向刚度分布对结构地震滞回耗能的影响;揭示了钢混框剪高层结构地震输入能量及其分布规律。所得结论可为基于能量平衡原理的抗震设计理论在复杂钢筋混凝土高层建筑结构实际工程中的运用提供参考。     

钢框架-混凝土核心简混合结构滞回耗能比研究

结构在地震动作用下的滞回耗能在总输入能中所占的比重称为滞回耗能比,它体现了结构耗散地震动输入能量的能力,是衡量塑性累积损伤的重要指标。文中针对钢框架-混凝土核心筒混合结构的滞回耗能比展开研究,选取一定数量的地震动,对9个具有不同结构特性的高层混合结构进行弹塑性时程分析,得到了混合结构滞回耗能比与结构的最大层间位移角、刚度特征值以及高宽比之间的关系,分析了地震动三要素对滞回耗能比的影响,并归纳了高层混合结构滞回耗能比的变化规律。分析所得结果可以为基于能量的损伤指标研究提供参考,也可以进一步为高层混合结构基于性能的设计方法提供基础。     

基础隔震结构地震能量分布及耗散研究

为了研究隔震结构在不同特性地震动作用下能量的分配与耗散机制,基于能量平衡原理,利用抗震非线性软件perform3D,对近场和远场地震动作用下隔震结构和非隔震结构地震响应进行了对比分析,得到了隔震结构和非隔震结构在多遇、设防及罕遇地震下地震能量的输入、分布及耗散规律。研究表明:近场地震动作用对隔震结构耗能形式影响较大,且其对两种结构产生的滞回耗能比例更大;滞回耗能沿结构竖向呈现上小下大的分布规律;结构构件刚度变化对构件滞回耗能影响较大。     

钢框架-混凝土核心筒混合结构滞回耗能比研究

结构在地震动作用下的滞回耗能在总输入能中所占的比重称为滞回耗能比,它体现了结构耗散地震动输入能量的能力,是衡量塑性累积损伤的重要指标.文中针对钢框架-混凝土核心筒混合结构的滞回耗能比展开研究,选取一定数量的地震动,对9个具有不同结构特性的高层混合结构进行弹塑性时程分析,得到了混合结构滞回耗能比与结构的最大层间位移角、刚度特征值以及高宽比之间的关系,分析了地震动三要素对滞回耗能比的影响,并归纳了高层混合结构滞回耗能比的变化规律.分析所得结果可以为基于能量的损伤指标研究提供参考,也可以进一步为高层混合结构基于性能的设计方法提供基础.     

V形偏心支撑钢框架滞回能需求层间分布

为将基于能量的抗震设计方法应用到多自由度结构的抗震设计中,选用20条远场地震波和15条近场地震波,对不同层数的V形偏心支撑钢框架滞回能需求层间分布规律进行了研究,对比分析了远、近场地震下结构滞回能需求分布的不同,给出了滞回能需求层间分布系数的简化计算公式。研究表明,V形偏心支撑钢框架主要依靠耗能梁段发生剪切变形耗散地震能量;近场地震会加大结构底部响应及滞回能需求。     

装有低屈服点剪切耗能板的曲线桥抗震性能分析

低屈服点剪切耗能板是一种具有优良滞回性能的减震耗能装置,在地震荷载作用下,通过自身的滞回变形来耗散地震作用产生的能量,从而减轻甚至避免主体结构的损坏。介绍并分析了低屈服点剪切耗能板的工作原理及其减震性能,并以一座三跨高墩曲线连续刚构桥为例,研究了低屈服点剪切耗能板对曲线桥抗震性能的影响。结果表明:低屈服点剪切耗能板作为一种性能良好的耗能装置,安装在高墩曲线连续刚构桥上,可以体现出优异的耗散地震能量的特性。     

基于变形和能量的低烈度区超高层建筑抗震性能分析

介绍地震能量分析基本原理,采用非线性分析软件PERFORM-3D对6度区的某超高层建筑进行了大震作用下的动力弹塑性时程分析,研究了结构塑性变形分布规律、能量总输入与耗散分布特征以及构件间滞回耗能分配等问题,从整体结构和局部构件两个层面评价了结构的抗震性能。研究结果表明,能量分析反映了地震动持时特性对结构的影响,可以作为基于变形的抗震性能分析的较好补充;低烈度区结构在大震作用下进入塑性程度不高,能量耗散主要由阻尼耗能完成,滞回耗能主要由框架梁和跨高比大于2.5的连梁完成。     

基于能量判据的结构抗震性能实用评估分析方法

研究基于能量判据的具有累积损伤特性的结构抗震性能实用评估计算方法。采用基于低周疲劳损伤的累积损伤评估模型,推导出结构的滞回耗能的能力值和地震能量需求值的简化计算公式,建立更为合理的以能量判据的结构抗震破坏准则。最后通过一算例分析表明:根据对应的结构性能目标,用能量判据公式评估具有累积损伤特性的结构抗震性能,能全面评估地震作用下结构的破坏程度。该方法能够满足工程实际精度要求,也是非常简便、实用可行的。     

基于性能的钢混框架结构多元模糊地震损伤评估

考虑了基于性能设计的位移和能量等多种因素,利用整体损伤指数、最大层问位移角、滞回耗能循环次数和楼层能量集中系数定义了钢筋混凝土框架结构三水准抗震设计的地震损伤性能目标。运用模糊数学中的综合评判方法确定多因素与模糊损伤集合的关系,建立了钢筋混凝土框架结构在地震作用下的多重模糊损伤评估方法。该方法可通过结构推覆分析和能力谱方法实现,并具有准确简单实用的效果。     

微型钢管桩桩-土复合抗滑结构耗能特性研究

为了研究微型钢管桩桩-土复合抗滑结构(以下简称桩土复合结构)在地震作用下的耗能特性,设计一种直剪式复合结构的拟静力加载试验装置,并对3个相同桩间距不同桩径的桩土复合结构模型进行了低周往复加载试验。从承载力、滞回性能、刚度退化、延性性能和耗能能力等方面对模型试验结果进行对比。结果表明,桩间距约为桩径10倍时复合结构具有更好的耗能能力,桩间距与桩径比小于5.9时复合结构的耗能能力明显下降;桩间距与桩径比大于7.4的复合结构在承载力、滞回性能、耗能能力方面比较接近,滞回曲线更加饱满;桩间距与桩径比小于5.9的复合结构滞回曲线有明显捏缩,其承载力、滞回性能及耗能能力也均有明显下降。     

某医技楼减震弹性时程分析

为研究阻尼器在结构中的优化布置及其减震效果,以某5层医技楼为例,将46个消能支撑体系逐层渐变地安装在原结构上,采用弹性时程分析方法对建筑模型进行计算.通过对减震与非减震结构层间位移角、层间剪力及结构底部剪力的对比,对阻尼器典型滞回曲线的分析得出附加的粘滞阻尼器在地震下拥有饱满的滞回曲线,能够充分发挥减震耗能作用.工程主...     

开斜槽钢板剪力墙的滞回性能

为寻求适用于自复位结构且具有显著捏缩滞回特征抗侧力部件,对单向斜槽钢板剪力墙(steel plate shear wall with inclined slots,IS-SPSW)、双向IS-SPSW及传统薄钢板剪力墙(traditional thin steel plate shear wall,TT-SPSW)的滞回性能进行了研究。分析了剪力墙板高厚比、跨高比参数对IS-SPSW滞回性能、水平承载力、抗侧刚度、耗能能力的影响,对比了双向IS-SPSW与TT-SPSW滞回性能的差异。分析结果表明,随剪力墙板高厚比的增加,单向IS-SPSW的水平承载力、抗侧刚度、耗能能力呈降低趋势。剪力墙板跨高比对单向IS-SPSW的水平承载力影响较大,对其滞回曲线、抗侧刚度及耗能能力几乎无影响。与TT-SPSW相比,对称布置的双向IS-SPSW具有显著捏缩的滞回特征和较高的水平承载力,非常适合作为自复位结构的主要抗侧力构件,可降低对复位部件用量的需求。     

自复位阻尼耗能支撑力学性能分析与试验研究

介绍了自复位阻尼耗能支撑的力学原理，基于支撑试件动力性能试验，在不同加载频率的正弦激励下，对具有不同组合碟簧刚度支撑的滞回响应和抗震性能进行研究，并分析了不同轴向变形比对支撑性能的影响。结果表明，支撑具有饱满的旗形滞回响应，激活力和激活变形稳定，等效黏滞阻尼比和承载力高，有效减小甚至消除了残余变形，体现出优异的耗能能力和自恢复能力。支撑应变的理论和数值解与试验结果吻合良好，能够用以分析支撑应变分布的特点。利用数值模型分析了支撑的破坏模式，验证了支撑设计的合理性。     

高烈度地震区大跨度悬索桥中央扣形式的选择与创新

以雅康高速公路泸定大渡河特大桥为研究背景，建立该桥的空间动力计算模型，采用非线性时程分析方法研究了刚性中央扣、柔性中央扣和耗能中央扣三种形式对结构抗震性能的影响。耗能中央扣首次将防屈曲耗能钢支撑构件应用于悬索桥，利用钢材良好的滞回耗能性能消耗地震输入能量，保护桥梁主体结构免遭破坏。研究结果表明耗能中央扣的综合性能大大优于传统的刚性中央扣和柔性中央扣，是适用于高烈度地震区大跨度悬索桥的一种理想的中央扣形式。     

Dynamic experimental study of viscous damper on Chinese traditional style structure with dual‐lintel‐column joint of steel and composite structures

In order to analyze the dynamic mechanical properties of viscous damper on the concrete Chinese traditional style structure with dual‐lintel‐column joints under seismic excitation, we designed 3 specimens for dynamic cyclic loading, including 2 specimens with viscous damper, which called controlled structure and 1 specimen without viscous damper called noncontrolled structure. The failure process and corresponding failure mode were obtained. The failure characteristics, skeleton curves, and mechanical behavior such as the load‐displacement hysteretic loops, degradation of strength and rigidity, ductility and energy dissipation of the joints and the load‐displacement hysteretic loops of viscous damper were analyzed. Results indicate that the hysteretic curve of viscous damper on the concrete Chinese traditional style structure with dual‐lintel‐column joints and viscous damper are plumper, and the structure has good ductility and capacity of energy dissipation. In the study, the concrete Chinese traditional style structure with dual‐lintel‐column joints and viscous damper can work together in conjunction. The load‐bearing capacity of the controlled structure is significantly higher than that of the noncontrolled structure; the performance of ductility and the ability of energy dissipation are superior to those of the noncontrolled structure. All experimental results reflect that the seismic performance of the controlled structure is significantly superior to that of the noncontrolled structure.     

某加层工程中屈曲约束支撑的工作性能分析

文章通过一加层工程实例,采用有限元软件MIDAS/Gen进行时程分析,对屈曲约束支撑在不同强度地震作用下的工作性能和耗能性能进行了分析。结果表明,屈曲约束支撑在加层结构中有良好的耗能性能,尤其在大震作用下,通过滞回变形消耗地震能量,保证结构安全与可靠。     

既有钢筋混凝土梁抗震性能试验研究

既有钢筋混凝土构件的特性不同于拟建构件,除了可能存在设计构造方面的不足之外,还受到所经受的荷载历程和环境腐蚀的影响。根据5根既有钢筋混凝土梁的低周往复加载试验,得到了既有钢筋混凝土梁的破坏特征。根据试验中得到的滞回曲线计算既有钢筋混凝土梁的耗能能力和延性,分析了不同的加载制度对其耗能能力的影响。结论表明,既有构件所经历的最大荷载及最大荷载出现的相对时序均会影响到既有构件的抗震性能。