框架倾覆力矩统一解法对工程实践的指导意义

将框架倾覆力矩统一解法应用于高层建筑结构体系的判断、0.2V_0调整等相关抗震设计的概念中,指出结构抗侧力体系应分水平两主轴方向分别判断、分别设计,且现行规范中0.2V_0调整是考虑不足的。对框架倾覆力矩统一解法在不同建筑结构体系中应用的可行性分别予以论证和分析,特别是对框架-剪力墙结构、剪力墙结构及框支剪力墙结构的体系判断和结构设计,相对于抗规法、力学法,框架倾覆力矩统一解法有优势。将框架倾覆力矩统一解法拓展到带斜撑框架的倾覆力矩计算中,使得带伸臂的框架-核心筒结构体系或带巨型斜撑的框架-核心筒结构体系的框架倾覆力矩可以得到准确的计算。     

高层框筒结构框架部分剪力比研究

研究了框架-核心筒结构中框架部分对结构的抗侧贡献,指出框架部分剪力比实际上就是框架部分的层侧向刚度与该层层侧向刚度的比值,是与外荷载无关的参数。通过对一些高层和超高层框筒结构案例在地震作用下层剪力比和层倾覆力矩比的分析,指出了框筒结构抗侧性能的特点和规律。结果表明,框架部分和核心筒剪力墙共同起着抗剪和抗弯作用,当框筒结构中某些楼层框架部分剪力比很小时,核心筒剪力墙将承担绝大部分的楼层剪力,但承担的倾覆力矩增大不多,只要采取适当的加强措施就能保证结构在抗震时的安全性。     

多层RC斜交网格-剪力墙体系设计及形式扩展研究

宁波国华金融大厦项目的裙楼主屋面高度22.55m,为多层RC斜交网格-剪力墙结构体系。主体结构由内框、外框的RC斜柱构件和两侧设置的Y向剪力墙(提高其抗侧刚度)所组成,楼面支撑系统为梁板结构。首先研究了该裙楼的结构体系及特点、RC斜交节点的设计及配筋构造;接着对该结构体系整体指标的控制、结构主要抗震构造措施进行分析;最后对不同立面形式的斜交体系抗侧性能进行了比较。结果表明,RC斜交网格-剪力墙体系相比传统RC框架-剪力墙体系的抗侧刚度要大,对应斜柱框架承担的剪力和倾覆力矩也相对较大;而通过加密斜柱网格,可进一步加大结构的抗侧刚度。     

边梁对板柱-剪力墙结构适用高度的影响

总结了板柱-剪力墙结构在竖向和水平荷载作用下的设计计算方法;对无边梁板柱-剪力墙结构、有边梁板柱-剪力墙结构以及框架-剪力墙结构进行对比分析,探讨层数及边梁高度对板柱-剪力墙结构体系的自振周期、结构侧移、层间位移角、基底剪力、剪力分配、倾覆力矩等力学特性的影响;对有边梁板柱-剪力墙结构和框架-剪力墙结构进行动力弹塑性时程分析,讨论有边梁的板柱-剪力墙结构与框架-剪力墙结构的抗震性能、塑性发展变化,给出有边梁板柱-剪力墙结构的适用范围和设计建议。     

龙光深圳红山项目单向少墙结构设计研究

为满足人们对高档住宅南北通透的品质需求,龙光深圳红山项目采用单向少墙的钢筋混凝土剪力墙结构抗侧力体系,有效满足了结构受力要求。文中提出剪力墙分担倾覆力矩比和剪力比判断结构体系的方法,并对少墙方向构件进行承载力校核。     

框架倾覆力矩统一解法在典型结构上的应用

基于框架倾覆力矩的统一解法,结合工程实践给出3种框剪梁的定义,分别对典型框架-剪力墙结构和框筒结构进行框剪梁可视化识别,并按统一解法计算其框架倾覆力矩占比,与抗规法及目前常用的轴力法进行对比分析。结果表明:统一解法是合理可行的框架倾覆力矩计算方法;只计入剪力墙与框架柱(或斜撑)的框剪梁定义2会显著低估框架倾覆力矩,定义1与定义2结果差异不大,建议采用定义1。同时对框支剪力墙结构框支框架的倾覆力矩进行了举例计算和分析,也验证了统一解法的合理可行。     

部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究

分析了现行计算部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩比不同算法所存在的问题及不足.通过引入倾覆力矩比计算系数量化了PKPM,ETABS软件应用抗规法的计算结果.计算结果表明,框支层的倾覆力矩比计算系数随结构楼层总数的增加逐渐减小,随框支层所在位置的增加逐渐增大,PKPM,ETABS软件计算得到的框支框架部分承担的倾覆力矩比偏小;通过对YJK软件提供的计算结果反推了其算法的实质,指出其将框支层上部楼层的规定水平力均作用于框支层,将框支层以下楼层视为框架-剪力墙结构计算框支框架部分承担的倾覆力矩比;在此基础上,结合其他学者的研究成果,提出了抗规法框支框架部分部分承担的倾覆力矩应为框支层框支框架部分及以上隔离体所分配到的层水平外力对框支层框支框架部分的力矩之和;除此以外,还给出了力偶法在部分框支-剪力墙结构的合理应用.     

带转换层型钢混凝土框架-核心筒结构模型拟静力试验对抗震设计的启示

介绍一个30层带转换层型钢混凝土框架-核心筒结构拟静力试验的理论分析结果,并研讨这种结构体系抗震设计的几个关键技术问题,包括:结构因柱和剪力墙拉断造成的整体倾覆破坏模式、框架及核心筒的双重抗震作用及所承受的剪力、倾覆力矩、轴力的调整分配、结构的变形控制、抗震能力设计法遇到的结构设计不尽合理的问题。阐述了高宽比较大的框架-核心筒结构按中震弹性或中震不屈服的性能水准设计的优越性。     

钢框架-预制混凝土抗侧力墙结构抗震性能试验研究

为研究钢框架-装配式混凝土抗侧力墙结构体系(SPW体系)的抗震性能,对2榀足尺钢框架-预制钢筋混凝土抗侧力墙结构进行低周反复荷载作用下的试验,研究结构的破坏形态、滞回性能、延性及变形以及耗能性能等.试验结果表明:该结构体系为一种典型的双重抗侧力体系,加载过程呈现出明显的两阶段受力状态,抗侧力墙作为结构抗震的第一道防线,在加载前期承担主要的水平荷载,随着墙体退出工作,钢框架成为结构抗震的第二道防线;加载后期,由于抗侧力墙顶部连接发生破坏,钢框架承担所有的水平剪力和倾覆弯矩作用.     

框架倾覆力矩统一解法的理论研究

分析了框架倾覆力矩不同计算方法各自的缺陷,经研究推导提出了框架倾覆力矩计算的合理方法,记为统一解方法。该方法推广了抗规法的适用条件,回答了采用力学法计算时的合理取矩点问题。通过普通框架结构、带侧向弹性支座的框架结构以及具有一般意义上的建筑结构中部分框架结构的研究,给出了在结构各楼层处作用有规定地震水平力下,框架倾覆力矩统一解算法的具体表达:柱剪法和梁剪法。统一解法的提出对建筑结构体系的判断、框架-剪力墙结构二道防线的抗震设计等方面具有重大意义。     

不同框架倾覆力矩比例的框架-剪力墙结构抗震性能分析

我国现行规范中对于框架、框架-剪力墙和剪力墙三种结构体系按不同框架倾覆力矩比例进行设计划分,但划分依据不明确。根据结构设计规范设计了8个不同框架倾覆力矩比例的框架-剪力墙结构模型,基于纤维模型使用PERFORM 3D程序对算例模型进行大震下的弹塑性时程分析,从多方面研究框架倾覆力矩比例对于结构整体抗震性能的影响。结果表明:框架倾覆力矩比例在15%～60%之间的框架-剪力墙结构的抗震性能并没有明显差异;而当框架倾覆力矩比例大于80%时,剪力墙无法成为框架-剪力墙结构的第一道抗震防线。     

CFT框架-RC剪力墙结构基于一致倒塌风险的抗震设计研究

我国CFT框架-RC剪力墙结构通常按照双重抗侧力体系进行设计。与一般RC框架相比,在相同竖向承载力条件下的截面尺寸和抗弯刚度较小,按双重抗侧力体系设计将影响结构的经济性能和建筑功能。因此,文章根据我国规范设计了典型的CFT框架-RC剪力墙双重抗侧力体系结构模型,采用一致倒塌风险的抗震设计方法中对单重抗侧力体系设计的要求,设计了相应的CFT框架-RC剪力墙单重抗侧力体系结构模型,并对比分析了单重和双重抗侧力体系在不同水准地震作用下的结构响应和罕遇地震结构倒塌概率和抗地震倒塌安全储备。结果表明,与双重抗侧力体系相比,单重抗侧力体系结构的地震响应和大震倒塌概率相近,均满足“大震不倒”抗震要求,而单重抗侧力体系的结构抗地震倒塌安全储备较大,且用钢量较少。     

海南清水湾威斯汀度假酒店结构设计

海南清水湾威斯汀度假酒店临海,体型独特,因建筑功能需求,主体结构存在体型细长、抗侧力核心构件集中偏置、竖向构件转换、整体悬挑等不规则性。结构设计采用了钢框架-钢筋混凝土剪力墙的双重抗侧力结构体系,利用交通核筒体集中布置抗侧刚度较大的钢筋混凝土剪力墙以及稳定性能良好的桩箱基础,同时结合客房区采用轻质高强的钢桁架转换体系以及钢框架结构,使得整体结构具备良好的抗震、抗风、抗倾覆性能。主要介绍了结构设计从方案到施工实施的一些关注点,包括性能设计以及相关计算分析的内容。     

底部两层框架-抗震墙砖房的抗震计算

根据底部两层框架 -抗震墙砖房的受力和变形特点 ,并基于已有研究成果 ,对这种结构的抗震计算 ,包括楼层的水平地震作用、倾覆力矩、层间剪力、框架与抗震墙内力、剪力和倾覆力矩的分配、构件受剪承载力、第二层楼板厚度及竖向荷载作用下底部两层框架内力等进行了探讨 ,提出了计算公式     

半刚性部分组合框架-钢板剪力墙抗震性能试验研究

在钢框架-钢板剪力墙结构体系中,以部分填充混凝土型钢柱替代纯钢柱,形成半刚性部分组合框架-钢板剪力墙体系,为研究其抗震性能,通过一榀缩尺比为1∶3的单跨3层半刚性部分组合框架-钢板剪力墙的拟静力试验研究,并与已有的半刚性钢框架-钢板剪力墙试验做对比,分析了二者承载力、滞回性能、柱变形和破坏模式等方面的差异,同时采用理论对比分析了钢柱和考虑横向系杆作用的部分填充混凝土型钢柱局部屈曲承载力差异,以及横向系杆和部分填充混凝土对钢柱及双重抗侧力体系的作用效应。研究结果表明,该双重抗侧力体系协同工作性能良好,滞回性能稳定,整体位移延性系数可达3.42。以部分填充混凝土型钢替代纯钢柱,抑制了框架柱的局部屈曲和平面外的整体失稳,为内嵌钢板提供了足够的锚固刚度,从而充分发挥了钢板剪力墙的承载能力、延性和耗能能力。相较于纯钢柱框架-剪力墙体系,部分组合框架-剪力墙结构整体位移提高58.6%,一层柱的整体内凹变形角降低40.9%,实现了钢板剪力墙平面内的合理破坏模式,形成了"强框架,弱墙板"、"强柱弱梁"的钢板剪力墙体系。     

多层多跨钢板剪力墙水平极限承载力分析

通过相关文献的钢板剪力墙试验数据验证了使用等效拉杆模型并利用SAP2000有限元软件进行Pushover分析计算多层钢板剪力墙水平极限承载力方法的正确性。利用试验验证的有限元分析方法分别研究了4层单跨钢板剪力墙和4层3跨钢框架-钢板剪力墙双重抗侧力体系在倒三角型分布的水平荷载作用下剪力墙板高厚比的变化对结构水平极限承载力的影响,并与相应纯框架的结构性能进行了比较,建议剪力墙板的高厚比取为250~300,这为钢板剪力墙的设计提供了理论依据。     

框架部分承担倾覆力矩的力偶算法

本文针对框架部分承担倾覆力矩的不同计算方法进行了分析研究,指出了抗规法的物理意义是水平荷载传给割离出的框架底部和带框架梁剪力墙底部的外力矩,不是框架部分和剪力墙部分承担的倾覆力矩;对于轴力法,指出了该法中求矩点位置的确定缺乏理论依据及清晰的物理概念,不同的求矩点位置给出不同的计算结果;本文分析了结构底部抵抗力矩由三部分力偶组成,并根据力偶与求矩点位置无关的特性,提出了力偶法;如将剪力墙剩余合力的作用点作为求矩点,对轴力法可给出与力偶法一致的计算结果。     

钢支撑-混凝土框架体系在结构中的应用

通过钢支撑-混凝土框架结构体系、RC框架结构体系和框架-剪力墙结构体系的对比分析,结果表明,钢支撑-混凝土框架结构提高了结构侧移刚度,降低了结构自振周期,减小了结构侧移和层间位移角;钢支撑分担了部分楼层剪力,改变了结构的内力分布特点,降低了结构构件的内力,为双重抗侧力结构体系,具有良好的抗震性能,可应用于高烈度地区以及加固改造工程中。     

宁波国华金融大厦超高层斜交网格体系设计

宁波国华金融大厦塔楼建筑高度206. 1m,是一座5A甲级写字楼。塔楼采用斜交网格外框架-核心筒双重抗侧力体系,周边钢梁仅在节点层与斜交网格刚接,在其余楼层铰接。重力支承系统包括横跨在核心筒与外围斜交网格之间的钢梁以及钢梁支承的钢筋桁架组合楼板。主要研究了该塔楼的结构体系及特点、结构构件的性能目标、斜交网格节点的设计、整体指标的控制、弹性时程分析的地震效应以及结构主要抗震构造措施。结果表明,相对传统的框架-核心筒结构体系,斜交网格外框架-核心筒结构体系中斜交网格外框架承担的剪力和倾覆力矩均较大,可视为筒中筒结构体系。     

钢框架-无黏结内藏钢板支撑剪力墙双重体系抗震性能分析

通过对钢框架-无黏结内藏钢板支撑剪力墙(支撑墙板)双重抗侧力体系抗震设计的探讨和抗震性能分析,考察钢框架部分抗侧承载力的调整对结构抗震性能的影响。时程分析表明:总体上,随框架的调整加强,结构层间侧移及构件的塑性发展程度减小,人字形支撑承受的楼层重力减小,有益于支撑墙板的受力,拉、压支撑的滞回曲线关于原点较对称,但结构用钢量和楼层剪力增大。推覆分析表明:结构最大层间侧移角达1/50时,调整加强的框架塑性发展减幅不明显。综合分析结果,建议双重体系设计中框架的调整加强,宜按照删除支撑后的框架能独立承担结构底部总剪力的25%来进行。