型钢混凝土剪力墙结构基于位移抗震设计方法研究

提出了型钢混凝土剪力墙结构基于位移抗震设计中的设防水准、性能水平以及性能目标。对相应状态进行了宏观描述,并对性能水平进行了量化。将型钢混凝土结构的性能水平划分为"使用良好、生命安全、防止倒塌"三个性能水平,通过统计分析提出了型钢混凝土剪力墙结构各性能水平的层间位移角限值,然后通过剪力墙结构的侧移模式求出目标位移。建立了考虑高阶振型影响的型钢混凝土剪力墙结构基于位移的抗震设计方法和流程,通过一个算例说明了设计的基本步骤。本文方法为型钢混凝土剪力墙结构基于位移的抗震设计提供了一个可供参考的思路。     

直接基于位移的钢框架结构抗震设计

结合我国建筑结构抗震设计实际,将钢框架结构性能划分为正常使用、生命安全和防止倒塌三个水平,并用层间位移角限值予以量化;以框架侧移曲线为基础,将多自由度体系转化为等效单自由度体系,导出了相应等效参数,并根据其性能水平确定出结构的目标位移。在此基础上,对五层两跨平面钢框架进行了基于位移的抗震设计,分析表明:本文指出的直接基于位移的抗震设计方法简便高效、结果精确,能够控制结构在不同性能水准下地震作用的性能。     

中高层生态复合墙体中的多道抗震防线研究

中高层生态复合墙混合结构体系是一种生态环保、节能节地、耗能减震、能够快速建造的新型建筑结构体系,主要由预制的生态复合墙板、混凝土竖向约束构件、暗梁及楼板装配现浇而成。以带边框墙体的抗震性能试验研究为基础,分析得出墙体具有多道抗震防线即"砌块—框格—竖向约束构件";并利用数值软件ABAQUS对各道防线影响因素进行扩展分析,分别研究:第1道防线不同内填砌块对其的影响;第2道抗震防线中肋梁尺寸、肋柱尺寸、肋梁配筋、肋柱配筋对其的影响;第3道防线中竖向约束构件配筋对其的影响。研究表明:砌块、框格结构及竖向约束构件三道不同防线之间相对强度、相对刚度的匹配是三道抗震设防实现的有效保证;中高层生态复合墙混合结构三道防线的具体形式可以根据结构不同性能水准的高低,或者具体设计要求因地制宜地选择,满足使用者的个性化要求。     

基于IDA法的生态复合墙结构抗震性能评估

在基于性能的抗震设计中,增量动力分析法(IDA)常被用于计算结构的动力反应、损伤性能及可能的经济损失。这种设计方法弥补了传统单一的、基于生命安全的抗震设计方法的缺陷,能够可靠地保证建筑结构的功能在地震的作用下不致丧失乃至不受影响。采用IDA法对生态复合墙结构进行了抗震性能分析,提出了生态复合墙结构抗震性态目标量化的确定方法,并通过IDA曲线分析,得到了结构的倒塌储备系数(CMR),评价了生态复合墙结构的抗震性能。通过工程实例分析表明:在8度大震作用下,生态复合墙结构倒塌的概率较小,约为7.5%,具有较好的抗震性能。     

主余震序列地震作用下一级抗震预应力型钢混凝土空腹桁架转换层框架结构抗震性能研究

基于"三道防线抗震设防"的设计方法,以2榀8度(0.2g)设防区的上抬层数不同的一级抗震预应力型钢混凝土(PSRC)空腹桁架转换层框架结构为研究对象,完成了罕遇烈度水准下不同余震主震强度比■的系列弹塑性时程分析。然后,通过层间位移角、转动能力需求比和损伤指数等多个性能指标,对构件、防线以及结构整体等不同层次的抗震性能和损伤状况进行研究。结果表明:在主震及主余震序列地震作用下,结构均未发生整体破坏,当余震较强时,以损伤指数计算的个别上抬框架梁出现局部破坏;结构后续两道防线的损伤明显小于第一道防线,形成主要以第一道防线内梁铰耗能的"梁柱混合出铰机制","三道防线抗震设防"的设计原则得以实现;余震作用下,结构的整体损伤指数显著增加,且"二次损伤"明显;较大余震下,转换柱出铰普遍,甚至出现"层侧移机制",应加强转换柱柱端弯矩增大措施。     

密肋壁板结构分灾抗震设计

结构分灾抗震设计是基于性能抗震设计的一种实用设计方法。根据密肋壁板结构"砌块-框格-外框"分阶段释放地震能量的破坏模式,将分灾设计理论应用于结构的抗震设计之中,提出填充砌块作为结构的第一道分灾防线,框格作为结构的第二道分灾防线,而外框架及连接加强措施是结构体系的第三道防线的抗震分灾设计模型。以此为依据,对密肋壁板结构的三阶段分灾设计方法进行探讨。     

国际期刊导读

考虑非线性侧移的钢板剪力墙设计 近几年来,加劲钢板剪力墙结构作为一种很有潜力的抗侧力结构不断涌现,但关于此类结构的抗震规范却仍基于弹性设计方法。为满足设计过程高效性和可靠性的要求,提出了一种基于性能的抗震设计方法。对钢板剪力墙的抗震设计方法基于非线性目标侧移和预选屈服机制。该方法很简捷,能得出更先进的设计标准。以不同钢板长宽比和不同允许侧移条件下某4层结构为例,通过强震下的非线性时程分析,对该方法进行检验。结果表明：实际的非线性侧移与目标侧移非常接近。将峰值处的位移图与所选屈服机制进行了对比。基于上述试验,还需对该方法进行修正。     

钢-混凝土组合框架抗震目标位移的计算方法分析

在已有的钢管混凝土柱和钢-混凝土组合梁抗震性能分析理论基础上,探讨了在地震作用下钢-混凝土组合框架结构的屈服目标位移和极限目标位移的主要影响因素,提出了相应的计算方法.通过钢-混凝土组合框架结构层间屈服位移和结构侧移曲线的求解来确定结构的屈服位移,避免了侧移曲线中各种参数的不确定性带来直接求解侧移的困难.本文提出的方法同时解决了塑性极限状态的位移求解,具有简单有效的特点,可用于组合框架结构基于位移抗震设计中的目标位移计算.     

钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法研究

根据钢筋混凝土框架结构的特点,将其性能划分为使用良好、人身安全和防止倒塌三个水平,并用层间位移角限值予以量化;用作用倒三角形水平分布荷载的等截面悬臂柱的侧移曲线作为框架结构的初始侧移模式。在此基础上,将多自由度体系转化为等效单自由度体系,导出了相应的等效参数。结构的目标位移根据其性能水平确定,并用假定的侧移模式给予修正。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,然后对结构构件进行刚度设计和承载力设计。最后用静力弹塑性分析方法对结构进行分析,校核结构的侧移形状与初始侧移模式是否一致,并用推覆至相应性能水平时的侧移曲线作为修正后的侧移曲线重新计算。算例分析表明,本文方法简单实用,便于操作,而且能够控制结构在不同强度水准地震作用下的性能。     

型钢混凝土异形柱框架基于位移的抗震设计方法研究

根据型钢混凝土(SRC)异形柱框架的特点,确定出结构的目标位移,并将其多自由度体系转化为等效单自由度体系,推导出相应的等效参数。在此基础上,提出SRC异形柱框架基于位移的抗震设计步骤,并通过算例对结构进行承载力设计,用静力弹塑性分析方法对所设计的SRC异形柱框架进行静力推覆分析,比较结构的侧移形状与初始设计曲线的异同,验证结构是否满足不同性能水平的要求。分析表明,该法操作方便,结果合理,能够控制SRC异形柱框架在不同水准地震作用下的性能,达到基于位移抗震设计的目的。     

钢筋混凝土框架-剪力墙结构基于位移的抗震设计方法

根据钢筋混凝土框架-剪力墙结构的特点,将其性能划分为使用良好、保证人身安全和防止倒塌三个水平,并用层间位移角限值予以量化。以作用倒三角形水平分布荷载的等截面弯剪悬臂杆的侧移曲线作为其初始侧移模式。对于使用良好性能水平,将侧移曲线上反弯点对应的楼层处的层间位移角刚好达到相应限值时的侧移曲线作为目标侧移曲线,据此计算等效单自由度体系的等效参数以及原结构的基底剪力和各质点的水平地震作用。对于保证人身安全和防止倒塌的性能水平,根据Pushover曲线与需求曲线的关系对结构予以调整,使结构满足这两个性能水平的要求。     

生土复合墙结构受力性能及设计方法的研究

生土复合墙结构是一种生态、节能、减振、装配整体式的村镇住宅新型结构体系。结合试验结果,对内填泥坯生土复合墙体在竖向及水平荷载作用下的破坏过程及受力特征进行研究,并与内填加气混凝土砌块标准墙体的破坏特点进行综合对比分析,探讨了生土复合墙体的承载力、延性、耗能等抗震性能。在此基础上提出了内填泥坯生土复合墙结构的计算模型及抗震构造措施。试验及试点工程研究表明:内填泥坯砌块生土复合墙结构具有较好的抗震性能;同时,就地取材,制作简便,节能环保,适合低层村镇住宅结构的需求。     

基于力的抗震设计方法与基于位移的抗震设计方法比较研究

首先用基于力的抗震设计方法对一幢8层钢筋混凝土框架结构房屋进行了抗震设计,然后将建筑结构的性能划分为"使用良好"、"保证人身安全"和"防止倒塌"三个水平,给出了相应的层间位移角限值,分别计算了三个性能水平对应的结构基底剪力和顶点位移,以及"使用良好"和"防止倒塌"两种性能水平时的构件截面配筋。用静力非线性分析方法对计算结果进行了验证性分析。最后对两种设计方法及计算结果进行了比较分析。分析结果表明,按"使用良好"性能水平设计的构件截面配筋量与基于力的方法所得结果比较接近。     

基于位移的框剪结构抗震性能分析及设计

框架-剪力墙结构为高层建筑常用的一种结构体系,其地震中的震害也比比皆是,为细化其抗震的可靠性,对其受力变形特点进行论述,对其抗震设计的总体要求进行阐述,结合其特点并根据规范确定其抗震性能水平及量化标准,根据其初始侧移模式推导其目标侧移曲线并依据规范的加速度反应谱推出其位移反应谱,最后提出框剪结构性能设计的一般步骤,可用于结构设计的初步论证阶段并为抗震性能设计在结构软件中的实现提供途径参考。     

防屈曲支撑-钢筋混凝土框架结构基于能量平衡的抗震塑性设计

为确定防屈曲支撑在结构中的布置方式以使结构抗震性能充分发挥,提出了基于能量平衡的防屈曲支撑 钢筋混凝土框架结构抗震塑性设计方法。构建了结构的“强柱弱梁”整体屈服机制,采用侧力比将总结构体系离散为防屈曲支撑体系和纯框架体系,并建立了结构的双线性能力曲线。基于能量平衡方法计算结构的设计基底剪力并分别得到支撑体系和框架体系的设计侧向力,进而完成支撑的截面设计。按照塑性内力分配机制和考虑支撑屈服后性能,计算梁柱构件内力需求。以一幢5层结构为例,分别设计了不同侧力比的14个结构模型,对比了基底剪力、防屈曲支撑面积和梁柱钢筋用量等。通过22条地震波下的弹塑性时程分析,研究了不同侧力比结构的最大层间位移角、屈服机制、楼层剪力比、支撑最大位移延性、累积位移延性和结构残余层间位移角。分析结果表明：所提出的方法能实现结构的预期失效模式,并满足结构的抗震性能要求,并建议设计侧力比选取在0.3~0.5之间。     

冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙抗震性能试验研究

为研究冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙结构的抗震性能,对冷弯薄壁型钢边柱内置薄钢板剪力墙进行低周往复加载试验,对比不同边柱截面厚度及截面形式对其抗震性能的影响。试验中得到了冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、荷载及位移特征值,并对结构的破坏特征、延性、耗能能力、承载力及刚度退化进行分析。结果表明:冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙具有良好的抗震性能;增加边柱截面厚度及选用帽形边柱均可提高剪力墙的承载力、刚度及耗能性能。计算3个试件受剪承载力设计值和弹性抗侧刚度,其值均高于常用冷弯薄壁组合墙体的;结合破坏特征提出冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙3个受力阶段;边柱对剪力墙破坏起控制因素,工程设计中应保证边柱承载能力,宜采用"强边柱、弱钢板"的设计理念。     

水平双向加载下钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

针对双向水平地震作用下钢筋混凝土框架柱的抗震性能,开展了9个钢筋混凝土框架柱的水平双向拟静力试验研究,考察轴压比、体积配箍率、纵筋配筋率以及加载路径对柱抗震性能的影响,对双向加载下柱的受力特点、承载力变化、位移延性和极限侧移角等指标进行分析。结果表明：相对于水平单向加载,双向加载对柱的抗震性能存在显著不利影响：柱的抗弯承载力及极限位移均明显减小,损伤程度明显加重;随加载方式由单向-十字-菱形-方圈变化,相同位移下柱的强度退化与抗弯承载力下降幅度均有所增加。考虑双向受力后,典型技术标准给出的RC框架结构极限层间侧移角限值的安全冗余度显著降低。基于试验结果初步提出结构设计及分析建议：考虑双向水平地震动影响时,框架柱的抗震设计宜适当降低轴压比、增加约束箍筋、适当折减柱的抗弯承载力;采用层间侧移角进行结构倒塌判别时,可取双向地震动作用下结构最大层间侧移矢量的大小作为判别位移,并根据分析性质（结构设计或既有结构分析）选取恰当的极限层间侧移角判断标准。     

体型不规则异形柱框架结构整体抗震性能分析

以实际工程为背景,对体型不规则异形柱框架结构进行了弹性及弹塑性分析,计算出了结构弹性位移、扭转系数及结构的抗倒塌性能等结构抗震性能等指标,并分析了异形柱截面柱肢高宽比对结构整体抗震性能的影响。结果表明,体型不规则异形柱框架结构在7度抗震烈度下l/Bmax、l/b及高度均超限的情况下仍然具有较好的抗震性能;增加异形柱截面柱肢高宽比可以相应地提高异形柱框架结构整体抗震性能。分析所得出的结论可供设计人员进行参考。     

钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计方法

以变形需求作为设计参数,阐明了RC框架结构基于性能的抗震设计方法的基本原理及步骤：利用弹塑性位移谱法求解结构的位移与变形需求,在层间位移角满足特定要求后,将梁柱塑性铰区的转动量值作为性能设计的参数,结合预期的性能目标由梁柱性能设计方程进行构件变形能力设计。以-10层框架结构为例,给出了RC框架结构基于性能的抗震设计的完整过程,并通过弹塑性时程分析作了比较验证。结果表明：弹塑性位移谱法求解结构位移需求是一种可为工程接受的、简便有效的方法,通过梁柱性能设计方程对变形能力进行定量设计,可将结构的破损程度控制在预先设定的性能目标范围内。