既有单跨钢筋混凝土框架结构抗震性能评估

介绍并分析了采用多遇地震作用下的结构抗震验算、设防烈度地震作用下的抗侧力构件屈服状况验算和罕遇地震作用下的弹塑性变形验算等来综合评价既有单跨钢筋混凝土框架结构的抗震性能。分析结果表明,当满足所在地区设防烈度地震作用下抗侧力构件不屈服和罕遇地震作用下的弹塑性变形验算要求时,可评定既有单跨框架结构抗震性能够满足抗震设防的要求。     

型钢混凝土框架—混凝土核心筒结构抗震性能分析

采用Etabs软件,以某型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构为研究对象,建立整体空间有限元模型进行模态、振型分解反应谱法及弹性时程分析;并采用midas/gen软件对该高层结构进行设防烈度及罕遇地震下的静力弹塑性时程分析。分析该建筑结构在多遇及罕遇地震作用下的地震反应,并验算了该高层建筑在多遇地震下的弹性变形及罕遇地震作用下结构的弹塑性变形。结果表明该结构满足抗震规范要求。     

广州西塔抗侧力结构超强能力分析

为了分析广州西塔模型结构振动台试验在9度罕遇地震作用后损伤较小的主要原因,研究抗侧力结构的抗震超强能力,以及验证广东省标准DBJ/T 15-92—2021《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称“《省高规》”)抗震设计反应谱的安全可靠性,采用广州西塔原型结构(简称“GZTP结构”)以及基于《省高规》重新进行抗震设计的结构(简称“NGZT结构”),进行反应谱分析、弹性和弹塑性动力时程分析,分析基于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》抗震设计反应谱、《省高规》抗震设计反应谱计算的楼层剪力、倾覆力矩分布模式的差异及其主要原因,并计算抗侧力结构的超强系数。分析结果表明,GZTP结构(风荷载控制设计的抗侧力体系)实际具备了“大震不坏”的抗震能力;GZTP结构基于倾覆力矩的超强系数为7.6,弹塑性增量动力时程分析确定的基底屈服倾覆力矩超过8度罕遇地震作用的弹性抗震需求,能够解释7度抗震设防的GZTP结构在9度罕遇地震作用后刚度退化小,未出现明显损伤破坏的振动台试验结果;NGZT结构基于倾覆力矩的超强系数为10.3。     

钢筋混凝土多高层建筑结构在地震作用下的割线刚度分析法

基于性能/位移的抗震设计,采用振型分解反应谱法进行抗震分析,并根据钢筋混凝土框架及抗震墙模型的试验数据,确定各变形阶段框架及抗震墙的割线刚度,分析了多高层建筑结构侧移的成分,以及引起震害的侧移。将不同变形阶段框架及抗震墙的割线刚度、目标位移的控制值与引起震害的侧移值相联系,对钢筋混凝土多高层建筑结构进行分析。预估结构遭遇本地区多遇地震、设防烈度地震及罕遇地震时的弹塑性变形和弹塑性内力的重分布,以便了解和把握地震时结构的行为。为基于性能/位移的抗震设计方法,提供了新的分析途径。     

深科技城A座框架-核心筒超高层结构设计

针对深科技城A座超高层结构存在扭转不规则、楼板不连续、承载力突变、其他不规则超限项,结构进行风洞试验与规范风荷载作用下对比分析,并对其进行多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下抗震性能化设计,采用动力弹塑性的方法对结构进行罕遇地震分析。计算结果表明,多遇地震、设防地震和罕遇作用下,构件满足预定的性能目标要求,对结构薄弱部位采取抗震加强措施。     

隔震技术在既有砌体结构加固中的应用研究

隔震技术可以有效减少输入上部结构的地震力,适用于既有砌体结构的抗震加固。在设计时,首先应根据砌体结构的实际状况,确定隔震目标,选定隔震支座,然后计算出水平向减震系数,对上部结构采用折减后的地震力进行抗震验算,对隔震层按罕遇地震进行承载力计算,下部结构按设防地震进行承载力验算,并按罕遇地震进行抗剪承载力及层间位移角验算。增加隔震层改变了原有砌体结构下部墙体的传力方式,应对隔震层顶面托梁及下部基础进行加固设计。对于无地下室的砌体结构,尚应在正负零增加钢筋混凝土楼盖。在隔震加固施工过程中,应进行施工过程验算,确保竖向力由原墙体传递至隔震垫的过程安全可靠。隔震沟宽度应大于罕遇地震作用下结构最大水平变形的1.2倍,且≥200mm。隔震主体施工完成后,应对周边附属设施及管线做相应柔性连接处理。     

宿迁市交通大厦采用粘弹性阻尼器的减震设计与研究

本文简要介绍了要求9度抗震设防的宿迁市13层交通大厦采用国产兰陵牌粘弹性阻尼器的减震结构设计 ,给出了它的弹塑性地震反应计算方法和主要计算结果。计算表明 ,设置粘弹性阻尼器后 ,上部结构可按8度抗震设防要求设计 ,在多遇、罕遇水平地震作用下 ,能分别满足承载力与变形的要求 ,节约主体结构造价约10%。     

江西省博物馆超限结构抗震性能设计

以目前在建的江西省博物馆超限高层建筑为例,结合基于性能的抗震设计理论和方法,根据建筑物的重要性合理确定结构的抗震性能目标及构件在各设防地震烈度下的性能水准。使用PKPM,MIDAS,YJK软件进行多遇地震作用下弹性计算分析、设防地震作用下弹性和不屈服分析,采用SAUSAGE软件进行罕遇地震弹塑性分析。通过弹塑性时程分析方法验算罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角等指标是否满足规范要求,并对结构的损伤程度进行分析,确定结构薄弱部位(薄弱层及薄弱构件),根据分析结果提出抗震加强措施以确保结构在各设防烈度下满足预期的抗震性能目标。     

高耸钢塔在强震后的现场检测和抗震计算分析

绵阳电视塔高200m,全钢结构,建于1989年,2008年遭受了汶川地震。本文对绵阳电视塔进行了灾后现场检测和有限元计算分析。检测结果表明,震后绵阳电视塔塔身垂直度和塔楼平整度较好,在地震作用下主要受力构件处于弹性范围内,说明该结构具有良好的抗震性能。设计时绵阳地区的抗震设防烈度为6度,基本风压为0.35kN/m~2,计算结果表明,该结构抗风起控制作用,按风振起控制作用的抗风设计后,该结构可抵御8度罕遇地震。灾后分别采用振型分解反应谱法和时程分析法对绵阳电视塔在汶川地震中的响应进行了有限元分析,结果发现,两种方法所得结果基本吻合,表明可采用振型分解反应谱法对高耸钢结构在罕遇地震作用下的响应进行定性分析,找出结构内力分布规律及结构薄弱环节;但由于振型分解反应谱法所得结果略小,为了更加可靠地了解高耸钢结构的抗震性能,罕遇地震下仍应进行时程分析。     

高层框架-抗震墙结构在地震作用下内力重分布的近似计算

根据钢筋混凝土框架及抗震墙的模型试验数据 ,确定了各种变形阶段框架及抗震墙的割线刚度 ;并分析了多高层建筑结构侧移的成分 ,以及引起震害的侧移 ,将不同变形阶段框架及抗震墙的割线刚度、目标位移的控制值与引起震害的侧移值相联系 ,按割线刚度、采用矩阵位移法对高层框架 -抗震墙结构进行分析。从而得到遭遇本地区多遇地震、设防烈度地震及罕遇地震时 ,结构的弹塑性变形 ,框架、抗震墙及连梁的刚度退化程度 ,以及水平地震作用在框架和抗震墙之间分配规律的变化     

深圳证交所大厦弹塑性动力分析

深圳证交所大厦的结构总高度为236.95m,为超B级高度的超限高层建筑,存在侧向刚度不规则、竖向体型不规则和抗侧力构件不连续等3项结构不规则。为评估结构在罕遇地震作用下的性能,基于ABAQUS程序和混凝土塑性损伤模型,利用自行开发的前处理转换程序和材料用户子程序,对结构进行弹塑性动力时程分析,给出了在罕遇地震场地波和ElCentro波作用下结构变形、关键构件的塑性损伤以及结构整体弹塑性反应。结果表明:采取抗震加强措施后的结构能满足"大震不倒"的抗震性能要求。     

钢筋混凝土结构抗震性能的设计谱曲线

基于性能的结构抗震设计正处于研究发展阶段,提出一种方法以适应当前需要。以我国现行的建筑抗震设计规范为基础,在设计中同时考虑地震作用以及结构侧移,得出结构等效单自由度体系的设计谱曲线,并由此求得结构在不同地震水准情况下的性能,检查其是否满足设计要求。结构设计完成后,可进行结构的弹塑性静力分析,全面复核结构性能。     

纵墙承重建筑的抗震加固和改造

本文对一座建于7度区硬基上的纵墙承重建筑的加固和改建方案进行了抗震分析。原建筑为一四层砖砌体结构,改建后增为六层加跃层。按国家标准《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)验算的结果表明,原建筑及改建后建筑部分横墙抗剪能力均感不足。为此,进一步作了弹塑性变形验算和倒塌可能性分析。遭受7度罕遇地震时,在按标准反应谱构造的人工地震波作用下,改建后建筑的变位处于力和位移曲线的下降段中,在EL-Centro地震波作用下,原建筑和改建后建筑均将倒塌。由于EL-Centro波代表软基土的地震波,从而可以认为,改建后建筑仍可抵抗设计地震,但抗震安全性尚不够高。在此基础上,建议了增强改建后建筑抗震能力的工程措施。     

高强超薄壁冷弯型钢低层住宅抗震设计方法

结合国内外已完成的冷弯薄壁型钢龙骨式复合墙体静力和动力试验研究成果,提出了冷弯薄壁型钢复合墙体的骨架曲线和恢复力模型。基于已经完成的屈服强度550 MPa高强超薄壁冷弯型钢足尺结构模型振动台试验,对结构在多遇和罕遇地震作用下的抗震分析方法进行了对比。结果表明：多遇地震作用下结构的弹性分析可采用底部剪力法、反应谱法和弹性时程分析法;罕遇地震作用下结构分析可采用静力非线性（推覆）分析和非线性时程分析法。依据GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》的基本规定,提出了低层冷弯薄壁型钢龙骨体系结构的抗震设计实用方法建议。     

偏心框剪结构地震作用下弹塑性扭转反应分析

为考察实际偏心框剪结构在地震作用下的扭转反应规律,按规范设计一组具有不同偏心率的实际框剪三维偏心结构算例,采用精细有限元模型进行不同地震水准下的多波非线性动力时程分析,对比其层间位移角、扭转角、塑性铰分布、延性系数等弹塑性地震反应。结果表明,位移比控制在高规要求的1.4限值内时,位移反应可满足规范的性能要求;刚性边构件的延性需求比柔性边大2倍～3倍;刚性地基假定下框剪结构的刚性边剪力墙构件底部在人工波大震输入时延性需求过大,应引起重视。     

钢筋混凝土平板-T形柱结构的静力弹塑性分析研究

为了研究钢筋混凝土平板-T形柱结构在地震作用下的耗能工作机理,本文以按照7度设防烈度的标准设计的钢筋混凝土平板-T形柱结构作为研究对象,应用ETABS通用分析程序,以侧向力分布方式、柱网尺寸、楼层层高和楼层数量作为分析参数,对该结构进行了静力弹塑性分析,并运用了能力谱方法对该结构进行了评价。分析表明,该结构的塑性铰分布均匀,大部分构件参加抗震耗能,薄弱层出现在首层,属于强柱弱梁型的理想抗震结构体系。该结构满足现行规范关于弹塑性层间位移角的限值,具有抵御7度罕遇地震作用的能力。通过结构抗震评价强调了基于结构的性能水准的设计理念比目前基于承载力的设计理念要合理,是结构抗震设计的发展方向。     

广州琶洲PZB1401地块项目结构设计

广州琶洲PZB1401地块项目为体型特别不规则的复杂高层建筑,存在扭转不规则、楼板局部不连续、竖向抗侧力构件不连续、塔楼偏置的情况,设计中采用了基于性能的抗震设计方法,根据结构的重要性提出不同的性能目标。进行小震弹性分析、弹性时程分析、中震弹性分析以及大震弹塑性分析,确保结构整体和各构件的抗震性能均能达到设计的预期目标。对于转换桁架、悬挑桁架、裙楼斜撑和斜柱以及薄弱楼板连接等重要构件,通过多种构造措施及计算分析,确保结构安全可行。     

浅议钢筋混凝土框架结构抗震延性设计要求

在我国现在的多高层建筑中,钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。结构抗震的本质就是延性,提高延性可以增加结构抗震潜力,增强结构抗倒塌能力。为了利用结构的弹塑性变形能力耗散地震能量,减轻地震作用下结构的反应,应将钢筋混凝土框架结构设计成延性框架结构。文章主要阐述了钢筋混凝土框架结构的抗震延性设计要求。     

国家体育场大跨度钢结构罕遇地震性能分析

采用杆端塑性铰模型、动力弹塑性分析法和静力弹塑性分析法对国家体育场大跨度钢结构罕遇地震作用下的性能进行了分析。三维动力弹塑性分析的输入包括4组地震记录和1组人工地震波;静力弹塑性分析包括单向、双向和三向推覆共12种工况。结果表明,罕遇地震作用下,国家体育场大跨度钢结构最大位移小于其限值;主结构的塑性铰主要出现在桁架柱,数量很少,且屈服程度较轻;次结构的塑性铰数量少,极少数铰的强度下降至残余强度;结构的整体刚度没有下降,承载能力未达到最大。国家体育场大跨度钢结构设计达到了预定的抗震设防性能目标。对静力和动力弹塑性分析两种方法的结果进行了比较,探讨了静力弹塑性分析合适的加载模式,为大跨度钢结构的静力弹塑性分析提供了参考。     

某平面不规则结构弹塑性时程分析

某框架—剪力墙结构位于8度抗震设防区域,其平面投影形状为折带形,属于高烈度下的平面不规则结构。采用NosaCAD有限元程序建立整体结构分析模型,通过8度多遇和8度罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,计算结构的变形和破坏,研究结构在大震作用下的塑性发展机理。计算结果表明,多遇地震下,结构构件未出现损坏;罕遇地震下,塑性铰首先出现在框架梁、柱上,极少数剪力墙底部出现压碎。结构最大层间位移角1/103满足规范的限值要求。构件破坏顺序及分布有利于耗散地震能量。结构可以满足"小震不坏、大震不倒"的设防要求。