底层框支框架部分承担的地震倾覆力矩计算方法分析

计算框支框架部分承担地震倾覆力矩Mc时,常用设计程序沿用框架-抗震墙结构求解公式得到的结果明显偏小。以框架-抗震墙结构作为算例,推导出采用底层框架柱的底部弯矩和轴力反算Mc的计算公式。计算表明,对框架-抗震墙结构,由本文公式得到的结果与规范结果相同;对于部分框支抗震墙结构,本文公式计算结果更合理,为量化框支框架部分倾覆力矩分担比提供依据。     

框剪结构一些设计问题的探讨

针对框剪结构中,通过算例对框架承担抗倾覆力矩的两类算法进行比较和研究,探讨其适用性及不足。提出用"框架性能比例"的概念和公式来代替抗倾覆力矩的计算方法。并针对规范0.2Q0调整方法,提出对框架梁、柱分别采用不同的放大系数的方法和推导公式。     

框架承担倾覆力矩的合理计算方法

为理清框架倾覆力矩的相关概念区别,并给出各自合理计算方法,对计算框架、支撑、框架+支撑、局部框架或者局部框架+支撑倾覆力矩的统一解法进行总结,给出相应的力学法。指出框架倾覆力矩和框架承担倾覆力矩之间的显著区别,给出两者的异同以及建筑结构中框架承担倾覆力矩的计算原则,并进一步给出合理计算框架承担倾覆力矩的方法,即修正的统一解法。修正的统一解法适用于一般建筑结构和带竖向构件转换的结构,也适用于带伸臂框架-核心筒结构。最后对典型结构算例的框架承担倾覆力矩进行计算分析,结果合理可行。     

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。     

关于框架-抗震墙结构中框架部分地震倾覆力矩计算问题的讨论

业内对框架-抗震墙结构中框架部分地震倾覆力矩是按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)给定的公式计算还是按力学方法计算存在一些不同看法,鉴于此,对框架-剪力墙结构中需要控制框架部分地震倾覆力矩的来龙去脉进行解剖,并对上述两种计算方法进行了详细讨论,最后对框架-剪力墙中框架部分地震倾覆力矩的计算方法给出建议,即应按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)给定的公式计算。     

山地框架剪力墙结构抗倾覆计算方法研究

本文通过与普通结构对比,分析山地结构抗倾覆问题的特殊性,进而对山地框剪结构的抗倾覆问题进行探究,讨论规范方法与力学方法对计算山地框剪结构倾覆弯矩的利弊。结果表明:掉层结构抗倾覆弯矩计算以下接地外侧的抗倾覆弯矩为准;抗规方法计算山地框剪结构基底倾覆弯矩时与力学方法差异较小,但低估了底层框架承担的倾覆弯矩;采用规范方法中振型分解反应谱法计算山地框剪结构倾覆弯矩,涉及到剪力的计算建议采用求和剪力。     

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.     

伸臂桁架对框架-核心筒-伸臂桁架结构侧向受力性能的影响

对国内部分300 m以上超高层建筑外框架柱布置情况进行了统计。就伸臂桁架对外框架承担倾覆力矩、剪力比影响进行了分析,得到了外框架承担剪力比与承担倾覆力矩之间的关系,表明框架-核心筒结构增设伸臂桁架后,外框架承担倾覆力矩增加同时承担剪力比降低。在此基础上,以一88层超高层建筑为研究对象,在6组不同外框架梁线刚度条件下,就伸臂桁架连接柱与其他外框架柱截面面积比对结构侧向受力性能影响进行了分析。结果表明:当外框架梁线刚度小时,将外框架柱截面面积凝聚在伸臂桁架连接位置,结构效率最高;当外框架梁线刚度大,外框架柱截面均匀时,结构效率最高。截面面积比变化对外框架柱承担的总倾覆力矩影响较小,但随着截面面积比增大,外框架承担剪力比逐渐减小。     

部分框支剪力墙结构中框支框架承担倾覆力矩的计算方法及应用

常用设计软件沿用框架-剪力墙结构的计算方法计算部分框支剪力墙结构框支框架承担的倾覆力矩比例。但直接采用抗规方法的计算结果并不符合规范原意,且结果通常明显偏小,对规范提出的框支框架承担的倾覆力矩比例限值起不到控制作用。力学方法的计算假定与抗规方法不同,其计算结果一般偏大,导致结构往往难以满足抗规的限值要求。从框支剪力墙结构在水平荷载作用下的力学简图出发,讨论了两种计算方法的差别,并提出了推荐方法及其在设计软件中的实现方式。通过4个典型算例的计算对比表明,推荐方法更能反映框支框架在结构底部的刚度贡献,符合抗规避免部分框支剪力墙结构底部形成少墙框架的意图。     

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。     

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。     

框架-剪力墙结构中框架承担倾覆力矩的计算方法及应用

设计软件通常采用抗规方法或力学方法计算框架-剪力墙结构中框架部分承担的倾覆力矩,而采用这两种方法得到的计算结果差别较大,因此对结构设计的使用造成一定困扰。从框架-剪力墙结构在水平荷载作用下的力学简图出发,讨论了两种方法的差别,并采用典型框架-剪力墙结构算例对两种方法的计算结果进行了对比分析。结果表明:抗规方法计算的结果反映了框架-剪力墙结构总框架和总剪力墙的刚度比例关系,力学方法计算的结果除了能反映两者的刚度比例关系外,还与连梁的刚度以及总框架相对于整体结构的位置等因素有关,建议采用抗规方法计算框架-剪力墙结构框架承担的倾覆力矩。     

框架-剪力墙结构双重抗侧力体系设计方法研究进展及展望

近年来,框架-剪力墙结构作为一种双重抗侧力体系,得到了越来越广泛的应用.基于国内对框架-剪力墙结构双重抗侧力体系的研究,总结了框架-剪力墙结构在框架倾覆力矩的计算、框架二道防线剪力调整及大震弹塑性性能等方面的成果,指出:"改进轴力法"及"统一解方法"可以较为准确地计算底部框架承担的倾覆力矩;刚度特征值是影响框架层剪力分...     

某部分框支剪力墙结构设计

针对某高位转换超B级高度部分框支剪力墙结构的特点,对转换层刚度比、转换结构性能目标、框支柱剪力分担比例、框架倾覆力矩、转换框架的有限元进行了讨论和分析。建议按框支柱承担竖向荷载比例调整剪力分担比例、按框架和剪力墙承担的底部弯矩比例来复核底部倾覆力矩是否满足规范要求,可供类似项目参考。     

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。     

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。     

关于挡土墙抗倾覆稳定分析的讨论

对挡土墙抗倾覆稳定传统分析方法存在的主要问题进行讨论,指出其存在各种问题的主要原因是理论分析的假定前提不合理。假定挡土墙在倾覆临界状态时受到的竖向荷载与实际受力状态一致,定义倾覆稳定系数为墙土体系所能提供的最大抗倾覆力矩与墙体实际受到的倾覆力矩之比,据此通过力学分析,导出挡土墙倾覆稳定系数K0计算公式,由新公式可知:K0随地基极限承载力的增大而增大,随垂直荷载的增大而变小,与偏心距成反比。抗倾覆稳定性与基底的应力状态是密切相关的,通过对各相关规范的地基承载力验算要求与抗倾覆稳定安全系数的对比研究表明,只要挡土墙地基承载力满足规范要求,抗倾覆稳定一定满足,不必再进行抗倾覆验算。     

部分框支剪力墙结构框支框架承担倾覆力矩计算方法的研究

本文分析了现行计算部分框支剪力墙结构框支框架承担倾覆力矩比不同算法存在的问题及不足。通过引入不同的计算系数量化了抗规法的计算结果,指出了抗规法的结果明显偏小;揭示了YJK法提供的计算结果的实质,指出其计算结果虽较抗规法大但仍然偏小;在此基础上,说明了力偶法在框支剪力墙结构中的应用,指出力偶法可以准确提供框支框架承担倾覆力矩比的计算结果,文章给出工程案例说明了力偶法的应用。     

独柱墩弯桥抗倾覆计算与翘曲

根据工程的实际经验,对独柱墩弯桥倾覆进行了两种不同的破坏形态的区分——倾覆与翘曲破坏。现行弯桥的倾覆计算方法是通过曲线梁法或梁格法建模,通过程序计算是否有支座出现拉力,并据此判断桥梁是否倾覆。这种计算方式并没有对倾覆与翘曲作出区分,其采用的边界条件与桥梁倾覆的实际边界条件不符。针对目前惯用的支座反力法计算倾覆,本文借鉴工民建规范利用倾覆矩与抗倾覆矩之比的抗倾覆计算方法,提出了倾覆矩比法计算弯桥倾覆的方法。     

独柱墩弯桥的抗倾覆、抗扭曲及其计算分析

本文根据工程的实际经验,对独柱墩弯桥倾覆进行了两种不同破坏形态的区分—倾覆与扭转。现行弯桥的倾覆计算方法是通过曲线梁法或梁格法建模,通过程序计算是否有支座出现拉力,并据此判断桥梁是否倾覆。这种计算方式并没有对倾覆与抗扭作出区分,且其采用的边界条件与桥梁倾覆的实际边界条件不符。针对目前惯用的支座反力法计算倾覆,本文借鉴工民建规范,利用倾覆矩与抗倾覆矩之比的抗倾覆计算方法,提出了倾覆矩比法来计算弯桥倾覆的方法。