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RC框架结构直接基于位移的抗震优化设计方法 总被引：2，自引：0，他引：2
探讨了静力弹塑性分析验证过程中遇到的几种情况及其产生原因,指出建筑结构设计方案在基于位移的抗震设计中的重要性。从框架结构的侧移模式出发,导出结构一定性能水平的目标顶点位移,建立结构目标顶点位移与等效位移的关系式,根据位移反应谱,由等效位移推出框架结构在各性能水平的目标周期。然后,由pushover曲线确定结构刚度退化机理,导出结构各性能水平相应的自振周期比例关系,根据结构各性能水平自振周期与目标周期的关系确定结构最优设计方案。通过例题加以验证,说明了此设计方法的可行性。 相似文献
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规范对高层剪力墙结构层间位移进行限制时,没有考虑结构体系侧移模式不同的影响,这对以弯曲变形为主的结构会造成很大的误差,甚至得出一些与实际情况完全不相符的结论。针对这一问题,本文根据剪力墙结构的受力特点,将楼层位移分为有害位移和无害位移,将层间位移分为名义层间位移Δui和有害层间位移Δui~,用倒三角形分布水平荷载的等截面悬臂杆件的弯曲变形曲线作为剪力墙结构的近似侧移曲线,从理论上分析了剪力墙结构的名义层间位移、有害层间位移、层间相对转角以及截面的弯曲曲率之间的关系,给出有害层间位移的实用计算公式。最后,对比分析了控制剪力墙层间变形的几种不同方法,并通过算例分析验证了本文方法实用可行,与实际情况符合较好。 相似文献
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为了研究不同跨高比多层钢框架内填混凝土深梁结构的抗震性能,在钢框架内填混凝土深梁滞回性能试验的基础上,利用ABAQUS对六层纯钢框架（结构一）、钢框架内填跨高比为2混凝土深梁结构（结构二）和钢框架内填跨高比为0.75混凝土深梁结构（结构三）进行弹塑性时程分析。结果表明:内填混凝土深梁使结构整体刚度明显增大;在地震波的作用下,结构二的最大顶点位移降低可达58.3%,结构三的最大顶点位移降低可达89.3%,内填混凝土深梁,结构的抗侧移性能得到了极大改善,且随着深梁跨高比的减小而大幅度提升;结构二滞回曲线饱满,呈现纺锤形,混凝土深梁充分起到了第一道防线作用。经济合理的钢框架内填混凝土深梁结构具有一定的工程应用价值。 相似文献
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在原有钢管混凝土柱无梁楼盖结构开裂的情况下,对钢筋混凝土柱沿正截面粘贴碳纤维,柱端位置横向包裹碳纤维三个条带来加强对受拉碳纤维的约束作用,提高其整体强度,并检验被加固结构在侧移作用下的抗震性能。根据荷载-位移滞回曲线和应变-位移曲线,分析了结构的耗能能力、延性系数等抗震指标,结果表明该结构具有足够的抗震性能。 相似文献
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K形高强钢组合偏心支撑(K-HSS-EBF)是指耗能连梁和支撑采用Q345钢,而框架梁、框架柱采用高强度钢(如Q460)。为研究其在罕遇地震作用下的抗震性能,在试验研究的基础上,采用直接基于位移的抗震设计方法设计了5层、8层和12层算例,分别进行静力推覆分析和动力弹塑性分析,研究高强钢组合偏心支撑钢框架在罕遇地震作用下层间侧移分布和破坏模式。研究结果表明:直接基于位移的抗震设计方法设计的算例在罕遇地震作用下,结构的层间侧移满足我国现行抗震规范的要求,结构呈理想的渐进式梁铰屈服机构,并证明该设计方法的合理性和可靠性。 相似文献
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传统抗弯钢框架的梁柱节点通常设计为刚性连接,这种刚性节点具有很大的抗弯刚度,然而节点延性不足,罕遇地震作用导致节点脆性断裂。研究学者提出了多种解决该问题的思路,例如半刚性连接节点、节点加强或削弱方法使塑性铰外移等。本文提出了一种简化的梁柱节点连接方式-铰接连接,改变梁柱节点的传力方式,在节点处设置隅撑提供框架的抗侧刚度,控制结构的失效模式。本文设计了三组抗弯钢框架和铰接隅撑钢框架,分别为3层、5层和8层结构,通过Pushover分析和非线性动力时程分析,对比二者之间的承载力、刚度、延性和层间侧移等抗震性能。研究结果表明:铰接隅撑钢框架具有和传统抗弯钢框架相似的抗侧刚度,且承载能力略高。罕遇地震作用下,铰接隅撑钢框架的层间侧移较小。传统抗弯钢框架失效模式为梁端出现塑性铰,而铰接隅撑钢框架的塑性区域转移至隅撑与梁连接部位。 相似文献
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服役曲线梁桥常存在爬移病害。为探讨爬移病害程度对曲线梁桥抗震性能的影响规律，通过总结服役曲线梁桥爬移病害，确定以不同梁端爬移位移量作为描述服役曲线梁桥爬移状态的对比分析工况，并以一座三跨预应力混凝土曲线梁桥为例，采用MIDAS Civil建立有限元模型，考虑桩-土相互作用、双向碰撞效应及材料非线性，分析曲线梁桥支座及桥墩等主要受力构件地震响应规律，探讨爬移状态对服役曲线梁桥抗震性能影响。研究结果表明：主梁的爬移病害对桥梁的抗震性能会产生不利影响，会导致支座位移的增长，增加支座破坏的风险，从而增加桥梁上部结构碰撞效应及落梁风险；随着爬移位移的增加，桥墩的损伤状态可能由爬移前的无损伤转变为考虑爬移后的严重损伤状态。因此，在进行服役曲线梁桥抗震性能评估时应量化其爬移状态，并采用合理的措施对主梁的爬移进行限制。 相似文献
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加层减震结构振动台试验分析 总被引：5，自引：0，他引：5
本文针对一加层减震模型结构对隔震层上下部频率比进行优化设计,对隔震层采用侧移刚度偏小值、优化值和偏大值的加层减震模型结构进行地震模拟振动台试验。试验结果表明,经过参数优化设计的加层减震模型结构有明显减震效果,在试验中使设防水准提高了一级,由直接加层的局部破坏到加层减震后的大震不坏;对于一般的加层减震结构,采用以最大限度地降低既有结构的层间位移为优化目标是合理的,具有普遍的工程意义。 相似文献
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耗能梁段作为偏心支撑结构的耗能元件，在大震作用下通过弹塑性变形吸收地震能量，保护主体结构处于弹性受力状态。现行规范基于强度的设计理论，为了保证耗能梁段进入塑性或破坏，梁柱构件需要进行放大内力设计，导致截面过大，而且基于强度的设计方法很难保证结构的整体破坏状态。目前，抗震设计越来越重视基于性能的设计思想，该方法能够评估结构的弹塑性反应。对于高强钢组合偏心支撑，其中耗能梁段和支撑采用Q345钢，框架梁柱采用Q460或者Q690高强度钢材，高强钢不仅带来良好的经济效益，而且能够推广高强钢在抗震设防区的应用。利用基于性能设计方法设计了4种不同形式的高强钢组合偏心支撑钢框架，包括K形、Y形、V形和D形，考虑4层、8层、12层和16层的影响。通过Pushover分析和非线性时程分析评估该结构的抗震性能，研究结果表明:4种形式的高强钢组合偏心支撑钢框架具有类似的抗震性能，在罕遇地震作用下，几乎所有耗能梁段均参与耗能，而且层间侧移与耗能梁段转角沿高度分布较为均匀。其中:D形偏心支撑具有最大的抗侧刚度，但延性较差，而Y形偏心支撑的抗侧刚度最弱，但延性最佳。 相似文献
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Probabilistic economic seismic loss estimation in steel buildings using post‐tensioned moment‐resisting frames and viscous dampers 
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下载免费PDF全文 Athanasios I. Dimopoulos Angelos S. Tzimas Theodore L. Karavasilis Dimitrios Vamvatsikos 《地震工程与结构动力学》2016,45(11):1725-1741
The potential of post‐tensioned self‐centering moment‐resisting frames (SC‐MRFs) and viscous dampers to reduce the economic seismic losses in steel buildings is evaluated. The evaluation is based on a prototype steel building designed using four different seismic‐resistant frames: (i) conventional moment resisting frames (MRFs); (ii) MRFs with viscous dampers; (iii) SC‐MRFs; or (iv) SC‐MRFs with viscous dampers. All frames are designed according to Eurocode 8 and have the same column/beam cross sections and similar periods of vibration. Viscous dampers are designed to reduce the peak story drift under the design basis earthquake (DBE) from 1.8% to 1.2%. Losses are estimated by developing vulnerability functions according to the FEMA P‐58 methodology, which considers uncertainties in earthquake ground motion, structural response, and repair costs. Both the probability of collapse and the probability of demolition because of excessive residual story drifts are taken into account. Incremental dynamic analyses are conducted using models capable to simulate all limit states up to collapse. A parametric study on the effect of the residual story drift threshold beyond which is less expensive to rebuild a structure than to repair is also conducted. It is shown that viscous dampers are more effective than post‐tensioning for seismic intensities equal or lower than the maximum considered earthquake (MCE). Post‐tensioning is effective in reducing repair costs only for seismic intensities higher than the DBE. The paper also highlights the effectiveness of combining post‐tensioning and supplemental viscous damping by showing that the SC‐MRF with viscous dampers achieves significant repair cost reductions compared to the conventional MRF. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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以汶川地震为研究背景,针对震后典型钢筋混凝土框架结构进行地震易损性研究。基于Cornell理论框架结合汶川地质资料,拟合出考虑场地特点的地震危险性模型,同时定义损伤水平状态及限值指标,以概率解析易损性研究方法为基础,运用考虑地震动参数的解析易损性评估方法绘制汶川地区钢筋混凝土框架建筑的地震易损性曲线。研究结果表明:考虑地震动参数的概率解析易损性研究方法是一种有效的地震易损性评估方法;以PGA作为地震强度输入指标的结构反应,随自振周期的增大体系最大响应的相关性降低,结构各个损伤状态的失效概率均随之增大。 相似文献
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钢筋混凝土框架结构层间位移角与构件变形关系研究 总被引：2，自引：0，他引：2
层间位移角已作为检验建筑结构抗震性能的主要指标之一而被广泛应用。为实现该指标在钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计中的应用,研究了层间位移角与构件变形之间的关系。首先,采用对部分子结构的弹性理论分析得到了弹性阶段梁变形对层间位移角贡献比例的计算公式。接着,采用对15层钢筋混凝土框架整体结构的非线性地震反应计算结果的统计分析得到了在塑性阶段梁变形对层间位移角的贡献比例回归计算公式。所建立的计算公式反映了梁与柱的相对刚度和强度比例、层闽塑性变形程度的影响。最后,应用该方法进行了一算例分析,计算结果和试验结果比较一致。利用本文提出的计算方法可以方便地把对框架结构的层间位移需求转变为对梁、柱构件的变形要求。 相似文献
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This paper reports a study for the seismic performance of one large‐scaled (1/15) model of 30‐story steel‐reinforced concrete frame‐concrete core wall mixed structure. The study was implemented by both shaking table tests, in which the similarity ratio for lateral and gravitational accelerations was kept to 1:1, and numerical nonlinear dynamic analysis. The test observations presented herein include story displacement, interstory drift, natural vibration periods, and final failure mode. The numerical analysis was performed to simulate the shaking table test procedure, and the numerically obtained responses were verified by the test results. On the basis of the numerical results, the progressions of structural stiffness, base shear, and overturning moment were investigated, and the distributions of base shear and overturning moment between frame and core wall were also discussed. The test demonstrates the seismic performance of the steel‐reinforced concrete frame‐core wall mixed structure and reveals the potential overturning failure mode for high rise structures. The nonlinear analysis results indicate that the peripheral frames could take more shear forces after core wall damaged under severe earthquakes. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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为检验抗侧刚度比和支撑布置方式等因素对具有不同总层数的屈曲约束支撑钢框架的抗震性能影响,借助SAP2000软件,探讨6层、12层、18层屈曲约束支撑钢框架结构在抗侧刚度比分别为1、2、3、4、5共五种工况及倒V型和单斜向两种支撑布置方式下的抗震性能。结果表明,屈曲约束支撑钢框架结构基底剪力-顶点位移曲线呈典型的双线性特征;随抗侧刚度比的增大,结构的层间位移角总体上呈降低趋势,基底剪力及支撑轴力增大,顶点水平位移变小,框架所分担的剪力降低;倒V型布置支撑较单斜向布置具有略大的基底剪力、谱加速度,较小的顶点位移、层位移、层间剪力和框架剪力分担率。分析表明,总体上来看,倒V型布置较单斜向布置时支撑框架结构具有略优的抗震性能;抗侧刚度比较支撑布置方式对支撑框架结构抗震性能的影响更为显著。 相似文献
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钢管混凝土结构已经广泛应用于我国高层和超高层建筑中,为研究该类结构的抗震性能,分别采用分离模量法和统一模量法对某13层钢管混凝土框架结构进行抗震性能分析,研究不同地震波作用下组合框架的模态和多遇地震下的弹性动力时程,对比组合框架顶点位移反应、加速度反应、层间侧移及动力放大系数等。研究结果表明,分离模量法和统一模量法建模方法在分析钢管混凝土框架抗震动力特性上总体相差不大,但前者可以考虑材料弹塑性,从而对结构弹塑性进行分析,而后者在弹塑性阶段需要用全曲线表达式,尚需进一步的研究。 相似文献
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Vibration control systems are being used increasingly worldwide to provide enhanced seismic protection for new and retrofitted buildings. This paper presents a new vibration control system on the basis of a seesaw mechanism with viscoelastic dampers. The proposed vibration control system comprises three parts: brace, seesaw member, and viscoelastic dampers. In this system, only tensile force appears in bracing members. Consequently, the brace buckling problem is negligible, which enables the use of steel rods for bracing members. By introducing pre‐tension in rods, long steel rods are applicable as bracing between the seesaw members and the moment frame connections over some stories. Seesaw mechanisms can magnify the damper deformation according to the damper system configuration. In this paper, first, the magnification factor, that is, the ratio of the damper deformation to the story drift, is delivered, which includes the rod deformation. Results of a case study demonstrate that the magnification factor of the proposed system is greater than unity for some cases. Seismic response analysis is conducted for steel moment frames with the proposed vibration control system. Energy dissipation characteristics are examined using the time‐history response results of energy. The maximum story drift angle distributions and time‐history response results of displacement show that the proposed system can reduce the seismic response of the frames effectively. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Hasan Özkaynak 《地震工程与工程振动(英文版)》2018,17(2):385-401
The earthquake performance of vulnerable structures can be increased by the implementation of supplementary energy-dissipative metallic elements. The main aim of this paper is to describe the earthquake behavior of steel cushion-implemented reinforced concrete frames (SCI-RCFR) in terms of displacement demands and energy components. Several quasi-static experiments were performed on steel cushions (SC) installed in reinforced concrete (RC) frames. The test results served as the basis of the analytical models of SCs and a bare reinforced concrete frame (B-RCFR). These models were integrated in order to obtain the resulting analytical model of the SCI-RCFR. Nonlinear-time history analyses (NTHA) were performed on the SCI-RCFR under the effects of the selected earthquake data set. According to the NTHA, SC application is an effective technique for increasing the seismic performance of RC structures. The main portion of the earthquake input energy was dissipated through SCs. SCs succeeded in decreasing the plastic energy demand on structural elements by almost 50% at distinct drift levels. 相似文献