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转动变形机制下砌体墙的等效抗侧刚度计算模型

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建筑科学与工程学报 2022年第6期39卷 102-112页

作者：郭猛范旺生孙静中国建筑科学研究院有限公司建筑结构研究所北京100013 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为了研究转动变形机制下砌体墙的等效抗侧刚度,分析了转动变形机制下砌体墙骨架曲线特点,定义了砌体墙等效高宽比参数,基于串联刚度与矩形立面刚度相等原则,推导了非矩形立面转动主体等效高宽比的计算公式;基于转动墙体在弹塑性阶段的... 详细信息

为了研究转动变形机制下砌体墙的等效抗侧刚度,分析了转动变形机制下砌体墙骨架曲线特点,定义了砌体墙等效高宽比参数,基于串联刚度与矩形立面刚度相等原则,推导了非矩形立面转动主体等效高宽比的计算公式;基于转动墙体在弹塑性阶段的刚度衰减规律,通过对试验数据进行拟合,得到了刚度衰减系数α和转动主体高宽比影响系数β,最终建立了转动变形机制下砌体墙等效抗侧刚度计算模型,并利用文献数据进行了验证。结果表明:转动变形机制算法中,高宽比越大的墙肢,其等效抗侧刚度下降越多,分担的地震作用越小;转动变形机制算法中,砌体墙分配的地震作用大小与方向有关,不同地震方向下同一片墙肢地震作用所占百分比不同;采用转动变形机制下砌体墙等效抗侧刚度对砌体结构进行抗震验算复核,有助于发现既有抗震设计下砌体结构的薄弱环节。

关键词：砌体结构砌体墙转动变形骨架曲线等效抗侧刚度等效高宽比计算模型

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小剪跨比保温砌模混凝土墙抗震性能试验研究

建筑结构学报 2002年第2期23卷 19-26页

作者：孙建超钱稼茹方鄂华胡庆昌冯葆莼清华大学土木工程系北京100084 北京市建筑设计研究院北京100045 北京市建筑设计标准化办公室北京100045

8片剪跨比为0.77、0.84和1.0的保温砌模混凝土墙的抗震性能试验结果表明,小剪跨比保温砌模混凝土墙在竖向力和往复水平力作用下,连梁剪切破坏,端墙肢边缘混凝土受压破损;位移延性系数不小于3;极限位移角大于1/120。保温砌模混凝土墙的... 详细信息

8片剪跨比为0.77、0.84和1.0的保温砌模混凝土墙的抗震性能试验结果表明,小剪跨比保温砌模混凝土墙在竖向力和往复水平力作用下,连梁剪切破坏,端墙肢边缘混凝土受压破损;位移延性系数不小于3;极限位移角大于1/120。保温砌模混凝土墙的受剪承载力可按现行规范剪力墙有地震作用组合的受剪承载力公式(扣除洞口的截面面积)计算。有限元分析结果表明,保温砌模混凝土墙的抗侧刚度可用厚度为其三分之二的等效实体墙计算或用小开口整体墙计算。工程算例表明,保温砌模现浇承重墙体系满足8度抗震设防的7层住宅层间位移角要求和受剪承载力要求。

关键词：保温砌模混凝土网格墙延性受剪承载力等效抗侧刚度抗震性能试验

高层斜交网格筒结构受力层间位移的计算及其应用

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建筑结构学报 2019年第8期40卷 181-190页

作者：王峰史庆轩王朋吴超锋西安建筑科技大学省部共建西部绿色建筑国家重点实验室陕西西安710055 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

推导了斜交网格筒结构单元体的抗剪刚度、抗弯刚度以及竖向刚度的计算公式.通过连续化变形分析方法,给出了该类结构在三种典型荷载作用下的水平位移简化方法及其等效抗侧刚度.分析了结构体系的层间位移组成,给出了受力层间位移在弹性和... 详细信息

推导了斜交网格筒结构单元体的抗剪刚度、抗弯刚度以及竖向刚度的计算公式.通过连续化变形分析方法,给出了该类结构在三种典型荷载作用下的水平位移简化方法及其等效抗侧刚度.分析了结构体系的层间位移组成,给出了受力层间位移在弹性和弹塑性阶段的简化计算方法.采用PERFOR-3D软件分析了该类结构体系的层间位移和受力层间位移沿结构高度的变化规律,并进行了参数分析.结果表明:斜交网格筒结构体系的层间位移和受力层间位移沿结构高度方向均呈现先增大后减小的趋势;层间位移和受力层间位移最大值所在位置不同,且受力层间位移随楼层高度增加,其所占的比例逐渐下降,最大比例约为80%,建议同时考虑受力层间位移角和层间位移角作为该类结构的变形控制指标.斜柱角度、斜柱截面、主环梁跨数以及结构高宽比均对结构的层间位移有较大影响;而对于受力层间位移,斜柱角度和斜柱截面对其影响较大,主环梁跨数以及结构高宽比对其影响较小.

关键词：斜交网格筒结构 PERFOR-3D 等效抗侧刚度层间位移受力层间位移

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空腔剪力墙受力机理的理论与数值分析

东南大学学报（自然科学版） 2017年第5期47卷 987-992页

作者：徐刚李爱群东南大学土木工程学院南京210096 北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044

为改善低矮剪力墙的抗震性能,设计了一种空腔剪力墙.分析了配筋的普通剪力墙、开暗缝剪力墙和空腔剪力墙在侧向荷载下受力特点的差异,建立了空腔剪力墙的理论计算模型,推导了空腔剪力墙在侧向荷载作用下的等效抗侧刚度和内力的计算公式... 详细信息

为改善低矮剪力墙的抗震性能,设计了一种空腔剪力墙.分析了配筋的普通剪力墙、开暗缝剪力墙和空腔剪力墙在侧向荷载下受力特点的差异,建立了空腔剪力墙的理论计算模型,推导了空腔剪力墙在侧向荷载作用下的等效抗侧刚度和内力的计算公式,并对影响空腔剪力墙刚度的各参数进行了探讨,研究了各参数的影响规律.结果表明,空腔剪力墙降低了构件刚度和承载力,提高了延性,通过改变空腔的参数,可实现剪力墙刚度、承载力和延性的合理匹配.不同参数的模型验证结果表明,理论计算公式误差在15%以内,可满足工程估测需要.对于低矮剪力墙,通过合理改变空腔的长度和厚度,不仅可以降低自重,还可以较为显著地降低剪力墙刚度,从而达到减小地震作用的目的.

关键词：空腔剪力墙装配式结构等效抗侧刚度低矮剪力墙

基于整体稳定的斜交网格筒结构失效判别指标研究

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振动与冲击 2013年第24期32卷 96-103页

作者：吕海霞滕军李祚华郝霖霏哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳518055

高层建筑结构失效演化过程的量化分析是实现基于性能抗震设计方法的关键步骤之一,为了得到斜交网格筒结构体系基于整体稳定的失效判别方法,基于连续化方法的体系变形分析,给出斜交网格筒结构体系的初始等效抗侧刚度求解方法,并对体系的... 详细信息

高层建筑结构失效演化过程的量化分析是实现基于性能抗震设计方法的关键步骤之一,为了得到斜交网格筒结构体系基于整体稳定的失效判别方法,基于连续化方法的体系变形分析,给出斜交网格筒结构体系的初始等效抗侧刚度求解方法,并对体系的变形形态进行了探讨;通过整体稳定平衡分析得到斜交网格筒结构体系瞬时等效刚重比与结构响应的关系,并提出了基于瞬时等效刚重比变化的失效判别方法;通过对结构进行20条地震波罕遇地震作用下的弹塑性时程分析及斜交网格筒子结构模型试验,验证了该方法的正确性。

关键词：斜交网格筒结构等效抗侧刚度瞬时等效刚重比失效判别

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斜交网格筒结构二阶效应及整体稳定分析

建筑结构 2013年第S2期43卷 354-359页

作者：吕海霞滕军李祚华哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳518055

高层建筑结构的整体稳定性是结构设计的基本要求,斜交网格筒结构体系作为新颖的结构体系越来越多地被用于高层及超高层结构中。通过连续化方法对斜交网格筒结构体系进行变形分析,给出斜交网格筒结构体系等效抗侧刚度的近似求解方法;对... 详细信息

高层建筑结构的整体稳定性是结构设计的基本要求,斜交网格筒结构体系作为新颖的结构体系越来越多地被用于高层及超高层结构中。通过连续化方法对斜交网格筒结构体系进行变形分析,给出斜交网格筒结构体系等效抗侧刚度的近似求解方法;对倒三角形水平荷载作用下斜交网格筒结构重力二阶效应与等效刚重比的关系进行了研究,得到合理的等效刚重比限值;最后通过体系整体稳定分析,给出了高层建筑结构体系的临界等效刚重比。

关键词：等效抗侧刚度重力二阶效应等效刚重比

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考虑墙体影响的古建筑木结构抗震性能分析

考虑墙体影响的古建筑木结构抗震性能分析

作者：王岱龙聊城大学

学位级别：硕士

古建筑木结构在地震作用下的抗震性能分析是其修缮加固的重要依据,也是古建筑保护亟待解决的问题。针对古建筑木结构抗震性能分析中常忽略墙体作用的问题,本文以光岳楼木结构为研究对象,基于构件力学特性建立有无墙体两个有限元模型,对... 详细信息

古建筑木结构在地震作用下的抗震性能分析是其修缮加固的重要依据,也是古建筑保护亟待解决的问题。针对古建筑木结构抗震性能分析中常忽略墙体作用的问题,本文以光岳楼木结构为研究对象,基于构件力学特性建立有无墙体两个有限元模型,对其进行时程分析,研究嵌固墙体对木结构抗震性能的影响,并探讨不同墙体参数对结构地震响应的影响规律,最后采用IDA方法对考虑墙体的光岳楼木结构进行抗倒塌性能评估。本文完成的主要工作如下:(1)采用有限元分析软件ANSYS分别建立光岳楼木结构有无墙体两个有限元模型。采用COMBIN14+COMBIN39弹簧单元组合模拟榫卯、斗栱、柱础的连接特性;通过对两木柱之间墙体进行位移加载,获得其等效抗侧刚度值,采用非线性弹簧单元进行模拟。(2)分别对两个有限元模型进行模态分析,得到其自振频率及振型,并与现场测试结果对比,验证有限元模型的合理性。结果表明:墙体对结构前三阶频率影响较大,对高阶频率影响较小;两个模型主振型方向一致,有墙体模型振幅均小于无墙体模型振幅,墙体的存在使结构整体刚度提高明显。(3)分别对两个有限元模型进行地震响应分析,对比两个模型加速度响应、位移响应及扭转效应。结果表明:在相同峰值加速度下,有墙体模型加速度峰值均大于无墙体模型,相对地面位移和层间位移角反之;有无墙体模型最大层间位移角分别为1/78、1/61,均小于规范限值,结构安全;墙体的存在使得结构抗侧刚度增大,层间位移角减小。(4)对结构进行墙体参数分析,结果表明:采用砌筑砖墙时结构加速度响应最大,木质墙次之,土坯墙最小;而采用土坯墙时结构位移响应最大,木质墙次之,砌体墙最小;随着墙体厚度的增加结构加速度响应逐渐增大,位移响应逐渐减小,且超过光岳楼墙体厚度后变化趋势减弱。(5)对考虑墙体影响的光岳楼木结构进行抗倒塌性能评估。结果表明:对于柱脚滑移倒塌机制,当长周期地震波(Chichi波)PGA>900cm/s时,结构会发生倒塌,普通地震波作用下结构不会发生倒塌。对于柱架层间倒塌机制,当长周期地震波(Chichi波)PGA>600cm/s,结构会发生倒塌;当普通地震波天津波PGA>800cm/s、Kobe波PGA>1000cm/s时,结构会发生倒塌。光岳楼木结构最易在长周期波作用下发生柱架层间倒塌。

关键词：古建筑木结构嵌固墙体等效抗侧刚度 IDA方法抗倒塌性能

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斜交网格筒结构二阶效应及整体稳定分析

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