袁政强[1]2004年在《巨型框架箱形节点抗震性能试验及分析》文中指出工程实践表明，巨型结构组合体系是技术经济效益最好的结构体系之一。它能构保证结构刚度、简化构造、充分发挥材料的结构性能、减少材料用量，而且还能带来新的建筑设计风格和结构设计的灵活性。钢筋混凝土巨型框架结构是巨型结构组合体系的一种类型。本文重点针对这种结构体系中的箱形节点抗震性能进行研究。研究工作主要涉及以下几个方面： 1．钢筋混凝土巨型框架结构箱形节点的试验研究 针对巨型框架结构体系，结合四川航空大厦钢筋混凝土巨型结构方案，研究主结构箱形柱和箱形梁的交接节点处的破坏机理和抗震性能，并做了两个节点模型试验。试验采用1／10的比例模型，测量数据点近300个。经过数据整理得出了一些很有意义的试验现象。通过试验，证实了在巨型箱形柱中，依托连梁的延性设计来达到耗能目的是不现实的这一重要结论。 2．巨型框架箱形节点分析程序 为模拟巨型框架结构箱形节点的传力途径和机理，采用面向对象的编程技术，结合有限元数据结构的特点，编写了适用于有限元分析的工具类(如：矩阵向量类、模板链表类、张量类等)和构造类(如分析方法类、结点类、单元类和材料类等)，并与ANSYS进行了对比分析。首次将扫描线算法用于平面和空间等值线图和彩色云图的显示。并通过分析，发现了巨型箱形梁中应力分布中存在的“剪力滞后”现象，对巨型梁的设计有重要的指导作用。 3．巨型框架箱形节点抗震设计和结构合理的塑性耗能机构 根据试验结果和有限元计算，提出了巨型框架结构体系抗震概念设计的总体思想以及借助“能力设计法”设计合理的塑性耗能机制的构思。并提出了一些对巨型框架结构设计具有重要参考价值的结论。 本文给出的面向对象的有限元软件系统具有开放性，为以后单元的加入、系统功能的扩展，特别是非线性功能的扩展奠定了很好的基础。所提出的巨型框架结构抗震概念设计的总体思想和塑性耗能机制的设计理念是在巨型结构箱形节点试验研究和分析研究的基础上得出的成果。
韩枫[2]2004年在《钢筋混凝土巨型框架箱形节点试验分析》文中研究说明本文对钢筋混凝土巨型框架结构箱形节点抗震性能进行了试验研究及ANSYS程序有限元分析。研究工作主要涉及以下几个方面： 1．试验研究 针对巨型框架结构体系，结合四川航空大厦钢筋混凝土巨型结构方案，研究主结构箱形柱和箱形梁的交接节点处的破坏机理和抗震性能，并做了两个节点模型试验。并对试验的变形，钢筋的应变应力变化和结构从开裂、钢筋屈服、出现塑性铰的过程进行了定性描述。 2．ANSYS程序分析 通过对试件采用ANSYS程序进行的有限元分析，获得试件的基本变形和内力情况，对试件的受力形态作进一步了解，对破坏形态作出预测；分析箱形节点在轴压和梁端荷载共同作用下混凝土开裂和钢筋塑性屈服以及节点变形情况，并比较试验数据分析结果和有限元分析的结果相同和差异。 3．巨型框架箱形节点抗震概念设计和塑性耗能机构思想 根据试验和有限元程序计算结果，提出了巨型框架结构体系抗震概念设计的总体思想以及合理的塑性耗能机制，为该类结构设计提供重要参考价值的结论。 两个模型试验及计算分析表明：在巨型箱形梁柱结构中，希望达到连梁耗能这一目的是不可能的。因此，对巨型框架结构抗震概念设计思想和塑性耗能机制的实现，还有待于进一步的研究。
孙绪杰[3]2009年在《用巨型框架结构套建增层的房屋设计与施工方法研究》文中提出作为一种增层形式,套建增层以其增加层数不受限制、对既有建筑物依赖小而在既有房屋增层改造中得到越来越多的应用。巨型框架结构的主框架承担全部竖向荷载及绝大部分的水平荷载,次框架仅将自身的竖向荷载传递给主框架,承担小部分的水平荷载。去掉第一巨型结构层内的次框架,对结构沿竖向的刚度分布影响不大,可以利用这一点来实现对既有房屋的套建增层。用巨型框架套建增层尚有一些问题亟待解决:如何使其满足抗震规范规定的“小震不坏、中震可修、大震不倒”抗震设防要求,尚需对其倒塌机制进行深入的研究;既有建筑屋盖不能承担巨型框架层的施工荷载,使套建增层巨型框架无法实现逐层施工,对无支撑自承重楼盖施工工艺提出了迫切要求;与施工方法相应的构件设计方法及细部构造措施,较大跨度涉及到预应力技术的一些相关的细部构造措施要求。本文主要针对上述问题,展开工作。本文基于平面杆系模型,采用IDARC-2D非线性分析程序,在引入新建巨型混凝土框架结构适用范围和抗震构造手段的基础上,通过对不同巨型结构层数和次框架层数,建造在I、II、III类场地土,设计地震分组为一、二、叁组的375榀套建增层巨型框架的抗震性能研究,得出的结论是8度区的套建增层巨型框架的主框架抗震等级按一级,7度区的套建增层巨型框架以50m为界,低于50m时主框架抗震等级按二级,高于50m时按一级设计的框架,满足规范的弹塑性位移角的限值要求,未出现形成机构体系的情况,满足现行抗震规范“大震不倒”的抗震要求。用现行抗震规范推荐的静力弹塑性分析方法,采用倒叁角形、均匀两种侧向力分布方式,能力谱法、改进能力谱法和α-T法等叁种方法对相同模型进行了的抗震性能分析,得出了与弹塑性动力时程分析相同的结论。套建增层巨型框架是具有转层性质的结构,分析了逐层施工法、主次施工法及巨型结构层自承重施工法对结构构件内力的影响。并提出具体施工过程中应注意的问题。因巨型结构层的荷载巨大,既有建筑物的屋面不能够承担第一巨型结构层施工期间的荷载,论述了无支撑自承重楼盖的施工方法与措施,该方法既不影响既有结构使用,又保证了施工结构的安全。从主次框架的共同工作入手,分析了忽略次框架刚度的简化算法的适用性问题。根据套建增层巨型框架的弹塑性分析得出的设计建议,编制了设计程序,既为套建增层结构方案选取提供了手段,又方便套建增层巨型框架结构的设计。最后,结合哈尔滨市某高校实验楼的套建增层工程,给出了一榀套建增层巨型框架的设计过程与相应的施工方法,并且分析了其在罕遇地震作用下的抗震性能,验证本文弹塑性分析结果,并为具体设计提供参考。
贺飒飒, 余志武[4]2009年在《巨型框架结构体系抗震研究综述》文中认为综述巨型框架结构体系在国内外的工程应用情况,以及该结构体系抗震性能理论分析方法和试验方法,指出巨型框架结构体系抗震研究的方向。
彭斌[5]2012年在《异形截面多腔钢管混凝土巨型柱框架抗震试验与理论研究》文中指出异形截面多腔钢管混凝土柱作为高层建筑关键竖向构件，已在部分工程中应用，并有较快发展的趋势。结合目前建设的超高层建筑工程实际，本文研究了异形截面多腔钢管混凝土巨型柱和乒乓球拍形截面多腔体钢管混凝土柱的抗震性能，并进一步研究了异形截面多腔钢管混凝土巨型柱框架结构的抗震性能，进行了较系统的试验研究和理论分析并给出了抗震设计建议。主要贡献如下：1.提出并研发了一种新型抗震构造的异形截面多腔钢管混凝土巨型柱。结合某超高层建筑工程实际，进行了12个1/25缩尺的六边形六腔体截面钢管混凝土巨型柱模型在不同水平力作用方向下的低周反复荷载抗震性能试验研究。基于试验，分析了其承载力、刚度及退化过程、延性、滞回性能、耗能和破坏机制。2.研发了一种乒乓球拍形截面多腔体钢管混凝土柱。结合某超高层建筑实际，进行了10个1/7缩尺模型的低周反复荷载下抗震性能试验研究。基于试验，分析了其承载力、刚度及退化过程、延性、耗能和破坏机制。3.研究并揭示了异形截面多腔体钢管混凝土巨型柱框架的屈服机制。结合某超高层建筑实际，进行了1个1/25缩尺的异形截面多腔体钢管混凝土巨型柱框架结构低周反复荷载下抗震性能试验研究。基于试验，分析了巨型框架的承载力、刚度及退化过程、延性、滞回特性、耗能能力和屈服机制，揭示了其抗震机理。4.给出了底部加强型多腔钢管混凝土巨型柱的抗震构造措施，提出了巨型框架结构抗震设计建议。进行了异形截面多腔钢管混凝土柱的非线性有限元分析，揭示了其损伤和屈服破坏过程。计算与实测结果符合较好。主要结论：1.异形截面多腔体钢管混凝土巨型柱有较好的弹塑性变形能力，其综合抗震性能良好，可满足工程抗震设计需要。2.提出的新构造措施巨型柱与普通构造巨型柱相比，承载力、延性、耗能能力均显着提高，刚度退化速度减慢，抗震性能显着提高。3.提出的乒乓球拍形截面多腔体钢管混凝土柱具有良好的弹塑性变形能力，其抗震性能良好，能够满足设计要求。4.异形截面多腔钢管混凝土巨型柱框架工作性能稳定，设计合理，具有“强柱、弱梁”的延性屈服机制，其抗震性能良好，可用于地震区超高层建筑结构抗震设计。
鲍永健[6]2010年在《钢筋混凝土巨型框架结构动力特性及地震反应分析》文中进行了进一步梳理巨型框架结构结构由主次两级结构组成,具有传力明确、整体性能好、施工速度快、可节约材料降低造价等优点,在高层及超高层建筑中有着广阔的应用前景,开展巨型框架结构体系动力特性及地震反应分析的研究,有其重要的理论价值和实际意义。本文基于有限元理论,利用大型通用结构分析和设计软件SAP2000,建立了钢筋混凝土巨型框架结构模型,进行了模态分析﹑反应谱分析﹑弹性时程分析和弹塑性时程分析。首先进行模态分析,考查了巨型框架结构的自振特性。然后进行了反应谱分析和弹性时程分析,研究改变主框架构件刚度和主框架梁层支撑的布置﹑输入不同地震波时巨型框架结构地震反应的变化,分析结果表明:分别改变主框架柱、主框架梁构件刚度对结构地震反应的影响是不同的;布置支撑的主框架梁层数越多对侧移的控制作用越明显;布置同样主框架梁层支撑数量时,靠近结构下部布置比靠近上部布置控制侧移更明显,层间位移角分布更均匀;巨型框架结构具有良好的抵抗多遇地震的能力。最后进行了地震作用下弹塑性时程分析,分析地震作用下主框架梁采用不同支撑形式对结构动力特性的影响、主框架梁的作用以及结构的屈服机制,并涉及特大地震下巨型框架结构抗倒塌的分析。分析结果表明:桁架式主框架梁采取交叉撑或人字撑动力性能比较接近,与八字撑形式有较大不同;罕遇地震作用下,主框架梁层对侧移的控制较为明显,巨型框架的侧移呈弯剪型,出铰情况符合总体屈服机制,耗能能力较好;从提高结构整体抗地震倒塌能力的角度,得出巨型框架结构的合理倒塌破坏机制及设计参考建议。
胡连江[7]2012年在《巨型框架抗震性能试验及分析》文中进行了进一步梳理介绍了两个钢筋混凝土巨型框架箱型梁柱节点模型试验,研究了巨型框架箱型梁柱节点区破坏过程、破坏形态和变形性能;通过这两个延性性能不同的试件的对比分析,提出了巨型框架结构体系抗震概念设计的总体思想以及合理的设计建议。
张正维[8]2007年在《超高层建筑巨型框架—核心筒体结构与其基础地基共同工作分析》文中指出超高层建筑巨型框架-核心筒体结构按外部巨型框架是否设置巨型斜撑而分为不带斜撑巨型框架-核心筒体结构与带斜撑巨型框架-核心筒体结构,这种结构体系的空间工作能力很好,在荷载作用下,结构体系的各个部分之间能够协调一致地工作,具有很好的整体工作性能,是本世纪具有良好发展前景的超高层建筑结构新体系。本论文将超高层建筑巨型框架-核心筒体结构与其基础结构简化为一个支撑在半无限大弹性地基上的加劲薄壁筒组合体,从而建立了这种巨型结构体系的地基、基础、上部结构共同工作的分析模型,然后对该模型进行半离散化处理,也就是选取适当的节线,对该加劲薄壁筒组合体进行划分,并以节线上的未知形变函数为基本未知函数来描述结构体系的位移场或运动场,然后分别运用最小势能原理和哈密顿原理可将这种巨型结构体系的地基、基础、上部结构的共同工作分析和自由振动分析转化为一系列常微分方程组的边值问题和特征值问题,再利用常微分方程求解器进行求解。算例计算结果表明:分析模型是合理的、可行的,从而为超高层建筑不带斜撑巨型框架-核心筒体结构与带斜撑巨型框架-核心筒体结构的方案设计、初步设计、抗震概念设计以及整体性能评价提供了一种可行的分析方法与计算机程序。论文的主要工作如下:1.论述了超高层建筑巨型框架-核心筒体结构的发展前景和本研究的理论基础和工程意义;2.根据Mindlin关于一集中力作用在弹性体中的位移公式,采用能量等效原理导出了半无限大弹性地基相应于各种变形的等效刚度公式,从而为量化分析半无限大弹性地基与基础的相互作用奠定了基础;3.建立了超高层建筑巨型框架-核心筒体结构与其基础地基共同工作的半解析分析模型,讨论了如何对上部结构、基础、地基进行连续化处理以及如何选取未知的形变函数或广义坐标来描述结构系统在各种作用下的行为等问题;4.用半解析法对超高层建筑不带斜撑巨型框架-核心筒体结构与带斜撑巨型框架-核心筒体结构与其基础地基的共同工作和多维自由振动进行了分析计算,并对主要设计参数发生改变后,结构的受力特性与动力特性的变化趋势做了深入研究。
王汝恒[9]2009年在《巨型框架结构—筏基—砂卵石地基的静动力共同作用研究》文中认为巨型框架结构-筏基-砂卵石地基作为一种新型的大型结构体系随着经济与城市化建设的发展而逐渐开始应用。巨型框架建筑体系复杂,上部结构、基础及地基是统一的整体,叁者相互联系、相互影响,共同作用,若仍沿用传统的刚性基础假定设计巨型框架结构,而不考虑建筑物共同作用影响则不甚合理,且将与实际结构的力学特性有较大的出入,其共同作用己是许多重大实际工程中一个不可回避的关键科学问题。鉴于此,本论文针对某典型巨型框架结构体系开展深入、细致分析,对其进行静、动荷载作用下的共同作用特性研究。本文基于国内外目前共同作用研究发展的趋势,在充分借鉴并发挥前人研究的基础上,采用理论分析、土工试验、数值模拟相结合的方法,围绕巨型框架上部结构-筏基-砂卵石地基共同作用的机理、影响因素及计算模型展开了系统研究。本文主要研究内容及创新点如下:(1)进行砂卵石土静动力特性研究和砂卵石土地基计算模型的研究。通过砂卵石土叁轴固结排水剪切试验,分析砂卵石土的体变规律,通过砂卵石土动叁轴试验,分析固结压力、固结应力比、振动频率对动本构关系、动弹性模量与动阻尼比的影响规律。其中,进行邓肯-张模型对砂卵石土的适用性分析,建议采用双线型关系表达泊松比;建立了砂卵石土最大动弹性模量与最大阻尼比计算的数值方程;对文克尔地基模型进行改进,确定了砂卵石土地基模型计算的数值参数。(2)进行砂卵石土地基上的筏基计算研究。分析了薄板小挠度理论建立的地基上的板的基本方程与文克尔地基上正交各向异性板的有限元法,针对薄板理论、中厚板理论、空间弹性理论,建立叁种筏板计算数值模型并进行共同作用数值计算,对比分析不同计算理论对筏板变形与内力的影响,提出采用各计算理论的应用条件。(3)进行砂卵石土地基与筏基共同作用的非线性研究。对砂卵石土地基、筏板的钢筋混凝土材料及两者接触的非线性进行了理论分析,通过ANSYS算例数值分析,对比各部位采用非线性计算的结果特征,表明在共同作用分析中最好同时考虑地基与基础两者的非线性,而简化分析过程,应首先考虑地基土的非线性。(4)巨型框架结构-筏基-砂卵石地基的静力共同作用数值分析。建立了在竖向静力荷载下的共同作用数值模型,分析共同作用中的巨型框架结构响应特性,以地基条件、筏板厚度、筏板计算理论、次框架结构等方面进行静力共同作用影响分析。其中,提出底部次框架结构可改善基础不均匀沉降的作用机理;提出共同作用中的筏板基础存在一个最佳厚度;阐述了地基刚度增加使得共同作用效果愈加不显着的结论,而且地基整体变形决定基础的沉降,局部变形决定筏板的应力分布。(5)巨型框架结构-筏基-砂卵石地基的动力相互作用数值分析。对地基地震波的有限元计算范围及边界截取进行分析,依据人工边界的数值模拟,确定粘弹性边界计算精度与计算区域,同时进行上部巨型框架结构计算简化模型研究,通过地震作用上部结构数值计算分析了次框架对巨型框架结构动态响应的影响。通过地震作用下巨型框架结构-筏基-砂卵石地基的相互作用数值计算,进行结构动力相互共同机理分析。其中,提出次框架的刚度增大效应与相互作用中的上部结构刚度减小效果相当的结论;提出相互作用中薄基础对上部结构顶层不利,而结构底部的动态响应受地基或基础的影响比较大的结论。
韩朝辉[10]2006年在《巨型钢框架静力和动力性能分析》文中研究表明世界建筑发展到今天,超高层建筑在建筑领域扮演着越来越重要的角色。巨型结构是一种新型的超高层建筑结构体系,结构体系的主、次结构受力明确,布置灵活,可满足特殊的建筑形式和建筑功能的要求。巨型结构是由巨型的构件组成的简单而巨型的桁架或框架等,作为高层建筑的主体结构,与其他结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系。 本文主要针对巨型结构的一种特定形式巨型钢框架,应用有限元程序ETABS对其静力性能、动力特性、抗震性能等进行了较为系统、深入、全面的研究。 首先,根据目前高层建筑发展趋势,结合工程实例介绍了巨型结构的概念、特点、分类及应用情况。 其次,分析了巨型钢框架的静力性能,深入研究了结构在竖向荷载和水平风荷载作用下的传力机理、力学特性和变形特点。 以结构的内力、变形、效率和经济性为主要考察点,探讨了主、次框架之间不同连接型式、楼板刚度、和次框架的开洞位置及数量对巨型钢框架抗侧刚度的影响,并得到了一些有意义的结论。 再其次,对巨型钢框架模型进行了常遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析。 选用典型的地震波,依据我国的相关规范进行时程分析。讨论了地震波输入维数、二阶效应、阻尼比和阻尼器对时程分析的影响,从而得到了一些有益的结论。 最后,对本文的研究工作进行了总结,给出研究中的一些结论,并指出在进一步研究中亟待解决的问题。
参考文献：
[1]. 巨型框架箱形节点抗震性能试验及分析[D]. 袁政强. 重庆大学. 2004
[2]. 钢筋混凝土巨型框架箱形节点试验分析[D]. 韩枫. 重庆大学. 2004
[3]. 用巨型框架结构套建增层的房屋设计与施工方法研究[D]. 孙绪杰. 哈尔滨工业大学. 2009
[4]. 巨型框架结构体系抗震研究综述[J]. 贺飒飒, 余志武. 工业建筑. 2009
[5]. 异形截面多腔钢管混凝土巨型柱框架抗震试验与理论研究[D]. 彭斌. 北京工业大学. 2012
[6]. 钢筋混凝土巨型框架结构动力特性及地震反应分析[D]. 鲍永健. 合肥工业大学. 2010
[7]. 巨型框架抗震性能试验及分析[J]. 胡连江. 西部探矿工程. 2012
[8]. 超高层建筑巨型框架—核心筒体结构与其基础地基共同工作分析[D]. 张正维. 河南理工大学. 2007
[9]. 巨型框架结构—筏基—砂卵石地基的静动力共同作用研究[D]. 王汝恒. 重庆大学. 2009
[10]. 巨型钢框架静力和动力性能分析[D]. 韩朝辉. 西安建筑科技大学. 2006
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