长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响

长周期地震动因含有丰富的低频成分易使(超)高层建筑等长周期结构发生严重震害。SRC(steel reinforced concrete)框架-RC(reinforced concrete)核心筒混合结构作为广泛应用于高烈度区的双重抗侧力结构体系,确保其强震下的协同工作是实现多道抗震防线,形成合理破坏模式的关键。该文通过与普通地震动对比,阐明了远场长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响规律,并基于谐振激励下的结构动力分析模型及经验模态分解初步揭示了其内在机理。算例分析结果表明:受低频特性影响,远场长周期地震动作用下结构框架剪力分担率与底层倾覆力矩占比明显大于普通地震动,最大框架剪力分担率所在楼层与普通地震动相比出现下移,且当峰值加速度增至400 gal时,SRC框架中下部楼层剪力分担率超过40%,底部倾覆力矩占比超过70%,按照现行规范设计的SRC框架将难以保证远场长周期地震动作用下结构的抗震安全;激励频率对于SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响与振型参与方式有关,低频激励(周期为0.5倍~2.0倍结构基本周期)下结构响应主要受低阶振型主导;远场长周期地震动的卓越分量是导致框架剪力分担率增大的原因。

不同类型地震动下RC框剪结构协同工作对比分析

确保强震下双重抗侧力结构的协同工作是实现多道抗震防线的关键。基于地震动特性分析,对比了普通地震动、远场长周期地震动、近断层向前方向性地震动及近断层滑冲型地震动作用下RC框架-剪力墙结构的协同工作性能,并分析了刚度特征值及结构周期对其的影响;最后初步提出了特殊地震动作用下RC框架-剪力墙结构考虑内力重分配的框架剪力调整方法,并将其与规范中的调整方法进行了对比。结果表明:三类特殊地震动作用下的框架剪力分担率均大于普通地震动,尤其是远场长周期地震动,在地震动强度较小时也能使框架剪力出现较大增长;周期较大结构的中下部楼层框架剪力增大较快;结构框架剪力分担率随刚度特征值的增大而增大,但内力重分配程度逐渐减小;建议在结构抗震设计时,考虑不同类型地震动特性和刚度特征值对结构内力重分配的影响。

钢筋混凝土柱低周疲劳性能的试验研究

结构的地震破坏可看作是超过屈服后的非弹性阶段的低周疲劳问题,而单根柱的破坏分析是整个框架失效分析的基础。本文通过八根1/2比例的钢筋混凝土柱在不同位移幅值下的等幅低周疲劳试验和六根非对称位移循环下的低周疲劳试验,探讨了在不同位移幅值下钢筋混凝土柱累积损伤的发展规律以及低周疲劳寿命的表达式,给出了低周疲劳寿命与不同位移水平下正负位移幅值比之间关系的表达式。希望以此为基础,建立更为合理的结构抗震破坏准则。

基于层次分析法的工程材料优选综合评价

从分析影响建筑工程材料选择的因素及其构成关系入手,根据目前工程材料选择的经验,运用层次分析法对工程材料优选进行评价,并提出全面的定量化和定性化的层次结构评价模式和总体评价方法。其基本评价的步骤为首先构建工程材料优选的层次分析结构模型及判断矩阵,然后进行层次排序,并对判断矩阵进行一致性检验,在定性、定量指标转换的基础上形成评价方法。工程实例表明该方法简易可行,结论符合实际。

高轴压比高强混凝土框架柱抗震性能试验研究

为研究高强混凝土用于大型火力发电厂主厂房框排架体系的可行性 ,通过 6根高轴压比高强混凝土框架柱在低周反复周期荷载作用下的受力性能试验研究 ,讨论了其破坏形态及滞回特性 ,并分析了轴压比、箍筋形式及配箍率等因素对构件延性的影响。最后 ,根据试验结果及ANSYS模拟的高强混凝土框架柱的单调荷载

钢筋混凝土框架异型中节点抗裂性能试验研究

通过6个钢筋混凝土框架异型中节点试件在低周反复荷载作用下的试验研究，分析了节点核心区尺寸、轴压比等因素对异型节点抗裂性能的影响。研究表明，异型节点初裂时斜裂缝主要出现在由小梁和上柱构成的小核心区，核心区开裂荷载约为50％～60％极限荷载，抗裂性能较常规节点劣化，初裂阶段的剪力基本由小核心区混凝土承担，合理增大轴压比可以提高异型节点的抗裂承载能力。异型中节点由于大小梁刚度不同，反复荷载下柱端轴压力会发生波动。通过理论分析推导出柱端轴压力影响系数“的计算表达式，在此基础上提出包含系数α的异型中节点抗裂承载力计算公式，并通过国内外12个异型节点试件的19组试验数据对其进行验证，吻合良好。

简支梁桥在车辆荷载谱作用下的动力分析

编制程序VLS(Vehicle Load Spectrum)构造随机车辆荷载谱,利用有限元方法将不同运行状态下的随机车辆荷载谱加载于简支T型钢筋混凝土梁桥上,模拟桥梁在车辆荷载通过时的动力响应,得出了桥梁的位移时间历程曲线,同时分析了车速对桥梁冲击系数的影响。分析表明:车辆荷载谱作用下桥梁偏载作用明显;车流方向对桥梁振动的影响不大;密集运营状态下桥梁挠度是一般运营状态下的1.35倍左右;车速对桥梁冲击系数的影响非常复杂,冲击系数曲线在车辆高速和低速时均有峰值出现,总体上呈波动上升趋势。

抗震结构的等效延性破坏准则及其子结构试验验证

基于试验结果与分析，本文提出了反映结构低周疲劳特性的“等效延性破坏准则”。将由结构非线性动力反应分析求得的、预计按本文所提破坏准则能引起柱破坏的三种不同位移反应时程，施加于三个柱试件，以验证所提准则的有效性与实用性。

草砖建筑的节能性分析及其在西北地区的应用前景

加快西部地区村镇居住体系建设,提高农民房屋质量,发展高效节能的乡镇住宅,改善农民的居住环境,是实现建设小康社会的一个重要举措。西北地区农村房屋黏土砖畅销,房屋大多无节能特点,建筑节能势在必行。草砖是一种节能材料。通过对草砖与黏土砖在制造能耗、原料及成品运输能耗、使用能耗、建造能耗以及环保效益方面的对比分析,可以看出草砖节省了大量的标煤和土地,并减少了二氧化碳的排放,集社会、经济和环保效益于一身。另外,从西北农村各方面条件来看,推广草砖房技术也十分有利。

框架—抗震墙结构抗震墙抗弯刚度的优化研究

框架—抗震墙结构中抗震墙设置数量的多少是框架—抗震墙结构体系是否安全、经济、合理的关键。抗震墙设置过少,结构不安全;抗震墙过多,地震作用加大而不经济,不能充分发挥框架—抗震墙结构的结构优越性。根据框架—抗震墙结构连续化原理,求得结构的基本周期、顶点位移和最大层间位移角,建立优化数学模型,可准确地求出框架—抗震墙结构所需最优抗震墙的抗弯刚度值。同时求得最大层间位移角的具体位置,并据此求出7、8、9烈度区不同高度框架—抗震墙结构层面积为1000m2时所需的抗震墙抗弯刚度值,可供设计参考。

多层多跨钢筋混凝土平面框架拟静力倒塌试验研究

建筑结构的破坏具有离散性和系统性的特点,该特性决定结构抗地震倒塌的研究需多参数、多层次考虑问题。文章结合结构地震倒塌破坏模式的研究,完成了三榀钢筋混凝土平面框架的低周反复荷载试验,通过对模型框架破坏过程、破坏形态、滞回耗能及刚度退化的分析,探讨轴压比和梁柱线刚度比对RC框架结构抗震性能的影响,以期为后续结构地震倒塌破坏机理的研究提供参考。分析结果表明:降低结构的竖向荷载和梁柱线刚度比,有利于梁端塑性铰的充分发育,从而更易实现理想的"梁铰"破坏机制;试验框架的最终破坏是由底层柱下端塑性铰充分发育后、混凝土突然压溃所致,底层构件的耗能能力得到充分发挥,而中间层构件和顶层构件所耗散的能量较少;KJ-2的峰值荷载及极限荷载比KJ-1的峰值荷载及极限荷载分别大约9.9%和8.7%、等效黏滞阻尼系数比KJ-1大约16.5%,但位移延性系数比KJ-1小约57.1%,说明增大结构的竖向荷载可以提高其承载能力及耗能能力,但会降低延性及变形能力,同时,一定程度地增大竖向荷载,有利于强化结构的初始抗侧刚度,延缓刚度退化趋势,但在层间位移角较大情况下P-Δ效应的影响凸显;结构梁柱线刚度比的增大可以提高其耗能能力,但会降低结构的承载能力、延性及初始抗侧刚度;对于轴压比及梁柱线刚度比较小的"梁铰"结构,临近倒塌时的层间位移角可达1/25,此时结构仍具有一定的竖向承载能力。

钢绞线网-聚合砂浆加固钢筋混凝土T梁试验研究与有限元分析

对采用钢绞线网-聚合砂浆加固的钢筋混凝土T梁进行了正截面抗弯承载力性能试验研究,并应用ANSYS有限元程序分析混凝土强度等级、钢铰线加固用量等因素对T梁极限承载力的影响,探讨了加固钢筋混凝土T梁的破坏机理、受力特点以及影响因素.研究结果表明,采用该加固措施能够明显改善混凝土T梁在正常使用阶段的受力性能;随着混凝土强度等级、钢绞线加固用量的增加,构件的极限承载力提高、延性增加、抗震能力提高.在此基础上,提出了采用该工艺加固的钢筋混凝土T梁极限承载力计算公式.

抗震结构的破坏准则评述及探讨

本文详细讨论了现有抗震结构破坏评估准则并指出其不足和存在问题,提出了深入研究抗震结构破坏准则的基本思路。

基于神经网络的钢筋混凝土节点抗剪计算

建立了基于多层前馈神经网络的钢筋混凝土梁柱节点受剪承载力计算模型。同时,结合MATLAB程序,完成了国内外94个构件的试验结果与我国GB50010-2010、ACI-ASCE 352等现有规范计算结果及BP-ANN计算结果的对比研究。研究表明:经神经网络模型所得计算结果与试验值吻合良好,离散程度较小,且较各国规范建议的设计方法的计算结果更接近试验值。因此,该神经网络模型可用于计算及预测钢筋混凝土梁柱节点的受剪承载力。

高强轻骨料混凝土框架抗震性能试验研究与数值模拟

以一个3层高强轻骨料混凝土高铁站房框架结构的底部两层为研究对象,通过一榀1∶5比例的两层两跨高强轻骨料混凝土框架低周反复荷载试验,系统研究了框架的受力过程、破坏形态、破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化及耗能能力等。同时,运用有限元软件ABAQUS,建立了该框架的三维非线性有限元模型,分析了高强轻骨料混凝土框架在低周反复荷载作用下的工作性能,并与试验结果进行了对比分析。研究表明:框架破坏机制为混合机制,试件以柱脚混凝土压溃为破坏标志。有限元模拟得到的滞回曲线、骨架曲线和破坏形态,与试验结果符合良好。

钢筋混凝土框架结构抗地震倒塌破坏的研究现状与对策分析

总结了罕遇地震作用下结构倒塌破坏的研究现状,重点分析了建筑物倒塌破坏的系统性和不确定性,对比了不同的倒塌破坏准则和倒塌破坏分析方法,给出了建筑物倒塌的临界状态定义。研究结果表明:现有的倒塌破坏准则无法准确定义结构的倒塌破坏;时程分析法更为精确,且较少地引入了地震动随机性影响,更适于结构倒塌研究;建议的倒塌破坏区间能够更好地反映倒塌破坏特性;塑性变形集中是框架倒塌的主要原因,应重视柱端塑性铰发育导致的结构整体性能退化;相关研究成果可为定量研究建筑结构的倒塌破坏提供理论基础。

多层建筑考虑低周疲劳特性的地震倒塌反应分析

本文建立了基于低周疲劳试验的抗震结构倒塌指标。通过18,000多个倒塌反应算倒,分析了结构倒塌反应的影响因素。运用正交设计和方差分析方法,得到了这些影响因素的显著性水平和显著性顺序。根据分析结果,将结构划分为强结构、中强结构和弱结构三种类型,并提出了相应的倒塌验算方法。

基于性能的地铁车辆段上盖隔震双塔结构概率地震需求分析

基于概率地震需求分析方法,探讨了地铁车辆段上盖隔震双塔结构的薄弱部位及失效模式。首先,基于地震工程模拟平台OpenSEES,对比分析了地铁车辆段上盖非隔震双塔结构与隔震双塔结构的动力特性及减震效果。通过增量动力分析方法对地铁车辆段上盖隔震双塔结构进行了基于性能的概率地震需求分析,得到了结构各组成部分的概率地震需求易损性曲线及结构各性能水平在50年内的超越概率。研究表明:采用层间隔震技术后,上部塔楼减震效果明显,结构的主要振型为低阶上部结构平动振型及高阶下部结构平动振型;结构的失效模式为隔震层位移超限破坏先于下部结构层间位移角破坏先于上部结构层间位移角破坏;结构各性能水平在50年内的超越概率均较小,结构满足性能要求。

钢筋混凝土柱的破坏与能量吸收

本文根据作者所做钢筋混凝土柱的低周疲劳试验，就钢筋混凝土柱的破坏与其能量吸收之间的关系进行了分析。

非对称位移循环下钢筋混凝土柱的低周疲劳性能

为了利用屈服后位移幅值与低周疲劳寿命之间的关系，建立抗震钢筋混凝土结构的更为合理的破坏准则，在完成了对称位移循环下钢筋混凝土柱低周疲劳性能的第一个试验系列后，着重介绍六根非对称位移循环下钢筋混凝土柱的累积损伤发育特声、及其低周疲劳寿命随位移幅值和正负位移幅值比的变化规律，并在此基础上给出了低周疲劳寿命与不同位移水平下正负位移幅值比之间关系的表达式。