增设可更换冗余柱框架结构的抗震韧性研究

随着建筑功能的日益复杂,仅考虑建筑结构本身的安全并不能保证社会秩序的正常运行,对于服役期间的重要建筑,结构在抵御灾害和灾后功能快速恢复的能力上应有更高的要求。为了有效提高相应建筑在地震作用中基本使用功能的完备和实现震后功能的快速恢复,基于建筑抗震韧性要求,提出一种增设可更换冗余柱的钢筋混凝土框架结构体系,并设计了一栋典型的10层钢筋混凝土框架结构,冗余柱柱端设计成为小震不坏、中震可修、大震成铰,即柱端钢筋变形达到设计值时,柱端连接失效,使得柱端部形成铰。采用OpenSees软件建立合适的本构模型,输入3条天然地震波,对普通和增设冗余柱的框架结构的抗震韧性进行对比研究。根据计算结果表明,设防烈度下,冗余柱分担了内力最大框架柱10%~23%的轴压比,使其轴力和剪力得到1%~23%的降低,达成“中震不坏”的目标;罕遇烈度下,通过控制冗余柱成铰的时刻,达成关键柱“大震可修”的目标;大震后,在冗余柱所在位置的两侧施加支撑,可快速更换已损坏的柱构件,实现结构的快速可恢复性。综上所述,增设冗余柱提高了结构抗震韧性,若将研究的成果用于高烈度区生命线工程,可以有效提高对应建筑结构的抗震韧性。该研究为建设韧性城市提供技术支持,为韧性评估提供理论支撑。

波浪腹板连接的双核防屈曲支撑承载力及滞回性能研究

提出一种用波浪腹板连接的双内核防屈曲支撑(简称CW-BRB)。CW-BRB由浪腹板连接两个内置一字板内核的全钢约束矩形钢管组成,且两个一字板内核在伸出外围约束构件端头前后均通过肋板加强形成H形截面,整体外围约束的抗弯刚度及内核端部强度均获得极大改善,承载力设计效益显著提高。首先,简要介绍波浪腹板剪切变形对CW-BRB弹性屈曲荷载的影响,为计算其约束比或正则化长细比提供依据。其次,重点研究CW-BRB受力性能,通过建立CW-BRB的壳单元模型,分析其单调加载承载力与反复拉压荷载作用下的滞回性能,研究约束比变化对其受力性能与破坏机理的影响。最后,设计了1根单波浪腹板和1根双波浪腹板连接的CW-BRB进行反复加载滞回性能试验研究,并采用壳单元及壳单元位移耦合技术建立CW-BRB试验试件的精细化有限元模型,进行反复拉压荷载作用下的滞回性能数值模拟分析。试验结果与有限元计算结果吻合较好。

单层框架建筑模型基础隔震实验研究

对带叠层橡胶隔震基础的钢筋混凝土单层框架模型进行了振动台地震模拟试验，比较了隔震结构与非隔震结构的地震反应．结果表明，用叠层橡胶支座隔震后，框架模型的地震反应比不隔震时大大减小，证明叠层橡胶支座基础隔震技术是一种既有效又很安全的减震措施．

外包钢套法加固钢筋混凝土框架节点试验研究

在汶川地震中大批框架节点受损破坏,亟需找一种方法对这些节点进行加固修复。为此,设计制作了4个3维钢筋混凝土框架节点进行试验,研究外包钢套法加固震损节点的抗震性能。试验流程为先对框架节点进行预震损,然后进行裂缝修补和外包钢套法加固,最后进行低周反复破坏试验。结果表明,加固后的框架节点由"弱柱强梁"转变为"强柱弱梁"的破坏形式。由对节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数等参数的分析可知:外包钢套法可以显著提高节点刚度,延性等抗震性能。通过外包钢套加固,预震损节点的承载力和抗震性能恢复并超过了节点预震损前的承载力和抗震性能。

施工期混凝土结构逐层叠加分析法

研究了混凝土框架结构的施工过程对框架柱累积竖向变形的影响.基于逐层叠加法建立结构有限元模型,模拟施工过程中逐层施工的影响;基于梯形积分公式推导了混凝土收缩和徐变效应的数值迭代模型,建立了纤维杆模型的等效节点力,考虑混凝土时效特性的影响;分析了一座10层混凝土框架结构,研究不同施工周期对其混凝土框架柱累积竖向变形的影响,不同支撑刚度对累积竖向变形的影响.

数字滤波技术在随机振动信号处理中的应用

数字滤波技术在随机振动信号处理中应用十分广泛,不仅能准确分离出大型建筑结构的模态信号分量,还能在宽带信号中准确识别出系统阶次.详细介绍了数字处理技术的时域法和频域法识别原理,并结合具体案例,通过采用数字滤波处理技术对实测高层建筑信号进行了滤波,并分离出不同阶次下有效振动信号分量;通过滤波得到实测结构的窄-宽信号,实现了实测高层建筑单一频率分离,提纯了实测结构在自振频率共振处信号.研究有利于展开不同阶次信号幅值对比及分析不同阶次在环境激励下对振动响应的贡献.