考虑主余震序列影响的低延性钢筋混凝土框架易损性分析

主余震序列作用下余震对主震已受损结构会造成附加损伤,甚至引起倒塌,特别是对低延性结构。目前对低延性结构在主余震作用下抗震性能的分析与评估研究还不充分。根据低延性钢筋混凝土框架的破坏特点,考虑其梁柱节点的剪切破坏、柱的弯剪破坏以及强度、刚度退化行为和梁端纵向钢筋粘结滑移破坏,利用OpenSees有限元软件建立了一6层3跨低延性钢筋混凝土框架结构的精细分析模型。选取真实记录的主余震序列和基于重复法构造的主余震序列,并考虑余震方向性、余震次数的影响。以不同的主余震序列作为输入,对低延性钢筋混凝土框架结构模型进行动力分析,获得不同损伤状态对应的地震易损性曲线,进而分析不同主余震序列作用对其抗震性能的影响。分析结果表明,该文提出的低延性结构精细分析模型能很好地模拟低延性结构梁柱节点由剪切作用引起的刚度和强度退化现象。相对于仅有主震作用,主余震序列作用下低延性钢筋混凝土框架结构对应损伤状态的超越概率提高,且随着结构损伤程度的加剧,提高越明显。基于重复法构造的主余震序列作用下对应损伤状态的超越概率高于真实记录的主余震序列作用下的超越概率。不同的余震作用方向,对相应损伤状态的超越概率有一定的影响。增加余震作用的次数,也会增加相应损伤状态的超越概率。

基于IDA的低延性钢混框架结构抗震性能分析

我国地震灾难多发,其造成的人员伤亡和经济损失居世界之首。汶川地震震害表明依据不同时期抗震规范建造的结构抗震能力差异较大,其中建于1989年之前的结构抗震能力普遍偏弱。以此为基础,首先介绍抗震规范的发展,总结不同时期规范的差异性;然后针对既有结构中延性较低的钢筋混凝土框架结构,在OpenSees中采用IDA方法重点分析两类具有相同构件尺寸和配筋率但延性不同的结构的抗震性能,进而明确低延性结构的抗震薄弱环节。分析结果表明两类结构在同等地震作用下响应差别较大。在大震作用下,低延性结构易于发生脆性破坏,抗震性能较弱,尤其是抗倒塌能力远弱于新建结构。因此需要重视这类结构的分析方法和震前加固措施,以减少地震灾害造成的损失。

既有低延性钢筋混凝土框架结构抗整体倒塌能力评估

震后调查及试验研究表明,不同时期建造的建筑物抗震能力差异较大,抗震设防水平不高、抗震构造措施不足且已经服役多年的低延性钢筋混凝土框架结构在地震中极易发生严重破坏甚至倒塌。基于OpenSees有限元分析软件,以某一在役钢筋混凝土框架结构公寓为原型,通过考虑箍筋直径、间距、布置方式和混凝土强度等级等不同因素,分别建立数值分析模型,通过静力推覆分析结果的对比得到影响结构延性的敏感因素。在此基础上,建立一低延性在役钢筋混凝土框架结构数值模型,并以一按现行规范设计的新建结构为对比模型,分别进行25条地震动记录输入下的增量动力分析,进而利用增量动力分析结果,评估了结构的抗整体倒塌能力。结果对比表明,随着地震动强度的增大,低延性结构和新建结构的增量动力分析曲线出现明显差异,与新建结构相比,低延性结构变形增长快,且后期的退化程度大;低延性结构的抗整体倒塌能力明显低于新建结构。

基于数值子结构方法的低延性RC框架结构抗震性能精细化分析

该文以钢筋混凝土低延性框架结构为分析对象,总结该类结构及相关构件数值分析研究现状;基于桁架模型研究柱及节点组合体等关键构件的精细模型化思路与方法,并分别采用试验予以验证;以此为基础,借助在Open Sees软件中开发的数值子结构方法及平台,以汶川地震中严重受损的多层钢筋混凝土框架结构为对象建立精细化数值子结构模型,通过局部构件的精细分析研究其在强震作用下的抗震性能及失效模式。经该文研究表明采用桁架模型建立易于发生脆性破坏的柱及节点组合体等关键构件的精细化模型合理且准确;选择数值稳定且更适用的精细化模型与数值子结构平台分析涉及不同类型且易发生脆性破坏的低延性结构更具优势;针对低延性框架,不宜采用位移角限值作为结构性能评估的唯一判断依据,在分析中需考虑未达到目标位移前结构可能发生的脆性破坏模式。

纤维网增强水泥基复合材料加固低延性RC柱抗震性能研究

为明确纤维网增强水泥基(TRC)复合材料加固对低延性钢筋混凝土(RC)柱抗震性能的提升作用,对6根TRC加固RC柱和2根未加固柱分别进行低周反复加载试验,研究TRC加固层纤维织物网层数、剪跨比、轴压比及配箍率对RC柱地震破坏模式的影响,分析TRC加固对低延性RC柱承载能力、变形性能、荷载-位移曲线及耗能能力的影响规律,并给出TRC加固柱等效阻尼比计算方法。结果表明:TRC加固可以明显改善RC柱的低延性地震破坏特性;与未加固柱相比,TRC加固柱的屈服荷载、侧向承载力、延性及耗能能力均有不同程度的提高,且提高幅度随加固层中纤维网布设层数的增加而增大,当采用4层纤维网加固时,柱屈服荷载、承载力、延性提高程度分别可达31.3%、37.8%、109.2%,且总滞回耗能是未加固柱的11倍;所建立的RC柱等效黏滞阻尼比计算模型,可用于地震作用下TRC加固弯剪破坏型RC柱耗能能力评估。

低延性钢筋混凝土框架结构抗震性能分析与评估

对抗震设防水平不高、抗震构造措施设置不足且已经服役多年的低延性钢筋混凝土框架结构抗震性能的主要影响因素进行总结,在此基础上从构件层面逐一分析各影响因素的敏感性,采用有限元分析软件OpenSees建模分析、评估两类延性不同但具有相同尺寸及配筋率的结构的抗震性能,分别从结构与构件层面对比不同延性结构失效模式的差异性。分析结果表明,低延性结构抗震能力较新建结构差,但均满足现行抗震规范"大震不倒"的设计要求;当增强地震作用后,低延性结构的抗震性能远弱于新建结构,具体表现为延性低,耗能差,抗倒塌能力弱,易发生脆性破坏,结构低延性特征明显。

低屈服高延性连杆的研发及其在装配式节点中的应用

基于宝钢生产的BLY225钢材研发了一种低屈服高延性连杆,然后将其应用于装配式混凝土节点连接。试验研究表明:节点承载力高于现浇对比节点;节点正负向加载位移延性系数比现浇对比节点有大幅提高,延性性能明显改善;在整个加载过程中,连杆首先屈服并发生充分的塑性变形,梁柱基本保持弹性状态,达到了延性连接设计目的,但加载后期节点核芯区剪切变形增大,要求箍筋配置加密,这一点还需深入研究。

低干缩延性材料-混凝土复合梁抗弯性能

为研究延性材料对普通混凝土的增强增韧效果,本文采用低干缩高延性纤维增强水泥基复合材料(LSECC)与普通混凝土复合的方式,从试验与模拟两个方面研究了复合梁的抗弯性能.结果表明,在梁底复合低干缩延性材料后不仅可以提高梁的抗弯承载能力,还大幅提升了梁的延性.当LSECC的强度比上层混凝土的强度高时,复合梁的峰值荷载受LSECC层厚的影响明显,随着层厚的增加而增大.当上层混凝土的强度较高时,复合梁的峰值荷载随LSECC层厚度的变化不明显.基于开裂强度和材料应力裂纹宽度关系的抗弯模型可良好地预测不同材料复合梁的弯曲性能,模型结果与实测值吻合良好,可用于组合结构优化设计.

低收缩延性纤维增强水泥基复合材料抗氯离子渗透性能

为研究低收缩延性纤维增强水泥基复合材料(LSECC)抗氯离子渗透性能,首先研究了水胶比、成型方法以及养护龄期对未开裂LSECC抗氯离子渗透性的影响;然后基于LSECC抗弯力学性能特点,通过四点抗弯方法,并同时控制试件底部受拉区变形值,对不同水胶比LSECC进行预开裂损伤;最后分别采用ASTM C1202电通量法和NEL扩散系数法来评价开裂LSECC的抗氯离子渗透性.结果表明:采用挤压成型且水胶比较低、养护龄期较长的未开裂LSECC抗氯离子渗透性较好;开裂LSECC抗氯离子渗透性可分为基材开裂前和基材开裂后2个阶段;随着水胶比的降低,基材开裂后的裂缝数量和宽度均有所减小,抗氯离子渗透性衰减速度减弱;NEL扩散系数法测试结果对开裂LSECC抗氯离子渗透性变化不敏感.

预制装配式混凝土框架高效延性节点试验研究

介绍国内外关于装配式混凝土框架延性节点的研究成果,在此基础上,设计一种新型装配式混凝土框架高效延性节点并开展足尺试验研究。试验包括3个装配式节点和1个现浇对比节点,采用低周反复加载方法。试验结果表明:装配式高效延性节点的承载力高于现浇对比节点;在节点核心区预埋低屈服高延性连杆并通过中间翼缘有效锚固后,节点正负向加载位移延性系数比现浇对比节点有大幅提高,延性性能明显改善;在整个加载过程中,连杆首先屈服并发生充分的塑性变形,梁柱基本保持弹性状态,达到延性连接设计目的;加载后期节点核芯区剪切变形增大,有限元分析表明节点核芯区箍筋加密后可有效抵抗剪切变形。最后,结合本文研究成果对相关装配式延性节点的抗震性能作总结分析。

开裂后延性材料与钢纤维混凝土抗氯离子侵蚀对比

通过施加弯曲荷载预先在混凝土梁中产生宽度不等的裂缝或不同的拉应变损伤,然后以3%(质量分数)NaCl溶液连续浸泡或干湿循环方法对混凝土梁进行氯离子侵蚀.测定混凝土裂缝处氯离子含量,研究比较钢纤维混凝土和高延性低收缩材料(LSECC)中裂缝对氯离子侵蚀性能的影响.结果表明:混凝土中裂缝对氯离子渗透影响显著,裂缝大大加快了氯离子的侵蚀.钢纤维混凝土裂缝处氯离子含量(质量分数)最高可达相同浸泡龄期无裂缝处的3～4倍.连续浸泡30d时,钢纤维混凝土裂缝处氯离子含量随裂缝宽度的增大而增加,连续浸泡60d时氯离子含量基本达到饱和.干湿循环条件下,钢纤维混凝土所受的氯离子侵蚀更为严重,经10次干湿循环后其裂缝处氯离子含量可达连续浸泡后的3倍左右.在连续浸泡和干湿循环环境中,LSECC抗氯离子侵蚀性能均优于钢纤维混凝土,尤其在干湿循环环境中,LSECC抗氯离子侵蚀能力更为突出.

多层钢结构厂房结构及节点性能化设计

根据钢标性能化设计,采用“低延性-高承载力”的抗震设计思路,对某常规设计的多层钢结构厂房进行性能化设计,对实际性能化设计过程中产生的问题进行分析阐述,证明采用合理承载力性能等级和延性等级结构设计是成立的,在节点设计时性能化设计是更为合理的计算方式,并通过对比钢结构工业厂房常规设计和性能化设计,对用钢量方面做比较,得出结构总用钢量可以减少10%的结论,在烈度不高的工业建筑中采用性能化设计对节约钢材用量产生了积极效果,为钢结构优化设计提供了新的方向。对组合钢次梁截面优化,探索组合梁更加合理的受力计算模式,得出上小下大截面组合梁相近应力比的情况下能节省40%的钢材用量的结论。

主余震序列作用下钢混框架结构损伤与抗震性能分析

文中提出一种基于主余震序列分析结构抗震性能的方法(MASA),并讨论和给出该方法中各个参数的确定原则,接着应用该方法分别对某单自由度结构与不同延性的多层结构进行主余震序列分析,研究其累积损伤及抗震性能。分析结果表明本文提出的MASA方法简单实用,参数意义明确,为分析和评价结构在主余震序列或其他序列作用下的累积损伤及抗震性能提供了一种新的思路;应用该方法分析得知余震对钢筋混凝土框架结构的抗震性能影响显著,尤其是延性较低的结构,且其影响程度与主震震级直接相关。

低干缩延性材料-混凝土复合梁抗弯性能:模拟与验证(英文)

基于断裂力学建立了低干缩延性纤维增强水泥基材料(LSECC)/混凝土复合梁的抗弯模型,模拟了不同强度组合、不同LSECC层厚的复合梁抗弯性能。结果表明:在梁底复合低干缩延性材料不仅可提高梁的抗弯承载力,而且大幅提升梁的延性;复合梁的承载力和延性提升与材料强度和LSECC层厚相关;当LSECC强度较上层混凝土强度高时,复合梁的抗弯承载力和延性受LSECC层厚影响显著,随层厚的增加而提高。对不同强度组合、不同LSECC层厚的复合梁实施了三点弯曲试验,模拟结果与试验结果吻合良好。

采用性能化设计方法的单层厂房刚架设计

通过工程实践,详细介绍采用性能化设计方法,即按"低延性、高弹性承载力"的抗震设计思路,对带大吨位吊车的单层厂房进行刚架设计,提出设计过程中需要注意的一些问题。分析表明:采用性能化设计方法能够很好地解决板件宽厚比限值过严的问题,较大地降低耗钢量。

广州有轨电车琶醍站加固改造设计分析

琶醍站(原啤酒博物馆站)位于珠江啤酒厂的琶醍啤酒创意产业艺术区内,原为珠江啤酒厂的水泵房,由于有轨电车线路穿过水泵房,需将水泵房搬迁后,方可进行改造。基于此,本文分析了该工程改造过程中的重难点,阐述了改造的设计思路,应用化拉为剪、高承载力低延型性、混凝土抱箍节点等关键技术,以期为后续相关加固改造项目提供借鉴。