隔震层屈服系数对RC框架结构抗倒塌性能的影响

为研究隔震层屈服系数对于RC框架结构的影响,评估这一参数下结构的抗倒塌性能,取用国内厂家常用的0~0.4区间内4个不同的屈服系数,对一5层基础隔震结构进行增量动力分析(IDA)和基于概率理论的易损性分析。IDA结果表明:结构在小的PGA下曲线呈一定斜率增加,此时结构呈弹性阶段,随着PGA的增大,IDA曲线斜率会趋向于0,结构损伤加剧,直至发生倒塌。研究易损性曲线,发现随着屈服系数的增加,结构在同一地震动下的失效概率会有所降低,且结构在小震下隔震层和上部结构均无破坏,罕遇地震下的结构隔震层会发生大部分破坏,上部结构发生小部分破坏,且隔震层的失效概率总是大于上部结构;利用抗倒塌储备系数评估结构的抗震性能,发现随着结构隔震系数的增大,结构的抗倒塌能力越强,且同时结构的抗倒塌性能增幅越大。

隔震层屈服系数对基础隔震结构性能的影响

为研究隔震层屈服系数对采用橡胶隔震支座的基础隔震多层结构水平向地震反应的影响,首先对单质点体系在不同屈服系数下的地震反应规律进行分析,包括按等效线性化反应谱法简化计算和按时程分析法计算。然后以一个多层隔震结构为例,研究多质点体系在不同屈服系数下的地震反应规律。同时,分析在不同支座压应力和地震输入强度下的相关性。分析结果表明:对应最小水平向减震系数,存在一个最优隔震层屈服系数区间,且隔震支座平均压应力越小,最优屈服系数越大;隔震层水平位移随隔震层屈服系数的增加而减小;隔震层和各楼层最小水平向减震系数对应的最优屈服系数不同;随着隔震层屈服系数的增加,上部各楼层的水平加速度也相应增加,表现为中间层增幅小、顶层和隔震层增幅大。水平地震输入峰值加速度越大,最小水平向减震系数对应的隔震层最优屈服系数越大,建议参考罕遇地震作用下的地震反应评估隔震装置的隔震效果。

钢筋混凝土框架柱层间屈服位移角的影响因素分析

收集了国内外181根钢筋混凝土矩形截面柱的抗震性能试验数据,由于各试验因素取值存在差异或缺失,无法直接采用传统的拟合回归方法得到层间屈服位移角与各因素之间的关系。为了将次要因素偏差的影响控制在一定程度,本文提出了一种改进的数据过滤处理方法,并利用编制的程序对每个区间的数据点进行过滤,从而使各区间剩余数据点的次要因素均值尽可能处于同一水平。根据过滤后剩余的数据点,分别探讨了轴压比、纵向配筋率及剪跨比对框架柱层间屈服位移角的影响规律。结果表明,框架柱的层间屈服位移角随轴压比的增大而线性减小,随纵向配筋率的增大而线性增大,而受剪跨比的影响较小。

复合场下磁流变液层间剪切屈服特性研究

为了研究磁流变液在磁场、温度场共同作用下层间剪切屈服特性,考虑磁化饱和程度以及局部磁场聚集效应的影响,结合经典偶极子和局部场偶极子理论模型,建立了新型颗粒间作用力计算模型—偶极子边界理论模型,理论分析了偶极子边界中颗粒链之间的相互作用力以及同一链中两相邻颗粒间作用力,并给出作用力的数学表达式,搭建了基于线圈外置的圆盘式传动结构的测量装置,通过实验研究验证理论的正确性。结果表明偶极子边界模型计算误差比经典偶极子理论模型和局部场偶极子理论模型小,弱磁场作用下,偶极子边界理论模型计算所得剪切屈服应力结果与实验值的偏差最小,在-1.5%~1%之间;在强磁场作用下,由偶极子边界理论模型计算所得结果与实验值的偏差最小,在-0.4%~0.2%之间。

高层隔震结构风振研究

为研究高层隔震结构的风振响应,采用线性回归滤波器法模拟脉动风速时程,并将其与平均风速转化为风压时程输入某25层高层隔震结构,对比结构在20年、30年和50年一遇风荷载下的抗风稳定性,并分析结构在地震中的减震性能。结果表明,为保证高层隔震结构在地震中有一定减震性能,要使隔震层满足遭遇50年一遇的风荷载不屈服较为困难,因此,本文建议考虑隔震层遭遇20年～30年一遇的风荷载不屈服,而高层隔震结构顶部风振加速度一般可以满足人体舒适度指标。

考虑SSI效应的山地掉层框架-摇摆墙结构的地震反应特性分析

掉层框架结构存在严重的侧向刚度不规则和楼层承载力突变以及上接地层变形集中的问题,为改善山地掉层框架结构的层屈服破坏模式,该文对其附加底部铰接的摇摆墙,以期控制结构的屈服机制,以山地掉层框架-摇摆墙结构体系为研究对象,探讨SSI(Soil Structure Interaction)效应对山地掉层框架-摇摆墙结构抗震性能的影响规律。结果表明,不同地基条件以及不同摇摆墙刚度比的掉层框架-摇摆墙结构的动力响应特性不同,SSI效应对结构的上接地侧接地层及其上层的影响最大,加重了山地掉层框架结构因竖向刚度不均所导致的上接地层的层屈服机制。设置摇摆墙结构在考虑SSI效应时仍发挥优良的控制上接地侧变形均匀化的效果,SSI效应随摇摆墙布置位置和摇摆墙刚度比的变化而变化。SSI效应会改变掉层框架结构的滞回耗能模式,布置摇摆墙后,考虑SSI效应的山地掉层框架-摇摆墙结构薄弱层的滞回耗能减小,各层滞回耗能更加均匀,体现了摇摆墙控制整体变形的能力。

钢筋混凝土框架结构连续落层倒塌的混沌特征

汶川地震中钢筋混凝土框架结构破坏的主要特征为柱铰式薄弱层屈服破坏,而抗震规范所倡导的"强柱弱梁"机制未能实现。本文基于混沌理论的观点,通过分析框架结构的两种屈服模式,首次在薄弱层屈服引起连续落层倒塌的破坏过程中发现了明显的混沌特征,即具有对初始状态的敏感依赖性以及非周期运动的出现。本文引入混沌理论研究建筑震害,假定混沌运动的简单吸引子是梁、柱的塑性铰,奇怪吸引子是结构的薄弱层屈服。通过研究,提出了在主结构中增设次结构可避免出现屈服后负刚度和混沌现象的设计建议。

框架-摇摆墙结构损伤后受力性能分析

基于已有的离散-连续参数模型,对损伤后框架-摇摆墙结构的受力性能进行了研究。假定损伤只发生在框架结构上,没有实现“强柱弱梁”的损伤方式,损伤以柱端产生塑性铰的形式出现。研究结果表明:相比未损伤前,损伤后结构的侧向变形有一定的增加,结构最大内力有增有减,二者数值大小的变化与产生塑性铰楼层位置和塑性铰的形式有关。对于框架-摇摆墙结构,有目的地设置薄弱层,对降低结构内力,使层间相对变形趋于均匀是有利的。

型钢混凝土框架结构量化性能指标的理论分析

结构的层间变形由框架梁、柱和节点共同引起,通过分析三种构件产生的层间转角大小,得到钢筋混凝土框架结构的层间屈服位移角计算公式,对比表明,公式计算结果和试验数据吻合较好。采用相同的假设和方法,分析提出型钢混凝土(SRC)框架结构的层间屈服位移角表达公式,并按照各个性能水平极限状态之间的关系,提出具有一定概率保证的SRC框架结构的量化性能指标,为此种结构体系基于性能的抗震设计提供理论基础。

框架摇摆墙结构研究综述

传统的混凝土框架结构在地震中往往出现不可修复的层屈服破坏模式,不仅带来巨大损失,还造成了极大的资源浪费,而框架摇摆墙结构中的摇摆墙的作用就是使结构各层间变形趋于一致,呈现出整体破坏模式,其通过将基础与摇摆墙墙底之间的约束放松,使结构本身在地震中可以进行摇摆来耗散地震能量,并通过自重、预应力或其他方式进行复位,将建筑物的抗震性能提高。文章首先回顾了摇摆结构的发展历程,然后对框架摇摆墙结构的基本原理进行了详细介绍,并列出一项将摇摆墙运用到实际工程加固中的案例,并指出从结构体系的角度入手是未来结构优化设计的主要方向。

钢筋混凝土框架结构目标侧移的确定方法

在直接基于位移的抗震设计中,需确定结构各楼面处的目标侧移。本文根据钢筋混凝土框架结构的特点,推导了层间屈服位移的计算公式;用作用倒三角形分布荷载的等截面剪切悬臂杆的侧移曲线作为框架结构的侧移模式;假定框架结构某一层或几层达到某一极限状态,求出相应的楼面处的侧移,再根据侧移模式计算各楼面处的侧移。按本文方法确定的结构侧移曲线比较符合实际情况。