地震动持时对自复位预应力混凝土框架动力响应的影响

为研究地震动持时对具有半刚性特征的自复位预应力混凝土(SCPC)框架动力响应的影响,以一8度设防地区的摩擦耗能型SCPC框架为分析算例进行分析。利用OpenSees有限元分析软件建立其有限元模型,基于规范反应谱拟合生成2组(20条)持时分别为20 s和60 s的地震波为激励,对结构进行设防烈度地震和罕遇地震下的非线性动力时程分析。结果表明:设防烈度地震水平,持时对结构动力响应的影响较小,结构可较好地实现震后立即使用的性能目标;罕遇地震水平,短持时地震作用下SCPC框架可较好地实现震后可修的性能目标,而长持时地震会导致SCPC框架的下部楼层侧移和残余位移过大,梁柱损伤加剧,结构不易实现“大震可修”性能目标。

节点张开后刚度对变摩擦耗能自复位预应力混凝土框架抗震性能的影响分析

自复位预应力混凝土(SCPC)框架在梁柱节点张开后的刚度显著降低,导致罕遇地震下结构的层间侧移角较大。利用具有第三刚度的变摩擦(VFD)耗能SCPC节点构造可有效提高结构罕遇地震下刚度,降低层间侧移。选择我国8度设防地区的一VFD-SCPC框架为分析算例,利用OpenSees分析软件建立其有限元模型。以12条地震波为输入,研究节点张开后刚度(第二刚度和第三刚度)对VFD-SCPC框架抗震性能的影响。结果表明:增大节点的第二刚度可以降低罕遇地震下结构的层间侧移角,但不会改变层间侧移的分布模式;增加节点的第三刚度不仅可以显著降低结构的层间侧移角和柱内力,且可以降低结构的高阶模态效应,从而降低上部楼层的层间变形,同时保证较好的复位效果。

带有摇摆架的预应力自复位装配式混凝土框架动力弹塑性分析

针对预应力自复位装配式混凝土(PSCPC)框架耗能较差、地震作用下易产生侧向变形集中的缺点,本文提出了一种带有摇摆架的预应力自复位装配式混凝土(PSCPC-RF)框架体系。为了研究摇摆架对PSCPC框架抗震性能的影响,利用OpenSEES分别建立了一榀3跨6层的RC、PSCPC和PSCPC-RF框架的有限元模型,进行多遇、设防和罕遇地震作用下的动力时程分析。分析结果表明:地震作用下,PSCPC框架与RC框架的变形模式相似,层间变形集中在底部楼层,但PSCPC框架的刚度退化速率缓慢,残余位移小,自复位能力强;增设摇摆架后,PSCPC框架的变形模式得到改善,底部楼层的层间变形显著减小,滞回耗能减小,预应力筋的受力也减小;摇摆架在充分发挥上述作用的同时,并未影响PSCPC框架本身良好的震后自复位能力,故增设摇摆架可提高自复位框架的抗震性能。