组合式烧结隔墙板-钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

为研究组合式烧结隔墙板-钢筋混凝土框架的抗震性能,对一榀采用柔性连接的组合式烧结隔墙板-钢筋混凝土框架进行了低周反复荷载抗震试验,分析荷载-位移曲线、刚度退化曲线、延性系数等。试验结果表明:当烧结隔墙板与钢筋混凝土框架采用柔性连接时,可有效避免墙板在加载初期的破坏,随着框架变形的增大,墙板对框架起到斜撑作用,有助于提升框架的整体抗震性能,使组合式烧结隔墙板-钢筋混凝土框架结构整体呈现良好的耗能能力和延性。

一体型装配式烧结隔墙板-钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为研究一体型装配式烧结隔墙板(简称烧结墙板)在地震作用下的破坏情况,开展了足尺烧结墙板-钢筋混凝土(reinforced concrete,简称RC)框架结构的低周反复荷载抗震性能试验研究,观察了其受力破坏全过程,分析了试验数据,并提出了设计建议。研究结果表明:烧结墙板的破坏形式与水泥基墙板不同,主要表现为裂缝延伸、扩展、聚集,裂缝聚集处破碎成块并掉落,在高烈度地区使用时,应采用钢丝网砂浆面层加强;卡件起到了防止墙板和碎块面外倾倒的作用,应合理设置卡件。

带SBS层阻尼砌体填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

针对阻尼砌体填充墙的砌体单元抗拉能力不足及预留缝隙不便于建筑使用的问题,提出改进的墙体构造措施,并制作2榀阻尼砌体填充墙框架试件,对其进行拟静力试验,研究阻尼砌体填充墙框架结构的抗震性能。试验结果表明:拉结筋通长布置的构造措施可有效解决砌体单元抗拉能力不足的问题;在克服了砌体单元的拉裂破坏后,阻尼砌体填充墙的耗能效果显著提高,阻尼砌体填充墙框架结构的承载力衰减更慢,滞回曲线更饱满,耗能能力更强,等效黏滞阻尼系数达到0.12以上;用M1.5砂浆和用发酵聚氨酯填缝的构造措施都是可行的,可确保阻尼砌体填充墙率先耗能、发挥保护主体框架的作用,明显提高阻尼砌体填充墙早期对框架的刚度贡献,同时保留阻尼砌体填充墙不过强约束框架变形、不改变框架结构的延性破坏模式、不造成框架结构延性变差的良好性能;填缝后,阻尼砌体填充墙框架结构的初始抗侧刚度明显提高,位移延性系数在6.0以上,极限层间位移角在1/40以上,可以满足结构在大震下的弹塑性变形要求。

配置多重复合箍筋的钢筋混凝土框架结构抗震性能

设计并制作了3根配置多重复合箍筋的钢筋混凝土柱,进行了低周反复荷载试验,基于Mander模型和修正Kent-Park模型建立了框架柱在不同约束条件下混凝土的本构模型,采用OpenSees对混凝土柱试件进行了有限元分析;通过与混凝土框架柱的试验结果对比,验证了多重复合箍筋约束的混凝土本构关系和框架柱建模的合理性,进一步建立了配置多重复合箍筋的钢筋混凝土复杂框架结构的有限元分析模型,并进行了时程反应分析。结果表明:3根多重复合箍筋约束混凝土柱的滞回曲线均呈较为饱满的弓形,表现出良好的塑性变形性能和耗能能力;有限元模拟结果中的峰值荷载与试验结果较为接近,滞回曲线形状与试验结果基本吻合,建立的有限元模型能较准确地分析该类复合配筋柱的受力性能;复杂框架结构的顶点位移在天津波作用下最大,在X,Y方向分别为341 mm和500 mm,结构整体位移角分别为1/120和1/82;最大层间位移角出现在框架结构第3层,在X方向和Y方向分别为1/66和1/57,均能够满足现行抗震设计规范要求;该钢筋混凝土框架结构的屈服顺序为梁端先于柱端发生屈服,实现了预期的"强柱弱梁"地震破坏机制。

钢筋混凝土框架结构抗震能力评估研究

根据我国建筑抗震设计规范,借鉴建筑结构强度和延性的抗震能力评估理念,提出了评估钢筋混凝土框架结构抗震能力的定量方法。在利用ETABS集成软件完成建筑结构内力分析后,应用本研究编写的结构抗震能力评估计算程序,实现了对钢筋混凝土框架结构抗震能力的定量评估。实例评估表明,该方法除可定量评估建筑结构抗震能力外,还可从评估结果了解造成抗震能力不足的原因。

带X型支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能分析

为了提高钢筋混凝土框架结构抵抗超设防烈度地震的能力,研究了在框架中合理设置支撑对结构抗震性能的影响。以某8层框架工程为背景,对3种不同的结构方案———无支撑钢筋混凝土框架、带X型钢管支撑钢筋混凝土框架和带X型钢管混凝土支撑钢筋混凝土框架结构在强震作用下的受力性能进行了Pushover分析。结果表明:在钢筋混凝土框架结构中合理设置支撑可以有效提高结构抗侧刚度,增大结构耗能能力和抗震能力,减小结构顶点侧移和层间侧移;不同材料的支撑起到的抗震效果也不相同,对于本文分析模型,合理设置钢管混凝土支撑起到的抗震效果比设置钢管支撑更加明显。

带防屈曲耗能腋撑钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

该文设计制作两榀带防屈曲耗能腋撑钢筋混凝土框架模型和一榀普通钢筋混凝土框架模型,分别对其进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验。研究两类框架结构的破坏特征、滞回特性、强度和刚度退化、耗能能力以及关键测点应变变化情况,并采用有限元软件SeismoStruct对其进行模拟对比分析。研究结果表明:设置防屈曲耗能腋撑提高框架结构的初始刚度和承载能力,延缓裂缝的开展;提高结构的整体耗能能力;改变框架结构的受力模式,使塑性铰的发展从梁端和柱端转到腋撑连接处,减小梁柱节点区的受力,有效地保护了梁柱节点;防屈曲耗能腋撑框架的破坏特征与普通框架相同,均由柱脚形成塑性铰而破坏。

耗能支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

本文通过普通钢筋混凝土框架、耗能支撑钢筋混凝土框架结构１／８比例模型的地震模拟振动台对比试验，研究两类框架结构在地震作用下的破坏形态和动力特征，揭示了耗能支撑钢筋混凝土框架结构良好的抗震性能；对试验模型进行了弹塑性时程分析，理论分析和试验结果符合较好；结合扬州电厂二期主厂房框排架结构，研究了其纵向框架结构采用耗能支撑体系时结构的抗震性能。

钢筋混凝土框架结构抗震超强系数分析

基于我国建筑抗震规范要求设计的14栋代表不同抗震特征要求的多高层规则钢筋混凝土框架,通过静力弹塑性分析详细地评估了框架结构的体系超强能力。分析中采用与抗震规范等效静力地震作用效应分布模式相同的单调递增侧向荷载,以二维平面框架为分析对象。分析结果表明地震分区对超强系数的影响较大;有填充墙框架比无填充墙框架的超强能力明显要大;内框架的超强能力比外框架的超强能力大;超强系数随框架楼层数的增加而减小。

汶川地震中填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响及分析

汶川地震中大量钢筋混凝土框架结构受到不同程度的损坏,主要的震害表现为框架结构的填充墙出现严重开裂或破坏,而框架结构的主体构件(框架梁、框架柱)破坏相对较轻。目前,我国规范中填充墙对框架结构抗震性能的影响没有详细说明,而填充墙与框架结构的相互作用对于结构抗震性能的影响却是存在的。结合汶川地震中填充墙框架结构的各种破坏情况,研究填充墙与框架结构之间作用的机理,分析地震作用下填充墙对于框架结构抗震性能的影响,并对填充墙框架结构的抗震设计和抗震加固提出合理的建议。

钢筋混凝土框架结构抗震加固方法应用研究

基于大量钢筋混凝土框架结构建筑物接近设计使用年限,或者部分建筑在遭受地震后出现不同程度的损坏、或者国内部分地区抗震设防要求提高等原因,许多建筑物需要按照现行规范进行抗震加固。本文以某钢筋混凝土框架结构公寓楼抗震加固工程为例,分别应用增设剪力墙、增设钢支撑、扩大柱截面三种方法进行加固设计,然后采用ANSYS软件对加固后结构的弹性位移角、结构构件内力、结构弹塑性位移角进行对比分析,同时结合实际施工要求进一步分析了每种方法的可行性,归纳出三种方法的优劣,为该加固工程选择合适的加固方法提供依据。通过本文的研究,期望为类似工程的抗震加固提供一定的参考。

按中、欧规范设计的钢筋混凝土框架结构抗震性态的对比分析

本文在确认我国GB 50011-2001规范及欧洲EC-EN1998-1规范在设计加速度反应谱取值、对R-μ基本规律的贯彻程度以及框架柱抗弯能力增强措施等方面存在差异的前提下,严格按照中国规范和欧洲规范两个延性等级分别设计0.4g高地震风险区的3个3跨6层钢筋混凝土框架结构算例,进行多条地面运动输入下的非线性动力反应分析并详细对比其在强震下的抗震性能,得出了中国9度0.4g区按一级抗震等级设计的框架结构的抗震性态总体上与同一地震风险区欧洲规范高延性和中等延性两个等级的框架结构相近的初步结论;同时对这两部规范设计规定的差异给抗震性态带来的有利或不利影响分别作了分析评价。

考虑土-独立基础-结构相互作用的钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

现有钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能分析大多采用刚性地基假定,未考虑土-结构相互作用的影响,而在实际地震中部分结构出现了"强梁弱柱"的失效情况,与以刚性地基假定分析的预期结果不一致。本文对某6层办公楼的一榀框架进行Pushover分析,探究了结构在刚性地基假定和考虑土-结构相互作用两种情况下的固有频率、顶点位移和塑性铰的产生和发展过程。结果表明,考虑土-结构相互作用后,RC框架结构自振周期变长,频率降低,结构顶点位移增大,结构底层柱铰增多;有效地再现了忽视土-结构相互作用而设计的框架结构在实际地震中出现"强梁弱柱"的情形,验证了在对结构进行Pushover分析时,考虑土-结构相互作用的必要性;并将动力时程分析与Pushover分析的结果进行对比,验证了Pushover分析的可行性和可信性。

中外钢筋混凝土框架结构抗震设计安全度的比较

当前国际上的主要建筑抗震设计规范的设防目标基本可以分为功能设计和安全设计,采用结构的最大层间位移角确定抗震设防目标。比较各主要规范可以发现,我国的结构抗震变形验算标准偏低,特别是自振周期较短和延性较小的结构,我国规范的构件抗震承载力计算结果偏小,结构的抗震设计安全度水准偏低。修编后的抗震规范对抗震安全度的提高幅度不大。

近场地震下已建钢筋混凝土框架结构抗震性能分析

选取前方向效应近场地震波、滑冲效应近场地震波和远场地震波,对按《工业与民用建筑抗震设计规范》(TJ11-78)设计的4层钢筋混凝土框架结构进行了弹塑性时程分析。结果表明:前方向效应近场地震动和滑冲效应近场地震动对结构反应有很强的放大作用,当结构为弹性时对基底剪力影响较大,进入塑性后,对位移的影响更显著。综合弹塑性时程分析和Pushover分析两种方法对结构的抗震性能进行了评估,发现结构在小震下的整体变形超出了我国现有规范的限值,而在大震时发生了倒塌,从而从计算的角度解释了汶川地震中那部分20世纪80年代建造的结构倒塌的原因。

设置自复位支撑的钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

提出了一种能准确描述预压弹簧自复位耗能(PS-SCED)支撑滞回性能的力学模型,引入状态变量区分支撑不同工作阶段从而确定其力学响应。基于ABAQUS平台对该力学模型进行二次开发,将开发的PS-SCED支撑单元模拟结果与支撑力学性能试验结果进行对比,并对设置PS-SCED支撑的3层钢筋混凝土框架结构进行抗震性能分析。结果表明:该支撑单元模拟得到的滞回曲线与试验结果吻合较好,可准确描述支撑在动力荷载作用下的力学性能;强震作用下,PS-SCED支撑能够充分耗散地震能量,有效控制结构的塑性变形;此外,PS-SCED支撑框架结构相比于原框架结构残余变形减小了72.1%~92.1%。PS-SCED支撑具备良好的耗能能力和自复位特性,能够显著提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能。

薄钢板剪力墙加固带填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

采用薄钢板剪力墙加固既有钢筋混凝土框架结构是一种简便有效的结构修复方法。为研究采用薄钢板剪力墙加固的带填充墙钢筋混凝土框架结构的抗震性能,对5个缩尺比为1∶3不同形式的两层单跨钢筋混凝土模型进行了水平荷载作用下的低周反复试验,分析了各模型的滞回性能、延性及耗能能力。结果表明,在水平荷载作用下薄钢板剪力墙加固的带有填充墙钢筋混凝土框架结构的水平承载力、耗能能力及延性均得到了明显的提升;与纯框架结构相比,有完整填充墙的框架结构的水平承载力、耗能能力和延性均有所提升,但带洞口填充墙的框架结构的延性并未提高;采用薄钢板剪力墙加固后的带填充墙钢筋混凝土框架结构的承载力和耗能能力均有提高,但延性均有降低,其原因是薄钢板平面内拉力场的作用引起钢筋混凝土框架柱内的剪力明显增加所致。

混凝土砌体填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为了研究砌体填充墙对钢筋混凝土框架抗震性能的影响,考虑了强框架和弱框架两种框架类型、混凝土空心砌块和混凝土实心砌块两种砌块类型,进行了4榀缩尺比例为1/2单层单跨混凝土砌体填充墙框架结构模型和2榀缩尺比例为1/2单层单跨框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验。分析了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、强度退化和耗能性能等抗震性能指标。试验结果表明:填充墙和框架的相对强弱会影响框架结构的水平承载力和破坏形态;强填充墙强框架的水平承载力和耗能能力比弱填充墙弱框架要好;峰值荷载后,强填充墙弱框架柱发生剪切破坏,但强填充墙弱框架仍要比弱填充墙弱框架具有较好的抗震性能,这表明填充墙对按抗震设计的强框架的性能具有有利的影响,也表明可以采取措施利用填充墙来改善非延性框架的抗震性能。

新型外廊式钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为改善带填充墙外廊式框架结构的抗震性能,尝试将采用高阻尼砂浆阻尼层的阻尼填充墙和PVA-ECC材料应用于外廊式框架结构中。以5.12汶川地震中倒塌的漩口中学综合教学楼为原型,选取最具代表性的中间榀较大跨满布填充墙框架的底层,设计制作了2个缩尺比例为1/4的单层两不等跨试验模型,并进行了低周反复加载试验,得到了其裂缝发展情况、破坏形态、承载能力、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化以及耗能性能。结果表明:采用高阻尼砂浆阻尼层的阻尼填充墙较普通填充墙具有更强的变形能力,对主体框架变形约束更弱,能延缓主体框架的破坏;采用PVA-ECC柱的组合框架较普通混凝土框架具有更强的承载力、更高的延性、更好的刚度退化与耗能性能。

锈蚀钢筋混凝土框架结构抗震性能Pushover分析

以某六层三跨RC框架结构为例,在对锈蚀构件的材料力学性能劣化处理的基础上,采用SAP2000结构分析软件静力弹塑性分析方法,对不同锈蚀工况下的RC框架结构抗震性能进行分析,得到不同锈蚀工况下RC框架结构在罕遇地震下的抗震性能指标退化规律。研究表明:纵筋锈蚀将导致RC框架结构抗震性能退化,而且随着锈蚀率的增大,结构的抗震承载力退化效应愈加显著,楼层层间位移角增加;同时锈损结构的塑性铰(梁铰/柱铰)发展速度加快,程度亦加深,使得结构在相同地震作用下变形加剧,不利于结构抗震性能的发挥。