基于损伤分布模型的震损RC框架力学性能分析与实证研究

震损结构的剩余荷载位移响应分析十分重要,是准确评估震后钢筋混凝土(RC)框架结构剩余性能的基础,然而震损结构损伤的不均匀分布为其荷载位移响应的定量分析带来了困难。本文基于纤维梁柱模型提出了一种能够考虑地震损伤不均匀分布的震损RC框架数值模型。基于震损RC框架的损伤现象对其损伤分布进行了量化,考虑了材料损伤沿柱高度与截面深度的分布;基于量化结果分别确定了RC框架中各纤维梁柱单元中不同位置处纤维的损伤本构关系,并对其剩余荷载位移响应进行了定量分析;以一个一榀三层四跨的RC框架试验为算例,对模型进行了验证。结果表明,本文模型能够较为准确地模拟震损RC框架的剩余荷载位移响应,其中最大剩余承载力、刚度和屈服强度等各项指标计算误差均值均在10%以下,因此本文模型能够为震后RC结构的评估工作提供一种新的思路。

基于防屈曲支撑的混凝土剪力墙结构-框架结构抗震性能设计

为提升混凝土剪力墙结构-框架结构中的抗震性能,以某多层建筑为研究原型,结合耦合比计算结果,分析制备防屈曲支撑的混凝土剪力墙结构-框架结构试件,采用加载装置测试试件的抗震性能,并计算骨架曲线弹性刚度和塑性刚度。试验结果表明:防屈曲支撑参与框架结构承载后,能够降低结构的破坏程度,提升结构的承载力;能够和混凝土剪力墙-框架结构较好的结合,提升混凝土剪力墙-框架结构的减震性能,保证结构的稳定性。

托柱转换结构的弹性抗震性能研究

采用SAP2000软件,以托柱转换结构为算例,进行空腹桁架转换结构与梁式转换结构的基本动力特性和弹性动力时程响应对比研究。结果表明,两种托柱转换结构的基本动力特性和弹性动力时程响应非常接近,说明弹性抗震性能相近,采用空腹桁架作为转换构件的方案在抗震方面是完全可行的。

加筋土挡土墙地震响应分析

加筋土挡土墙是一种新型支挡结构,通过采用振动台对牛皮纸、硬塑料和胶带三种筋带的加筋土挡土墙模型进行了不同加速度峰值下的振动试验,得到了加筋土挡墙模型面板的加速度、动位移、筋带动应变增量随挡墙高度的变化规律。从而分析不同筋带对加筋土挡墙抗震性能的影响。

混凝土桩与H型钢桩支撑的整体桥抗震性能研究

整体桥取消了全桥伸缩缝与伸缩装置,使其具有较好的整体性、行车舒适性与养护维修费用低等优点,深受国内外桥梁设计者的喜爱。国外整体桥多采用H型钢桩为主,然而,我国主要以混凝土桩为主,两者在受力方面存在较大差异。目前,对于整体桥在抗震性能方面的研究还不够深入,缺乏完善的抗震设计方法,对整体桥的推广与应用产生了较大影响。文中将依托某座整体桥,建立其全桥杆系有限元模型,模型中分别在其柔性桥台下设置混凝土圆形桩和矩形桩与H型钢桩,考虑E1、E2地震作用,对采用三种桩基支撑的整体桥上、下部结构的地震响应进行研究。研究结果显示:采用不同类型桩基对整体桥自振模态的影响较大,但对结构频率的影响较小,频率最大误差约为5.7%;在地震荷载作用下,H型钢桩支撑的整体桥在梁端会出现较大的竖向位移,易引起主梁与桥台固结处较大的拉应力,对主梁和桥台的受力不利;整体桥采用矩形桩可有效降低主梁的位移地震响应,但采用不同类型桩基础对其主梁内力地震响应的影响不大。其次,采用不同类型桩基对整体桥下部结构位移的地震响应存在较大差异,整体桥的桩基础变形普遍较小,主要依靠柔性桥台的变形来消耗地震能量;在强震作用下,整体桥的桩基础会承受较大的地震荷载,建议采用H型钢桩更好,其强度高,延性好,可很好地抵抗较大的地震荷载。混凝土桩基承受的地震荷载明显较H型钢桩大,尤其在大震区使用应采取有效措施防止混凝土桩基发生严重的混凝土破碎甚至剪切破坏。研究结果可为整体桥的抗震设计及相关规范制定提供参考。

不同轴压比下HR-EPS模块剪力墙抗震性能研究

为研究足尺HR-EPS模块剪力墙试件在不同轴压比下的抗震性能,文中通过低周往复荷载试验和有限元模拟结合的方法,开展了足尺HR-EPS模块剪力墙试件在不同轴压比下的抗震性能分析,获得试件的不同抗震性能指标,结果表明增大轴压比可以在一定程度上使试件的极限承载力增强,但会有一个上限值,超过这个上限值会使破坏具有一定脆性;与小轴压比墙体相比,大轴压比墙体的刚度退化速度在加载的前期稍显迅速;模拟结果与试验数据基本一致,适当增大轴压比使滞回曲线更加圆滑。获得不同轴压比下剪力墙的耗能能力和位移延性,为HR-EPS模块剪力墙的抗震性能提供数据依据,在实际工程应用奠定基础。

考虑地震残余变形的高层建筑抗震性能分析

结构震后残余变形的大小直接影响到人群能否顺利疏散和逃生,以及震后修复加固的可行性和必要性,而土体的参与也会影响到整体的残余变形。对某高层建筑分别建立了考虑和忽略土-结构相互作用(SSI)的有限元模型,通过不同地震动水平下的非线性时程分析获得结构的最大变形和残余变形。结果表明,考虑SSI后,最大层间位移角增大,结构最大变形和残余变形增加,且增加的幅度随地震强度增大而逐渐变大,因此忽略SSI会使结构分析和设计结果偏于危险,高设防烈度地区更应考虑SSI的影响。