不同底部层高的RC框架结构地震易损性分析

为研究不同底部层高的钢筋混凝土框架结构的易损性,应用SAP2000软件,采用动力增量分析法分别对设防烈度为7度和8度区6个不同底部层高的框架结构在地震作用下进行了非线性时程分析,得到了地震易损性曲线和结构在极限状态下的地震动强度指标,经回归拟合得到了不同设防烈度区的结构的失效概率公式和结构倒塌储备系数(CMR)。研究表明:结构在弹性阶段的耗能能力较差,在弹塑性阶段表现出较好的延性耗能能力。同一抗震设防烈度的RC框架结构倒塌储备系数CMR随着底部层高的提高而线性降低,底部层高较高框架结构的抗地震倒塌能力与底层层高负相关,基于IDA方法得到了不同底部层高RC框架结构的失效概率计算公式和抗倒塌储备系数线性拟合公式,可供工程设计参考。

多层RC框架结构倒塌阶段的简化模型分析

针对多层RC框架常因底层薄弱而倒塌,提出了两种适用于结构倒塌阶段模拟分析和振动台试验的结构简化模型.采用基于位移的等效单自由度体系计算方法,验证了刚体模型的适用性.应用OpenSees有限元分析,分析了21个RC框架在8个影响因素下简化模型与原结构震害侧移的差别.结果表明在结构严重破坏至倒塌阶段,两种简化模型的侧移与原结构差别较小.对比两种简化模型,刚体模型的底层侧移更接近原结构,可用于结构的快速倒塌分析;单层简化模型可为振动台倒塌模拟试验在成本控制上提供参考.

钢筋混凝土底框架结构框架中柱耐火性能试验研究

底框架结构因其自身特点耐火性较差,可能在火灾中发生倒塌。为正确评估该类结构的耐火性能,以木方为燃料进行6栋建筑火灾试验。结果表明:①与钢筋混凝土全框架相比,底框架结构耐火性差,当下部商业用房存在较多可燃物,人为干预火灾失效时倒塌可能性较大。②钢筋混凝土构件在火灾中的热膨胀变形较大,混凝土的后期强度对耐火性能影响也很大,评估或预测该类结构的耐火性能时必须考虑温度内力和混凝土的后期强度。③混凝土龄期在1年半以上,立方体强度不超过50MPa时,火灾中一般不会发生爆裂。④建筑物竖向变形和中柱裂缝可作为中柱失效的预兆:在火灾轰燃后60m in以上,当建筑物竖向变形在10m in内压缩均值达到2mm;当四面受火柱的混凝土本体在其截面宽度(或高度)中间部位发生竖向裂缝,尤其是形成较长或较宽裂缝,或某处出现较密集裂缝时。建议:当下部商用房间火灾荷载较大时,采用增大截面尺寸的方式适当降低轴压比。

底框架商住楼在火灾中倒塌时间预报方法及仪器

研究开发了钢筋混凝土底框架商住楼建筑物火灾现场竖向变形观测仪器,即时观测着火建筑框架柱竖向变形,预测底框架商住楼建筑物的倒塌时间。主要设备包括:高倍望远镜、数码照相机、笔记本电脑等。拍摄的图像经Matlab软件处理,以备倒塌预警程序调用。经电子应变仪试验验证,观测精度误差为0.8%。

框架结构底层薄弱震害分析和改进措施研究

通过对汶川、玉树、芦山地震中几组框架结构的典型破坏案例的分析对比,指出了产生框架结构底层薄弱的层屈服机制的主要原因和破坏过程,并提出了在框架结构中增设阶梯墙的加固改进方案。分别采用推覆分析方法和基于IDA的结构倒塌储备系数分析方法对一个典型框架结构和一个阶梯墙框架结构进行了分析研究。计算分析结果表明,阶梯墙在结构的整体承载力储备和变形能力,冗余度和整体性,以及合理的屈服机制三个层面上均能对框架结构的抗地震倒塌能力起到很好的改进作用。

汶川大地震底框结构建筑物震害调查

四川汶川大地震灾区底框结构的震害调查中发现:在极震区,底框的坍塌和倾斜成为底框结构破坏的主要形式,底框部分破坏后,切断了地震力向上传递的通路,使得砖混部分破坏减小;随着地震烈度的降低,底框的坍塌减少,而上部砖混的坍塌增多。由于刚度突变,底框和上部砖混的结合处成为底框结构的薄弱环节:底框结构刚度大,上部砖混结构破坏;砖混结构刚度大,底框结构破坏。底框结构的破坏都表现出柱破坏的特点,而且底框梁截面高度特别大,更难实现"强柱弱梁"的设计目标。施工质量对底框结构抗震性能有重要影响,特别是混凝土、砂浆等材料的强度对抗震性能影响明显。

底框结构地震倒塌模式及其抗倒塌方法研究

底框结构应用广泛且震害严重,在地震倒塌房屋中占据很大比例。通过对震害资料的分析,总结了底框结构的震害类型,倒塌模式分为底框层倒塌、过渡层倒塌、整体倒塌,其中底框层倒塌情况偏多。然后数值分析底框结构的抗震性能,发现在强震下易于出现脆性破坏,结构突然倒塌。在此基础上,研究确定底框结构的抗震措施,在满足合理层间刚度比的前提下加设翼墙以提高结构的抗倒塌能力,并通过定量分析明确了加设翼墙对提高抗倒塌能力的有效性。尽管对不同地震波下抗震能力的提升幅度有所差别,合理加设翼墙对结构抗震能力确有很大的提高作用。

某钢筋混凝土底框架商住楼结构耐火性能审核与评估

以某新建钢筋混凝土底框架商住楼工程为例,利用DHDSY预测软件,研究该建筑底框架中柱的失效时间和强度裕度。结果表明,该商住楼完全符合现行防火设计规范,但是在火灾荷载较大时仍面临结构失效倒塌的危险。最后根据结构耐火性能化评估结果,提出结构设计的具体改进措施和建议。

底部边界约束对填充墙RC框架结构抗侧性能影响的非线性仿真分析

底部边界约束对填充墙RC框架结构抗侧性能影响明显,考虑底部约束效应,合理计算填充墙框架结构侧移刚度及其水平抗力的设计方法亟待形成。采用ANSYS程序对3个单层单跨填充墙框架模型进行非线性仿真分析并与其试验结果对比验证之后,建立了3个单层单跨和3个两层单跨不同开洞率的填充墙框架结构模型,模拟分析了底部边界约束对填充墙RC框架结构抗侧性能的影响,得出了底部构件越刚,墙体所受约束更强,墙体受力区域及其传力路径越优,结构抗侧承载力及侧移刚度越大等结论。

7度区底部局部框架-砌体房屋抗震性能分析

我国7度抗震设防区中小城镇存在大量底部局部框架-砌体房屋,其底部局部RC框架+砌体抗震墙的布置形式不符合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)对7度区底部框架-抗震墙房屋的要求,考察其震害、刚度比及抗震性能有助于指导工程设计。分析了底部局部框架-砌体房屋的震害;设计了5个算例,包括2个底部局部框架-砌体房屋、1个砌体房屋及2个底部框架-RC抗震墙砌体房屋,对比分析了各算例在7度多遇地震下的弹性及罕遇地震下的弹塑性地震反应,考察了层间位移角、应变、耗能等指标。对比分析表明底部局部单排柱框架-砌体房屋,其刚度比、弹性及弹塑性地震反应与砌体房屋接近;底部局部双排柱框架-砌体房屋刚度比、弹性、弹塑性地震反应均大于砌体结构,但小于底部框架-RC抗震墙砌体房屋,其弹性、弹塑性地震反应均满足抗震规范中底部框架-抗震墙砌体房屋的相关设计要求。