不同性能水平下600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究

基于性能抗震设计思想的600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究,对于推广高强钢筋混凝土柱的应用至关重要。通过17根HTRB630高强钢筋混凝土柱试件和3根HRB400钢筋混凝土柱试件的拟静力试验研究了其抗震性能。与HRB400钢筋混凝土柱相比,HTRB630高强钢筋混凝土柱的滞回曲线的形状没有发生明显改变,试件具有较好的承载能力和延性。将基于Kunnath损伤模型计算的损伤指数与试验中测量的损伤指数范围进行了比较,结果表明,Kunnath损伤模型可以准确计算HTRB630高强钢筋混凝土柱的损伤指标。根据HTRB630高强钢筋混凝土柱的破坏特点,以屈服点、峰值点和极限点作为高强钢筋混凝土柱的性能水平控制点。基于性能抗震设计的思想,将600 MPa级高强钢筋混凝土柱的性能水平划分为5个性能水平,即正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和接近倒塌性能水平。结合参考文献中600 MPa级高强钢筋混凝土柱的试验数据,对65个600 MPa级高强钢筋混凝土柱各特征点的位移角进行了相对频率统计分析,得到了600 MPa级高强钢筋混凝土柱在暂时使用、修复后使用和接近倒塌3个性能水平下具有超过90%安全保证率的位移角限值分别为1/150、1/80和1/60。

某388m超高层建筑的侧移刚度与整体稳定性分析

通过某带伸臂桁架和环带桁架加强层的边筒-周边框架体系超高层结构工程设计实例,讨论了高层建筑结构侧移刚度和整体稳定性分析方法。指出在计算结构侧移刚度时应考虑楼板面内有限刚度、地下室结构构件变形、混凝土抗侧向力结构构件开裂刚度折减及二阶效应,从而得到更准确的结构侧移变形和最低阶整体屈曲荷载因子。提出了利用弯矩-曲率分析方法,并根据构件实际受力状态,迭代计算混凝土抗侧向力结构构件的开裂刚度折减系数。比较了中国、欧盟及美国规范关于整体稳定性分析的计算方法,提出在进行整体稳定性分析时,应考虑各种不利因素,从而准确评估二阶效应。讨论了高层建筑在正常使用极限状态下层间位移角限值的取值,并介绍了美国规范对层间位移角的计算方法和限值的建议。详细论述了当前中国规程中关于侧移刚度分析的不足并提出建议,以期为相关类似工程设计提供参考。

8.5度设防区剪力墙结构层间位移角限值探讨

为满足小震作用下结构层间位移角限值的要求,抗震设防高烈度区设计的结构竖向构件多,截面尺寸大,影响建筑使用空间。控制小震作用下的层间位移角除满足舒适度、装饰结构和机械设备正常使用的需求外,主要目的是确保结构大震不倒。根据新疆喀什地区(8.5度设防)128条强震地震动和当地实际工程,参照现行不同规范对层间位移角限值的规定,以层间位移角和高度为控制参数,设计6个剪力墙结构模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法研究大震作用下结构的安全性。结果表明:6个剪力墙结构在8.5度大震作用下均满足“大震不倒”的要求,且在两倍大震作用下具有合理的屈服耗能机制。建议小震作用下新疆喀什地区剪力墙结构的弹性层间位移角限值放松至1/500。

RC梁与柱在不同地震作用下的变形限值分析

分析钢筋混凝土(RC)梁与柱基于不同地震作用下的变形限值,对钢筋混凝土梁与柱进行低周往复循环加载拟静力试验。然后对试验进行仿真模拟,将试验结果与仿真模拟结果进行对比分析,发现二者结果相近,从而验证仿真模拟的可行性。在构件的荷载-位移曲线上获取屈服点、峰值点和极限点,分别计算这3个状态点对应的侧向位移值与构件计算长度的比值,则可得出构件在小震、中震和大震时对应的位移角值。改变梁、柱构件的剪跨比、配筋形式以及柱构件的轴压比等,来得到更多构件的荷载-位移曲线,将所有结果进行统计分析,得到钢筋混凝土构件在不同地震作用下的位移角限值。

超高层建筑考虑长周期地震影响的另一种控制方法

由于缺乏可靠的长周期地震动记录,使得设计反应谱在长周期段的取值仍然存在较大的不确定性,而超高层结构的周期长,遭遇长周期成分突出的地震时,往往会遭受比较严重的破坏。指出我国目前采用的设计反应谱在长周期部分与国外反应谱的差别和问题,基于震害实例,分析远场地震的特征和对超高层建筑的影响,提出超高层建筑考虑长周期地震影响的另一种控制方法,并通过实际工程算例进行了验证,表明该控制方法是可行的。

规则桥梁抗震性能水准的定义及其量化描述

基于性能的结构抗震设计是各国结构抗震设计规范未来的主要发展方向,虽然其理论框架已基本形成,然而其中至关重要的结构抗震性能水准的定义及其量化描述问题,目前仍处于研究探讨阶段。本文从公路梁式桥震害现象出发,采用极限状态设计概念,对规则桥梁在地震作用下的性能水准予以明确的定义;并以墩顶漂移率作为设计参数,通过对大量试验数据的统计分析,给出了与各级不同性能水准(完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏及倒塌)相对应的目标值,供基于性能的抗震设计采用。

BRB-RC框架弹性层间位移角限值的取值探讨

屈曲约束支撑(Buckling Restrained Brace,BRB)由于其优越的滞回性能,被广泛应用于钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架结构中,然而国内关于屈曲约束支撑混凝土(BRB-RC)框架结构抗震变形验算的研究较为不足。本文基于Perform-3D,通过多遇地震下的构件性能评估,研究BRB-RC框架弹性层间位移角限值的合理取值,给结构设计人员以理论参照。

基于短时平均幅度的语音端点检测的改进

介绍了计算机语音处理中端点检测的方法,分析了短时平均幅度的语音端点检测的不足之处,并提出改进方法,最后给出实验结果。

新型RCS组合结构层间位移角限值研究

为研究新型RCS组合结构的抗震性能,采用sap2000有限元软件对新型RCS组合结构进行了非线性地震反应分析,并将分析结果与组成新型RCS组合结构的核心构件-焊接环式复合箍筋约束高强混凝土柱的拟静力试验结果进行了比较分析。结果表明:新型RCS组合结构具有良好的抗震性能,其在地震下的破坏机制为"梁铰"破坏形式,并给出了建议的弹性及弹塑性层间位移角限值,建议取值为:弹性位移角限值为1/500,弹塑性位移角限值为1/50,可为新型RCS组合结构的抗震设计提供参考。

钢-混凝土组合结构体系研究新进展

以钢-混凝土组合框架结构和框架-核心筒混合结构为对象,综述了在钢-混凝土组合结构体系方面的一些研究新进展。针对组合框架中楼盖的空间组合作用进行了试验研究,发展了三种组合结构地震反应分析模型,重点讨论了在杆系模型中考虑楼盖空间组合作用的方法,从而实现组合框架结构体系的大规模计算。通过刚度解析和数值分析,对框架-核心筒混合结构体系中框架与核心筒的刚度匹配、位移限值指标的取值进行探讨,并对不同混合结构体系的位移特性、失效模式以及安全性能进行对比,为框架-核心筒混合结构的体系优化提供参考。最后,对组合结构体系的研究进行了展望,建议进一步完善组合结构体系的计算手段及其优化指标。

风荷载作用下结构侧向变形限值的研究

风荷载作用下的层间位移角作为高层建筑结构控制参数对设计的经济性有着重要的影响,但不同国家及地区规范对层间位移角控制却不尽相同。世界各地的高层建筑在各自的规范控制下正常发挥使用功能,说明各规范的层间位移角限值均在合理的范围内。针对不同高度的框架结构、框-剪结构、剪力墙结构和框-筒结构在风荷载作用下的层间位移角,取相同结构尺寸、场地条件和风速,将中国大陆地区规范与欧洲、美国、澳新、日本、中国台湾地区和中国香港地区等规范进行分析对比。对于框架结构,发现欧洲、美国、澳新和中国大陆地区规范要求较严格,日本、中国台湾地区和中国香港地区规范要求较宽松;对于以剪力墙为主要抗侧力构件的结构,中国大陆地区规范要求最严格。按中国大陆地区和中国香港地区规范分别对位于中国香港地区的建筑进行计算和设计,并对其结果进行分析对比,发现中国大陆地区规范要求更严格。根据分析结果,建议中国大陆地区不区分结构形式与高度,将风荷载作用下的结构层间位移角限值定为1/450。

RC短肢剪力墙性能参数分析及指标研究

为揭示短肢剪力墙的抗震能力及变形能力,进行了T形与L形截面共12片短肢剪力墙试件的低周反复荷载试验,并结合数值分析,研究了短肢剪力墙的破坏形态及纵筋强度、纵筋配筋率、箍筋配箍率以及轴压比对其水平承载力的影响规律。根据短肢剪力墙不同阶段的破坏程度,将其性能划分为使用良好、使用无害、生命安全、防止倒塌四个性能水平,提出用位移角作为结构的性能控制指标。依据所搜集的短肢剪力墙试件数据的统计整理,指出各性能水平的位移角均值分别为1/556,1/185,1/79,1/45;考虑试验结果的离散性和结构设计的安全性及保证率需求,建议短肢剪力墙具有95%保证率的四个性能水平的位移角限值分别取为1/1 180,1/336,1/133,1/104。

框架-混凝土核心筒混合结构位移限值的探讨

框架-混凝土核心筒混合结构在我国已得到广泛应用,但对其水平位移限值的研究尚不完善,还存在诸多问题。通过理论分析和有限元计算,讨论了高宽比对结构变形的影响,明确了高宽比与位移限值间的相关性。通过四个算例的位移特性和安全性的比较,认为相对层间位移角和顶点位移角可以作为层间位移角的有效补充,而且当外围框架类型不同时,宜视位移指标不同给出相应的位移限值。

矩形煤巷两帮塑性区宽度计算方法研究

以极限平衡理论为基础,结合应力平衡原理,提出一种计算矩形巷道塑性区宽度的新方法。以张家峁煤矿的巷道为算例,应用新方法和等效圆方法分别计算巷道塑性区宽度,并将两种方法的计算结果与数值模拟结果进行对比分析。结果表明,计算塑性区宽度与数值模拟的结果较接近,比等效圆方法更精确,能够为煤矿巷道支护设计提供更准确的参数。

矩形RC桥墩变形能力概率模型

桥墩是桥梁抗侧力体系中的关键构件。为实现基于概率和性能的桥梁抗震设计的多级性能目标,有必要给出桥墩在不同性能极限状态下的概率能力。基于已有研究工作,将RC桥墩的抗震性能水平划分为五个等级,并定义了相应的性能极限状态。采用等效集中塑性铰理论,推导并建立了各性能极限状态下RC墩柱变形能力的确定性计算公式;基于183个矩形RC墩柱试件的拟静力试验结果,通过多元回归分析,确定了各计算公式中与轴压比、长细比和配箍特征值等设计参数相关的待定系数。基于确定性计算模型和拟静力试验结果,考虑认知不确定性,建立了矩形RC墩柱变形能力的概率模型。通过实例分析,表明该模型可用于基于概率和性能的桥梁抗震设计和抗震评估。

含屈曲约束支撑钢筋混凝土框架的弹性层间位移角限值研究

作为一种常见的耗能减震构件,屈曲约束支撑越来越广泛地应用于钢筋混凝土框架结构中,然而现行《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)(2016版)和《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)(2015版)并没有明确给出这类结构的弹性层间位移角限值。基于ANSYS软件,分别对纯框架结构和含屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构(简称BRB-RC框架结构)进行非线性有限元分析,结果表明BRB-RC框架结构应当考虑更为严格的水平位移控制参数,并通过静力试验验证了数值模拟的可靠性。当确定弹性层间位移角限值的建议取值时,发现若采用初裂层间位移角作为位移角限值偏于严格,无法直接用于工程实践。基于比较分析法提出了标记层间位移角的概念。通过改变支撑参数、混凝土强度和结构跨度,进行9组算例的数值计算和分析,研究这9个试件标记层间位移角与刚度比的关系,最终保守地给出了BRB-RC框架结构弹性层间位移角限值的取值公式。提出的方法能够满足工程实践的需要。