既有钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震评估

鉴于既有钢筋混凝土框架结构抗震性能评估中配箍不足的柱模型化方法的不足,基于集中塑性铰模型,建立了柱开裂、屈服、极限承载力直至失效的全过程能力曲线,并通过SAP2000用户自定义铰属性予以实现.经与已有试验对比,验证了该方法的可行性.最后,对一栋配箍不足的RC框架结构进行了Pushover分析.研究表明,采用程序默认弯曲铰将高估结构的承载能力及延性;默认弯曲铰和剪切铰又过低估计了结构的抗震能力,造成对结构破坏模式的误判.本文自定义铰模型可经济有效地指导既有钢筋混凝土框架结构的抗震加固.     

地震损伤混凝土框架结构塑性铰模型研究

为了评价地震损伤混凝土框架结构的抗震性能,采用结构Pushover曲线,对结构的损伤等级进行划分,基于一组压弯构件的低周往复荷载试验数据,提出塑性铰模型中的刚度、强度退化系数以及塑性转动能力减少值的计算方法。在数值算例中,对结构构件的塑性铰进行修改,以反映框架结构地震损伤,对比分析了结构地震损伤前后抗震性能的差异。研究表明:采用损伤构件的塑性铰模型进行数值分析,能反映地震损伤框架结构的刚度、强度和延性降低。     

柱端弯矩增大系数取值对RC框架结构抗震性能影响的评估

增大柱端抗弯承载力是抗震“能力设计”的关键措施之一,它可以导致钢筋混凝土框架结构形成梁铰型有利的耗能机构。评估不同柱端弯矩增大系数(0.8￣2.4)下钢筋混凝土框架结构的抗震性能。首先采用可靠度理论分析框架结构单节点“强柱弱梁”设计的失效概率;然后,考虑主要影响梁柱强弱的设计参数和地震加速度峰值的随机性,以3层和6层框架结构为分析对象,采用蒙特卡罗模拟分析结构楼层和整体形成“柱铰机构”的抗震位移需求超越位移能力的概率,分析结果表明柱端弯矩增大系数大于2.0,框架结构才能达到可以接受的形成“柱铰机构”概率;最后,以6层确定性框架结构为例,通过增量动力分析建立能有效评估柱端弯矩增大系数的易损性曲线。     

已有钢筋混凝土框架结构的抗震可靠度分析

提出已有钢筋混凝土框架结构抗震可靠度分析的一种实用方法,取最小的楼层可靠度作为结构的可靠度;利用构件的荷载/抗力比,并考虑其他修正系数的办法构造权函数,将各构件的可靠度组合成楼层的可靠度;根据震害经验,以柱的抗剪能力建立钢筋混凝土框架结构的抗震功能函数;对混凝土碳化和结构荷载的影响因素进行分析。并对一个工程实例进行分析,分别计算出原结构及采用三种不同方法加固方案后的结构抗震可靠度。     

预应力混凝土框架结构抗震设计中问题的探讨

论述了能力设计方法在预应力混凝土框架结构抗震概念设计中的应用 ,强调了预应力混凝土框架与钢筋混凝土框架结构耗能机制的区别与联系 ,各塑性铰的转动能力应考虑其出铰的先后次序等概念     

在用RC框架结构基于位移的抗震性能评估

根据能力谱方法的基本原理 ,建立了在用RC框架结构基于位移抗震性能的评估方法。该方法采用了振型分解法建立的多自由度体系和等效单自由度体系之间的转换关系 ,以及由现行《建筑抗震设计规范》的反应谱曲线建立的结构抗震要求曲线。用本文方法对清华大学主楼 1 0层钢筋混凝土框架结构进行了抗震性能评估 ,同时进行了小震和大震作用下的弹塑性时程分析。本文方法得到的顶点位移角、层间位移角和塑性铰分布与时程分析的结果比较符合     

无粘结预应力楼盖框架体系的静力弹塑性分析

在介绍SAP2000对于pushover分析的步骤及参数设置的基础上,利用SAP2000对抗震设防烈度为8度的8层大跨无粘结预应力楼盖框架结构和类似的钢筋混凝土结构进行了pushover分析。从结构的基底剪力-顶点位移曲线、结构的性能点值、结构的塑性铰发展情况等多方面对这两类结构进行了对比分析,以探求此种预应力楼盖框架结构体系的抗震性能。理论分析和算例结果表明:对于层数适中、结构布置较规则的无粘结预应力楼盖框架结构体系与类似的钢筋混凝土结构相比,其具有较大的开裂后结构刚度、较高的结构极限承载能力及抗震性能良好的梁铰破坏机制。     

基于静力弹塑性方法的混凝土框架结构的失效相关性分析

体系可靠度是衡量结构整体性能的一个重要指标。在体系可靠度的计算中,一个急待解决的问题是结构构件或截面间的失效相关性问题。基于静力弹塑性分析方法,对钢筋混凝土框架结构在小震和大震下进行了失效相关性研究。验证框架结构在小震下,梁约束的失效是统计独立的结论。在小震研究成果的基础上,对钢筋混凝土框架结构在大震情况下的失效相关性问题进行进一步研究,得出框架梁、柱在大震作用下的部分失效相关性规律。     

RC框架结构强柱弱梁型失效模式抗震设计研究

为了实现框架结构在强震作用下表现出"强柱弱梁"型失效模式,提高结构的抗震性能,在现有抗震设计方法的基础上发展了框架结构"强柱弱梁"型失效模式抗震设计方法。其以现有规范中抗震设计方法为基础,通过弹性分析,得出梁端配筋值以及柱脚弯矩值,由梁端配筋值计算出其所提供的极限抗弯承载力,并将此值作为整体失效模式下的塑性铰弯矩。将柱等效为悬臂杆,结合外力作用,对柱进行弹性分析以及配筋。最后采用此方法设计了一栋6层框架结构,并通过弹塑性分析方法验证了该方法的可行性。分析结果表明:该方法更容易实现结构形成整体型屈服机制的设计目标。     

基于典型失效模式可靠度分析的柱端弯矩增大系数概率评定

提出一种基于典型失效模式可靠度分析的柱端弯矩增大系数（column overdesign factor）η_c的概率评定方法。该方法利用可靠度理论对结构典型失效模式的发生概率进行分析,获得能使结构最可能发生“强柱弱梁”破坏的最优η_c取值。以一栋五层钢筋混凝土框架结构为例,对提出方法进行应用研究,考虑屈服失效、极限变形失效和剪切失效3类失效机制,选取7种典型失效模式。研究结果表明：我国现行规范建议的η_c取值无法保证钢筋混凝土框架结构最大可能发生“强柱弱梁”破坏,而当η_c取值大于3.1时,钢筋混凝土框架结构发生“强柱弱梁”破坏的概率最大。     

自复位装配式RC框架结构基于能量平衡的抗震塑性设计方法

为了解决装配式混凝土框架结构节点连接薄弱、损伤机制不可控、耗能能力不足、震后难以修复等问题,针对带有可控塑性铰(CPH)的自复位装配式混凝土框架结构(SC-PRCF),基于能量平衡的抗震设计理念,考虑自复位结构体系滞回行为与理想弹塑性结构体系的差异,以及结构上部楼层塑性发展不充分等因素,参照可恢复功能防震结构的四水准抗震设防目标,提出了SC-PRCF结构抗震塑性设计方法。并设计了一榀7层SC-PRCF结构,同时按照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了一榀7层现浇混凝土框架(RCF)结构作为对比。通过动力弹塑性分析,验证了抗震塑性设计方法的有效性和SC-PRCF结构性能的优越性。研究结果表明：按照抗震塑性设计方法可使SC-PRCF结构满足“小震及中震不坏、大震可修复、可更换、巨震不倒塌”的抗震设防目标,同时可获得“强柱弱梁”的破坏模式,实现了渐进屈服耗能,使全楼层均能参与能量耗散,且能延长失效路径,避免出现薄弱层。     

多种腐蚀因素作用下钢筋混凝土结构的可靠度分析

钢筋混凝土结构可能会同时受到多种腐蚀介质的侵蚀。本文给出了钢筋混凝土结构常见的几种腐蚀失效模式。考虑了失效模式间的相关性对结构整体可靠度的影响,用系统可靠度方法分析了多种腐蚀因素作用下钢筋混凝土结构的可靠度并给出了算例。该分析方法计算简便,可以作为多种腐蚀介质环境下结构可靠度分析的参考方法。     

钢筋混凝土框架结构地震损伤倒塌分析

为了更好地了解钢筋混凝土框架结构的地震损伤倒塌行为,本文探讨了混凝土框架结构的倒塌机制,并分别对某3层和9层框架结构进行了地震损伤数值模拟,研究了近断层强震下的结构响应行为和倒塌破坏演化模式,同时给出了相应的抗倒塌设计建议。结果表明:近断层速度脉冲型地震动对楼层低的结构的破坏影响与非速度脉冲的大致相同;但对楼层较高的结构,影响差别较大。对于低层的混凝土框架结构,构件出现的塑性铰后,能沿结构高度均匀发展;但对于较高层的框架结构,其塑性铰的发展不充分,使得结构构件无法充分发挥其抗震性能;且含有速度脉冲和不含速度脉冲引起的结构塑性铰发展的顺序也不同。     

规则异形柱框架抗震性能分析

基于静力弹塑性分析方法,对三个不同高度的规则钢筋混凝土异形柱框架结构模型进行了分析研究。文章通过Pushover方法,得出结构在各烈度地震作用下的层间位移,以及结构塑性铰的发展、分布情况,对异形柱框架的抗震性能进行了评估,为工程实践提供了一定的理论参考依据。     

CS墙板填充墙对框架结构影响的静力弹塑性分析

采用SAP2000软件对两个框架结构模型进行Pushover弹塑性静力分析,求出各模型结构中地震水准对应性能点以考察结构抗震性能,考察各模型结构层间位移角沿楼层的分布规律,得出结构在性能点处的塑性铰分布情况,提出CS墙板填充墙框架结构基于性能的抗震设计方法。     

基于能量原理的钢筋混凝土框架结构层间弹塑性位移求解

本文按照我国现行《建筑抗震设计规范》设计了三个层数分别为4、7和10层的钢筋混凝土框架结构。利用能量法对各框架结构按等效单自由度体系计算了其滞回输入能;利用pushover方法分析了钢筋混凝土框架结构的层间能量分布规律,通过与非线性动力时程分析结果进行比较,证明该法是可行的;利用文献[1]中楼层弹塑性变形耗能与弹塑性层间位移的关系求出各框架结构的层间弹塑性位移,并与现行《建筑抗震设计规范》中简化计算方法的计算结果进行了对比。     

应用瞬时特征进行框架结构的非线性分析

主要介绍了静力弹塑性分析方法的基本原理和主要步骤,应用SAP2000程序对一个六层的框架结构进行静力弹塑性分析和抗震性能评估.将瞬时动力特征引入了Pushover分析中,揭示了不同加载模式下瞬时动力特征表征结构从弹性、弹塑性到失效的全过程规律,分析了瞬时动力特征与结构的变形、层间位移角、塑性铰分布及结构失效之间的关系,表明该方法是实现基于性能设计的有效方法.     

云南某工程购物中心南区Pushover静力弹塑性分析

采用静力弹塑性方法对云南某工程购物中心南区（钢框架结构体系）在罕遇地震作用下的抗震性能进行了分析。结果表明,在罕遇地震作用下,该结构的最大弹塑性层间位移角小于规范的限值;钢框架结构的塑性铰主要出现在梁端;绝大部分钢框架柱处于弹性,只有极少数钢框架柱出现了塑性铰,通过调整设计使得全部框架柱都不出现塑性铰。该工程的设计达到了预定的抗震设防目标。     

实配钢筋“强剪弱弯”型RC框架梁可靠度分析

防止框架梁剪切破坏是框架结构抗连续倒塌设计的基本要求。研究表明,框架梁抗剪能力不足是导致框架结构"强柱弱梁"耗能机制难以形成的重要因素之一。这就需要在设法保证框架接近形成梁铰型塑性机构的同时,防止梁端塑性铰区在其达到塑性变形状态之前发生脆性剪切破坏,即通常所说的RC框架梁"强剪弱弯"措施。建立框架结构梁端实配钢筋"强剪弱弯"可靠度极限状态方程,利用一次二阶矩实用分析法求解梁端可靠度。设定框架梁"强剪弱弯"目标可靠度βt:一级抗震等级βt=3.1,二级抗震等级βt=2.6,三级抗震等级βt=2.1,四级抗震等级βt=1.6。根据6组不同抗震设防烈度钢筋混凝土框架结构实配钢筋施工图,求出梁端节点可靠度β,对不符合"强剪弱弯"可靠度要求的梁端,采取增大箍筋配筋面积和改变梁截面尺寸的方法,确保框架结构梁端满足"强剪弱弯"可靠度水平。     

基于Pushover方法的框架结构抗震性能评估研究

对地处都江堰一栋遭遇5·12汶川地震作用破坏的框架结构采用Pushover方法分析．评估结构的抗震性能。通过对比实际震害与计算分析结果中塑性铰形成的次序、位置和开展程度,得出计算结果与实际震害基本一致的结论,表明Pushover分析方法能有效评估结构的抗震性能。