预制装配式混凝土框架结构金属消能减震连接体系抗震性能分析研究

基于预制装配式混凝土框架结构梁柱节点施工困难,提出了新型预制装配式混凝土框架结构金属消能减震连接体系,为了研究该体系的抗震性能及减震效果,对消能减震连接体系和现浇框架进行了数值仿真分析,分析了消能器不同设计参数对该体系抗震性能的影响。分析结果表明:金属消能减震连接体系的抗震性能略优于现浇框架结构;该体系的抗震性能随阻尼器总高度和翼缘板厚度的增加而提高;腹板厚度对结构的抗震性能几乎没有影响;阻尼器不同材料强度对结构抗震性能有一定的影响。     

预制装配式框架结构体系消能减震研究

预制装配式框架结构的优势在于建造速度快、劳动力要求低、结构质量好、经济环保等,更有利于社会的持续健康绿色发展。但这种结构抗震性能比较差,地震时容易造成巨大的安全隐患和经济损失。基于上述预制装配式框架结构节点的抗震性能较差这一特点,文中提出了将多种消能装置,按其不同的消能减震性能特点布置在预制结构的梁柱节点和柱脚节点等薄弱节点,形成一种全新的预制装配式消能减震框架体系,提高预制装配式框架结构的抗震性能。     

一种可用于预制装配式混凝土框架结构的软钢阻尼器

针对普通预制装配式混凝土框架结构抗震性能差,节点施工复杂等问题,提出了新型预制装配式混凝土框架金属消能减震连接体系。为进一步提升该体系的抗震性能,根据体系中金属阻尼器的受力特点开发了一种弯曲型金属阻尼器——双弯曲板阻尼器,阐明了其构造特点和耗能原理。采用有限元分析软件对加装双弯曲板阻尼器的预制装配式混凝土框架构件进行了仿真分析,结果表明:双弯曲板阻尼器构造合理,耗能效率高,且可满足结构的承载力需求;提高了装配式混凝土框架的节点耗能能力和延性;改善了装配式混凝土框架结构的整体性和抗震性能。双弯曲板阻尼器是一种适用于该体系且具有消能-承载双功能的消能装置。     

新型预制装配式消能减震混凝土框架节点抗震性能试验研究

为了提高预制装配式混凝土框架结构的抗震性能,提出一种由扇形铅黏弹性阻尼器与预制装配式混凝土框架组合而成的新型预制装配式消能减震混凝土框架结构体系。对体系节点进行了设计,并对普通预制装配式梁柱节点试件和新型预制装配式梁柱消能减震节点试件进行了低周反复加载试验,研究了试件的滞回特性、承载能力、位移延性、强度退化和梁端受力筋应变等抗震性能及其破坏特征。结果表明:新型预制装配式梁柱消能减震节点通过扇形铅黏弹性阻尼器的往复剪切变形参与节点的滞回耗能,具有良好的耗能效果,该新型节点滞回曲线饱满,耗能能力强;节点的承载力和位移延性明显提高;扇形铅黏弹性阻尼器增强预制装配式梁柱节点的抗侧力和抗侧刚度,改变节点受力模式,使塑性铰区从梁端后浇区外移至预制梁与阻尼器连接外侧,实现了"强节点弱构件、强剪弱弯"性能要求。     

摇摆墙在框架结构抗震加固中的应用

介绍一种摇摆墙体系及其在框架结构抗震加固中的应用。摇摆墙是采用特殊构造、底部具有一定转动能力和较大抗侧刚度的结构墙体,它能够有效控制结构在地震作用下的侧向变形模式,且能够以多种方式与消能减震装置结合,提高结构的耗能能力,进而提升结构整体的抗震能力。通过集中质量层模型的动力弹塑性分析研究了摇摆墙的刚度需求,介绍国际上首个采用摇摆墙体系抗震加固的11层钢骨混凝土框架结构实例,并对加固前后的结构抗震性能进行对比分析。结果表明,摇摆墙体系能够有效降低结构在不同地震动输入下的平均地震响应,且可显著减小结构地震响应的离散性,使结构的损伤模式和抗震性能更加易于控制。     

扬州中学实验楼结构消能减震性能分析

扬州中学实验楼作为重点设防类建筑,采用屈曲约束支撑-混凝土框架结构体系,共使用了78套由低屈服强度软钢钢芯制作而成的屈曲约束支撑。采用PERFORM 3D程序对实验楼在罕遇地震作用下进行的弹塑性动力分析的结果表明,屈曲约束支撑的地震耗能占总结构耗能的比例最高达到40%,框架部分承担的地震剪力有效减小,混凝土框架结构进入塑性损伤比例有效减小,说明屈曲约束支撑的消能减震作用有效地保护了主体结构。     

预应力节段预制拼装桥墩抗震性能研究综述

为进一步推动预应力节段预制拼装桥墩在高烈度区桥梁工程中的应用,从自复位能力、耗能能力、底节段容许损伤能力和基于性能的抗震设计方法4个方面系统梳理和总结了各国学者开展的相关研究,并指出了当前研究存在的问题以及未来的发展方向。结果表明:无粘结预应力筋能提供更好的自复位能力,桥墩震后残余变形很小;相对于现浇桥墩,该形式桥墩耗能能力较差,需要设置专门的耗能装置,其中外置耗能装置震后可更换,更值得推广;预应力节段预制拼装桥墩鲁棒性差,必须注意提高底节段容许损伤能力;针对预应力节段预制拼装桥墩的基于性能抗震设计才刚刚起步,需要进一步发展。     

基于变形和能量双参数损伤的消能摇摆架-框架结构抗震性能分析

为研究消能摇摆架对钢筋混凝土(RC)框架结构的损伤控制作用及其应用于工程抗震加固的可行性,对一栋五层设计有消能摇摆架-框架的RC混凝土框架结构,与设计有屈曲约束支撑加固的消能减震结构、设计有摇摆墙加固的抗震结构和基础隔震结构进行抗震性能对比,通过分析在近场脉冲地震动、近场无脉冲地震动和远场地震动作用下各结构的位移、耗能情况,计算各结构的楼层损伤指数。分析结果表明:消能摇摆架能够有效抑制RC框架结构层间变形发展,减少结构耗能,降低RC框架结构的损伤,可用于结构的抗震加固。     

屈曲约束支撑在某装配式项目中的应用研究

屈曲约束支撑在装配式结构中的应用是装配式结构抗震设计的一种新思路。以某带屈曲约束支撑的装配式整体混凝土框架结构的商务酒店为例,结合带屈曲约束支撑的消能减震技术,从抗震指标、经济性及工业化预制效率、建筑功能等多方面进行结构体系对比。采用MIDAS Gen软件对带屈曲约束支撑的装配式框架结构进行大震作用下抗震性能分析,并结合预制构件间的连接和屈曲约束支撑安装施工精度等因素,采用节点核心区预制的方案,随后对节点及构件接缝进行大震作用验算,计算结果满足规范要求。将屈曲约束支撑的消能减震技术和装配式结构结合,为提高装配式结构的抗震性能提供一种有效的技术选择。     

采用不同减震结构体系的RC框架结构地震易损性分析

采用消能减震技术能有效提高结构的抗震性能，而不同减震结构体系减震效果不同。为了评估不同减震结构体系下的抗震性能，本文以某6层RC框架结构为研究对象，采用基于增量动力分析法的地震易损性分析方法，分别研究了增设防屈曲约束支撑、软钢阻尼器、粘滞阻尼器3种不同减震结构体系的抗震性能。研究结果表明：在同一减震目标下，3种不同的减震结构体系均能有效控制结构的地震响应，其中防屈曲约束支撑结构在不同损伤状态下的超越概率最小，抗倒塌储备系数最大，说明该阻尼器的控制效果最佳，其次是软钢阻尼器，最后是粘滞阻尼器。     

预制混凝土框架结构抗震性能研究综述

介绍了预制混凝土框架结构抗震研究的最新进展,包括预制混凝土框架后浇整体式节点、预应力拼接节点、全装配式节点的抗震研究和预制混凝土框架结构抗震研究情况.总结了预制混凝土框架结构各类节点的抗震性能,指出了全装配式节点和预制结构整体抗震性能是今后需要进一步研究的内容.     

装配式自复位摇摆钢框架抗震性能研究

为了减轻传统钢框架在强震作用下的损伤与破坏,提出了具有自复位柱脚的装配式摇摆钢框架结构,阐述了该结构的构造形式与工作机理。设计并加工了一榀缩尺比例为1/4的摇摆钢框架,对其进行了低周反复加载试验和有限元模拟,研究其抗震性能。结果表明：利用复合组合碟形弹簧的弹性恢复力能够实现柱脚在强震作用下的可控摇摆,通过梁柱节点的消能减震装置有效控制了结构的累积损伤与残余变形;摇摆钢框架的滞回曲线是较为饱满的旗帜形,表明其具有较好的自复位性能和耗能性能;在加载至层间位移角1/30时,梁柱节点和柱脚没有发生任何屈服或屈曲,主体结构保持为弹性,损伤与破坏集中在消能减震装置处,拆卸和更换消能减震装置后,再加载曲线与原曲线基本吻合,有效实现了消能构件地震损伤可更换以及结构功能可恢复的设计目标;有限元的模拟结果与试验结果吻合较好,表明所建立的有限元模型能够较好地模拟摇摆钢框架在循环加载时的滞回性能。     

装配整体式混凝土高层建筑结构黏滞阻尼器减震设计

上海某装配式高层建筑,预制率不低于45%,结构体系采用设置黏滞阻尼器的装配整体式钢筋混凝土框架结构。时程分析结果表明:多遇地震作用下,附加黏滞阻尼器结构较常规结构的首层地震剪力平均减小约35%,最大层间位移角平均减小约40%,黏滞阻尼器的平均耗能比例高达64%,黏滞阻尼器消能减震效果明显;罕遇地震作用下,结构最大层间位移角为1/158,结构屈服机制合理,结构塑性变形满足"生命安全LS"性能目标,结构构件的损伤程度轻,大震下结构抗震性能良好。     

附加减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

为研究附加减震外挂墙板结构的抗震性能,设计并制作了一个1/2缩尺的单跨两层钢筋混凝土框架结构模型,并在结构的Y方向附加减震外挂墙板形成减震结构,X方向未布置墙板,形成作为对比的抗震结构。选取两条天然地震动,分别对结构Y方向和X方向施加单向地震动,进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的振动台试验,对比研究了两种结构的动力特性和地震响应。试验结果表明：在设防地震和罕遇地震作用下,减震结构的损伤程度和地震响应均小于抗震结构,表现出良好的减震效果;两种结构损伤最大位置均出现在框架梁端和柱底,减震外挂墙板未改变主体结构的损伤模式;试验过程中,U形金属消能器能够产生预期的履带式滚动变形,且基本保持完好;罕遇地震作用下,外挂墙板仍保持完好,表明该结构体系可有效控制外挂墙板的损伤。     

预制装配框架梁柱节点的抗震性能研究

对一种新型预制装配框架梁柱节点的抗震性能进行数值模拟计算,预制装配框架节点由预制带有U型键槽的梁和预制柱组成,节点核心区和梁的U型键槽内通过现浇混凝土进行拼装。为了实现预制梁的塑性铰外移,在梁柱节点处设置了4根附加钢筋,从而可以有效的提高节点区的强度。通过有限元软件ABAQUS对预制装配节点进行数值模拟计算,得出该节点的滞回曲线和骨架曲线,计算出预制装配框架节点的延性系数,然后再通过数值计算现浇节点的滞回曲线和骨架曲线,与预制构件进行对比分析,得出预制节点耗能能力与现浇节点的耗能能力基本相当,所提出的新型节点能够用于地震区混凝土框架结构体系之中。     

后张预应力预制混凝土框架梁柱节点抗震性能试验研究

采用后张预应力筋将预制梁柱拼装在一起的连接方式属于延性连接,地震作用下塑性变形主要集中在连接部位,梁柱构件均保持弹性。采用这类连接的预制混凝土框架结构具有结构恢复性能好、耐久性好、有利于实现大跨度预应力混凝土框架结构的"梁铰耗能机制"等优点。为了研究其抗震性能,对4榀梁柱中节点进行低周反复加载试验。其中,2榀试件中预应力筋为有黏结,另外2榀预应力筋在梁端一定范围内设置为无黏结。试验结果表明,4榀试件的破坏主要集中在梁柱连接截面附近,梁柱构件本身及节点核心区破坏都比较轻微;与普通钢筋混凝土构件相比,试件滞回环面积较小,耗能能力较差,但残余变形较小,恢复性能较好;预应力筋在梁柱连接截面附近为无黏结的试件由于预应力筋没有达到屈服强度,耗能更小,恢复性能也更好;4榀试件最大楼层位移角介于0.359～0.439之间,大于我国抗震规范规定的框架结构最大弹塑性层间位移角限值,具有足够的变形能力。     

预制装配式混凝土结构施工中的新技术应用

结合上海临港重装备产业区H36-02地块的工程实践,介绍了装配式混凝土结构消能减震结构体系、装配式框架简化节点连接、预制预应力混凝土双T叠合板楼盖等创新技术在工程中的应用。通过详细分析装配式工艺的特点,对创新技术进行总结,以期为类似工程提供借鉴。     

新型装配整体式预应力混凝土框架结构体系建造关键技术

预制预应力混凝土框架结构体系结合了预制混凝土结构与预应力混凝土技术的优势,具有构件自重小、结构整体性好、变形恢复能力强等优点,在大开间住宅、公共建筑与工业建筑中具有广阔的应用前景。重点介绍了一种新型装配整体式预应力混凝土框架结构体系,该体系由预制柱、预应力叠合梁和现浇节点核心区组成,并采用后张、连续、曲线预应力筋;阐述了体系深化设计要点、难点及相应的构造措施;研究提出了钢筋精准定位、多层柱交叉安装施工、预制构件中后张预应力实施等成套建造技术,解决了大跨度预制结构施工中的重难点问题,大大提高了施工效率;在某项目中得到成功应用。     

带消能楼梯间框架结构抗震性能分析

采用有限元软件对带消能楼梯间框架结构、带普通楼梯间框架结构、带滑动楼梯间框架结构及空框架结构进行地震作用下的数值仿真分析,研究了消能楼梯间对框架结构抗震性能的影响及消能楼梯间在整体结构中的减震效果。结果表明:消能楼梯间同时消除了梯板的支撑效应、填充墙的刚度效应及约束效应,而未明显改变结构的抗侧刚度分布,对结构动力特性的影响很小;消能楼梯间消耗了输入结构中的大量地震能量,提供了一定的有效附加阻尼比,减小了结构的楼层剪力、层间位移,提高了框架结构的抗震性能;消能楼梯间减轻了楼梯间构件、框架梁柱等在地震作用下的损坏程度,改善了结构的屈服情况,有助于结构实现"强柱弱梁"的屈服机制。     

基于能量平衡的含减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构的设计方法研究

含减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构在墙板与主体结构间引入U形钢板消能器,可有效利用两者间的相对水平变形耗散地震能量,从而提高结构的抗震性能。该新型结构通过合理的性能化设计,可以使得作为预期损伤部位的U型钢板消能器和框架梁、柱端塑性铰在设防烈度地震和罕遇地震下先后屈服耗散地震能量,使主体结构在设防烈度地震下保持弹性,罕遇地震下保持低损伤,从而具有良好的韧性。在已有研究的基础上,提出了适用于该种结构的基于能量平衡的实用抗震设计方法。采用该方法,设计了一栋8层含减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构,并对其进行设防烈度地震和罕遇地震下的弹塑性时程分析。结果表明:所设计结构能够实现不同水准地震作用下的预期性能目标,该设计方法具有合理性和可行性。