基于新规范的钢筋混凝土框架抗震性能评价

国家设计标准GB 50010-2002和GB 50011-2001对上届规范条文做了较大调整.为了了解新标准在抗震规定方面的有效性,按新规范设计8度区二级、9度区一级典型钢筋混凝土框架结构.通过对结构进行设防烈度地震和罕遇烈度地震作用多波输入下的非线性动力时程反应分析,考察了基于新规范设计的钢筋混凝土框架结构的能力设计措施所能达到的弱梁强柱控制效果,和我国8、9度区框架结构能力设计措施的抗震有效性,分析结果可供设计和规范局部修订参考.     

楼板对钢筋砼异形柱框架破坏机制的影响分析

采用基于柔度法的纤维模型梁柱单元,对按现行混凝土异形柱结构技术规程设计的异形柱框架结构,分别按考虑和忽略现浇楼板及其钢筋对梁抗弯能力的增强作用2种情况,分别进行了单向水平罕遇地震输入下的空间结构弹塑性动力分析。对比分析结果表明,现浇楼板及其钢筋将提高框架梁的抗弯能力,从而改变罕遇地震作用下混凝土异形柱结构的破坏模式,对于高烈度区混凝土异形柱结构影响尤为明显,因此该类结构在抗震设计中必须考虑现浇楼板及其钢筋的影响。     

基于Push-over的多短柱高层结构的抗震性能分析

多短柱钢筋混凝土高层建筑结构中短柱是潜在的抗震薄弱部位。针对该类结构在实际工程中抗震性能的不确定性,以一按弹性设计并采取常规加强措施的多短柱钢筋混凝土高层框架—剪力墙结构的实际工程为例,工程所在地区的基本烈度为7度(0.10 g),采用Push-over分析方法分析了设防烈度为7度时结构的抗震性能,并用能力谱法对抗震性能进行了评估。结果表明:该结构在7度多遇地震下第一扭转与第一平动阵型的周期比为0.812,层间位移角1/1120,小于规范0.9和1/800的限值,满足"小震不坏"的抗震水准,但罕遇地震作用时至少一个方向不存在性能点,不满足"大震不倒"设防目标;类似复杂结构除按常规进行弹性设计外,尚应进行罕遇地震作用下的弹塑性分析。     

某幼儿园基础隔震结构抗震性能分析

对某地下室柱顶基础隔震的4层框架结构幼儿园,应用有限元软件ETABS建模进行时程分析,分析超烈度地震作用下整体结构的抗震性能并重点讨论下部独立悬臂柱的抗震设计。结果表明:设防烈度7度(0.15g)多遇地震作用下,层间剪力减震效果显著;7度(0.15g)罕遇地震作用下,上部结构基本处于弹性,独立柱位移角极小;超烈度8度(0.20g)罕遇地震作用下,独立柱位移角仍然极小,楼层加速度减震效果显著,人体舒适度大为提高,隔震层仍然具有足够的稳定性和安全性,表明隔震设计显著提高了结构安全性。建议工程应用中类似隔震建筑在不影响地下室的使用功能条件下,加大独立柱刚度并优先选择较大直径的隔震支座。     

P-BRW体系整体结构模型抗震性能分析

柱贯通型梁端铰接钢框架屈曲约束钢板剪力墙(P-BRW)体系是一种新型抗震结构体系,其受力明确,构造简单,更适合工业化建造的要求。采用有限元分析软件对一幢15层的高层建筑整体结构模型进行了不同地震设防烈度罕遇地震作用下的抗震性能研究,分析其自振特性、楼层位移、层间位移角、塑性出铰机制等性能指标。结果表明:P-BRW体系整体结构可以最大程度的发挥屈曲约束钢板剪力墙的耗能能力;在8度(0.2g)及以下设防烈度罕遇地震作用下,铰接钢框架的梁柱均处于弹性阶段,屈曲约束钢板剪力墙体系屈服而不屈曲,满足"小震不坏,中震可修,大震不倒"的设计原则;但在8度(0.3g)设防烈度罕遇地震作用下,底层柱端会形成塑性铰,不满足抗震设防要求。     

特殊铰接中心支撑框架结构振动台试验

为研究铰接中心支撑框架结构体系的抗震性能和支撑体系的破坏模式,获得梁、柱中附加弯矩的变化规律,以8度抗震设防的某3层中心支撑框架结构为原型,按1∶4的缩尺比例设计制作试验模型,并对其进行了24种地震动工况的模拟振动台试验.发现在3种地震波(Coalinga-03、Kobe、Kocaeli)的多遇烈度以及人工地震波的罕遇烈度下,结构模型的层间位移角都满足中国现行规范要求.结构能够实现大震不倒,甚至在多次罕遇地震作用后仍然具有一定的安全储备,表明该体系在高烈度区也具有良好的抗震性能.支撑节点板的存在,导致梁柱上存在附加弯矩,特别是支撑失稳后附加弯矩的影响尤为明显.经历了多次罕遇地震动的检验,支撑及其连接的设计完全实现了强节点、弱构件的抗震原则.     

再生混凝土砌块砌体房屋结构振动台模型试验研究

选用四川汶川卧龙地震波等,通过模拟地震振动台试验,对"构造柱-圈梁-现浇板"体系再生混凝土砌块砌体房屋结构模型的抗震性能进行了研究,分析其在8度多遇、8度基本和8度罕遇水准烈度地震作用下的动力特性、试验现象以及动力反应.试验及分析结果表明,模型在8度多遇和罕遇水准烈度地震作用下的最大层间位移角均小于建筑抗震设计规范规定的层间位移角限值,墙体出现小裂缝;说明"构造柱-圈梁-现浇板"体系再生混凝土砌块砌体结构的整体抗震性能较好,能够抵抗所在地区设防烈度下各水准地震作用.再生混凝土砌块承重结构可以在地震灾后重建地区推广应用.     

RC梁、柱剪力增大系数取值的有效性

抗震混凝土框架结构的梁、柱剪力增大系数是保证结构抗震安全性的关键指标之一。中国结构设计规范对各抗震等级的剪力增大系数取值作了规定,但却未见有关实际控制效果的研究成果发表。按照现行设计规范设计了3个规则空间框架结构算例,分别位于设防烈度7度（0.15g）区、8度（0.20g）区和9度（0.40g）区。对每个算例进行罕遇地震作用下的非弹性动力反应分析,以不少于90%的梁、柱满足“罕遇地震作用剪力”小于“平均强度抗震抗剪能力”为标准,判断剪力增大系数取值的有效性。当不满足该标准时,调整剪力增大系数取值,直到满足上述标准。结果表明,现行结构设计规范对框架梁取用的剪力增大系数有效,可继续使用;框架柱剪力增大系数取值,在一级抗震等级时过大,在二、三级抗震等级时不满足上述标准。建议了两套柱剪力增大系数的取值方案。     

框架—BRB体系教学楼抗震性能分析

框架结构抗震性能的改善程度是框架结构优化设计的重要内容,设置BRB是改善框架结构抗震性能的重要途径。文章以高烈度区一栋BRB体系的框架结构教学楼为例,采用有限元软件ETABS建立三维弹塑性分析模型,并对其进行动力弹塑性分析,研究其结构的抗震性能。结果表明:罕遇地震下主体结构的弹塑性层间位移角1/50;主体结构框架梁柱出现的塑性铰的状态基本处于承载力不致严重降低的水平,主体结构的变形指标满足抗震性能的要求;BRB在罕遇地震下能有效发挥屈服耗能作用,其滞回曲线较为饱满,能够起到抑制结构在罕遇地震下变形的作用。     

基于IDA的异形柱框架剪力墙地震易损性分析

基于IDA的异形柱框架剪力墙地震易损性分析是一种从概率角度定量评估此类结构抗震性能的方法。文章定义了适用于该类结构的极限状态,借助非线性分析软件PERFORM-3D,对1栋11层异形柱框剪结构进行了不同强度地震下的性能评估,并使用性能设计软件PBSD统计了罕遇地震下结构关键构件的损坏等级及位置。结果表明:7度设防下,结构小震不坏、中震可修、大震不倒的概率分别为78.71%、93.98%、83.96%;罕遇地震作用下构件的损坏等级以轻微损坏及轻度损坏为主,其损伤主要集中在梁上,抗震性能良好。     

新型土坯墙体房屋抗震性能试验研究

提出了一种新型土坯墙房屋,对新型土坯墙房屋承重墙体的受力及抗震性能进行试验研究。设计三片新型土坯墙试件,研究土坯墙体在竖向荷载和反复水平荷载作用下的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和骨架曲线特征以及墙体水平承载力和变形能力等,同时,研究新型构造措施对土坯墙抗震性能的作用。试验表明：新型土坯墙体的破坏模式与配筋混凝土小型空心砌块相似,土坯墙体具有良好的承载力和变形能力。新型构造措施对墙体整体抗震性能作用明显,其连接构造至关重要。与计算结果比较得出,在建筑抗震概念设计原则指导下,抗震设防7度区采用新型土坯墙建造二层房屋具有可行性。     

加筋格宾挡墙地震反应与动土压力分析

本文通过大型的模型试验,研究了以红砂岩为填料在水平地震作用下加筋格宾挡土墙的地震反应。输入不同类型和幅值的地震波激励,探讨地震作用下模型挡墙的动力特性与动力响应规律。试验结果表明,加筋格宾结构为优良的抗震结构,其墙内对输入加速度有明显的放大效应。沿墙高方向水平加速度放大倍数的增量坡度比较平缓,随着墙高的增大,水平加速度有增大的趋势。墙内各质点对ELCE＿NS地震波的水平加速度放大倍数为1～1.88倍,对HACHI＿EW地震波的放大倍数为1～2.78倍。墙面板的水平加速度放大倍数随振幅增大呈现明显的递减趋势,变化基本上为线性的。竖向加速度峰值响应在墙面及墙顶显著增大,可达到台面水平加速度峰值的44%~56%。推导了加筋格宾挡墙在水平地震荷载作用下的竖向动土压力的振动方程。     

砖混结构抗震设计中一些问题的探讨

首先对砖混结构的震害进行分析,使砌体结构在强烈地震作用下发生破坏的外因是地震动,内因是结构特性．提出多层砖混结构抗震构造措施,规范规定的构造措施都是为了保证房屋的整体性,增大延性．在多层砌体房屋抗震验算中,指出多层砖混结构抗震验算的实质是对墙体的水平抗剪强度进行复核．并探讨了建筑物采取的抗震措施,包括建筑结构的隔震减震、施工质量以及目前多层砖房施工中存在的问题,对多层砌体房屋抗震设计具有重要的意义     

长周期地震动作用下高层框架结构的损伤分析

为了研究长周期地震动作用下高层框架结构的抗震性能,利用地震损伤评估体系对高层结构进行损伤分析.在分析总结结构地震损伤模型的基础上,以一幢12层混凝土框架结构建筑为研究对象,利用振动台试验结果,采用数值模拟方法,从结构整体损伤和材料损伤2个层次进行了长周期地震动作用下高层框架结构的损伤分析,并与普通地震动作用下的结果进行了比较研究.结果表明：长周期地震动作用下结构的整体损伤指标明显大于普通地震动作用的结果,且混凝土损伤分布范围更广,为高层结构基于性能的抗震设计提供了参考.     

基于性能化设计的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析

结构抗震性能化设计已在我国“超限高层建筑工程”的抗震设计中得到广泛应用,其中弹塑性时程分析方法是实现抗震性能化设计的主要途径。结合工程实例,利用PERFORM-3 D软件建立了某超高层钢筋混凝土结构的弹塑性模型。基于ATC-40,FEMA-356规范,结合我国规范定义的性能目标,对关键构件和耗能构件的抗震性能进行了评估,得到整体结构响应、构件的变形及结构能量耗散情况,可用于研究按我国现行规范设计的超高层混凝土结构在罕遇地震作用下的受力特点。     

轻钢框架加强型中节点抗震性能研究

目的研究利用柱腹板屈曲后强度轻钢框架加强型中节点在地震荷载作用下的抗震性能,为轻钢结构抗震设计提供参考.方法对两组轻钢框架中节点进行低周往复循环载荷下（拟静力）的抗震性能试验研究,采用ABAQUS非线性有限元程序进行仿真,与试验结果进行对比,以验证有限元模拟的正确性.结果采用增加横向及纵向加劲肋的方式进行加强的中节点具有较强的吸能耗能能力和变形能力.所建立的ABAQYS有限元模拟程序能对此试验过程进行有效的全过程模拟.结论两类不同加强方式的轻钢框架中节点具有良好的抗震性能,有限元模拟分析具有良好的仿真性及有效性.     

模拟爆炸地震波及其对框架结构的影响

基于能够描述爆炸地震波的非平稳随机过程模型进行爆炸地震波的模拟研究,给出能够考虑装药量和爆心距影响的单点爆炸地震波实用模拟方法。以15层框架结构为例,运用有限元分析软件建立空间板梁结构的有限元模型,计算结构的固有频率和固有振型,分析高层框架结构在模拟爆炸地震波作用下的动力响应。根据结构动力响应结果,判断结构的薄弱层,为工程抗震设计提供参考依据。     

方鋼管混凝土柱的抗震性能試驗研究

通過低周反復加載試驗研究方鋼管混凝土柱的抗震性能,分析了其在水平地震作用下的承載能力、變形能力、剛度退化、耗能能力以及結構的破壞機制,為進一步的理論分析提供參考。同時研究了含鋼率、長細比和軸壓比對方鋼管混凝土柱延性的影響。結果表明,對其影響最大的為長細比,其次是軸壓比,再次是含鋼率。本次試驗結果與分析可為方鋼管混凝土柱的抗震設計提供參考。     

剪力墙厚度对底层框剪砌体结构抗震性能的影响分析

研究了剪力墙厚度对底层框剪砌体结构抗震性能的影响.采用非线性时程分析方法,对7度区某一底层框剪砌体结构底层剪力墙厚度取值不同时,该建筑在小震、中震、大震下的反应进行分析.结果表明：随着剪力墙厚度的增加,结构的地震反应明显降低.进而得出初步结论：增大剪力墙厚度实质上是提高了底层框剪层的侧向刚度,但剪力墙厚度不宜过大;过渡层易成为薄弱层.