装配式人工消能塑性铰节点低周往复#br# 试验数值模拟研究

为提高装配式钢筋混凝土(RC)框架结构的抗震性能,并针对梁、柱构件震后损伤严重等问题,提出一种人工消能塑性铰(artificial dissipative plastic hinge,简称ADPH)装配式混凝土框架节点,人工消能塑性铰即梁、柱构件在梁端采用机械铰及附加消能钢板连接的节点构造。使用ABAQUS软件对2组ADPH节点及1组RC节点在低周往复荷载下的试验进行数值模拟分析,分析结果表明:数值模拟得到的塑性应变、损伤位置、破坏模式、滞回曲线等结果与节点试验结果吻合较好,表明ADPH节点的有限元模拟方法是可行的,结果具有一定可靠性;引入ADPH节点的关键参数——屈服弯矩降低系数γ,通过10组不同附加钢板的ADPH节点的滞回往复试验模拟,对参数γ的取值进行分析研究,结果表γ近似取在0.75～0.85时,可使得ADPH节点有效控制塑性损伤发生在附加钢板上,并发挥附加钢板的耗能能力。     

装配式人工消能塑性铰节点抗震性能试验研究

为提高装配式钢筋混凝土(RC)框架结构的抗震性能,降低梁、柱构件震后损伤程度,提出了人工消能塑性铰(artificial dissipated plastic hinge,ADPH)节点,即在梁端通过预埋机械铰实现梁、柱构件铰接,同时安装附加钢板承载并耗能。试验中设计并制作了2个不同形式的ADPH节点和1个现浇RC节点,对3个节点进行了低周往复荷载试验,分析其破坏特征,并通过滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化及应变等研究其抗震性能。结果表明：ADPH节点的破坏模式为附加耗能钢板中部的屈曲及轻微撕裂;相较现浇RC节点,ADPH节点的承载能力更高、延性更好、耗能能力增强,刚度退化较慢,抗震性能明显提高;而附加钢板过早屈曲易导致出现两侧附加钢板均受弯的状态,导致滑移段出现,降低耗能效率,应对附加钢板平面外变形加以控制;所建立的有限元模型可以较好地模拟ADPH节点的滞回行为。     

框架-摇摆消能桁架减震体系抗震性能分析

提出了框架-摇摆消能桁架这一新型摇摆结构体系,摇摆消能桁架是由抗弯刚度较大的型钢或组合截面的立杆通过水平连杆和消能斜撑相连而成,消能桁架与框架主体采用铰结连接。利用通用有限元软件SAP2000对比分析了框架与摇摆消能桁架在不同地震强度影响下体系的弹塑性地震响应和层间变形特征,结果表明,摇摆消能桁架可以减轻结构地震响应,使结构各层层间变形趋于均匀。同时研究了耗能元件与主体结构在不同水平地震时耗散地震能量的性能,摇摆消能桁架可以在地震强度不大时就可以发挥耗能功能保护主体结构。研究结果表明,摇摆消能桁架在减轻震害保护建筑方面具有优势,具有一定应用前景。     

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。     

基于构件损伤的屈曲约束支撑钢框架结构地震倒塌易损性分析

构件参与结构抗震的贡献不同,传统结构地震易损性评价指标不能反映此特点,亦不能准确合理评价结构在地震作用下的抗倒塌能力。地震作用下,防屈曲支撑钢框架结构各构件参与抗震方式不同,防屈曲支撑通过轴向变形耗散地震能量,梁端通过弯曲变形耗散地震能量,框架柱通过适当变形保证结构不失稳倒塌。为此,针对防屈曲支撑钢框架整体结构提出基于构件损伤的易损性分析评价指标和方法。通过定义结构极限状态,对比基于不同评价指标的防屈曲支撑框架结构地震易损性分析结果。结果显示:基于单一评价指标的评价方法不能准确评价结构抗倒塌能力,防屈曲支撑钢框架结构虽然由于防屈曲支撑的优越变形能力使得结构耗能能力提升,但梁端仍可能发生破坏。     

外附SRC摇摆架提升RC框架结构抗震性能研究

针对摇摆墙在地震作用下耗能能力差、对建筑功能产生影响的缺点,基于刚度需要和耗能需求,提出了型钢混凝土摇摆架。通过有限元软件SAP2000对六层钢筋混凝土框架结构建立外附SRC摇摆架前后的有限元模型,通过静力弹塑性分析得到了结构的基底剪力-顶点位移曲线,不同地震烈度下的性能点、塑性铰分布、层间位移角与楼层剪力,对两者的分析结果进行了比较。研究结果表明,外附SRC摇摆架能提高框架结构的侧向承载能力以及耗能能力,可以有效避免层间变形集中,提高了结构的抗震能力。     

三维地震动输入对IDA倒塌易损性分析的影响

地震作用下建筑结构抗倒塌能力是性能化抗震设计的核心目标,基于IDA的倒塌易损性分析能够定量评价结构的抗地震倒塌安全性.本文通过一个8层RC框架结构和一个20层RC框架-核心筒结构的算例,指出仅考虑地震动单一水平分量的IDA分析会高估结构抗地震倒塌安全性;而三维地震动输入下结构可能出现更多的倒塌模式,可更全面地体现整体结...     

HPFRC耗能墙-RC框架结构地震易损性分析

采用Perform-3D结构分析软件，选取44条地震动记录，对高性能纤维增强混凝土（HPFRC）耗能墙-钢筋混凝土（RC）框架结构进行基于增量动力分析方法（IDA）的地震易损性分析.结果表明：HPFRC材料良好的受拉应变硬化性能，可以改善结构或构件的耐损伤能力和耗能能力，进而提高整体结构的抗震性能；结构发生倒塌时，由44条地震波计算出的对应于结构基本周期的反应谱加速度平均值大于8度设防烈度对应的罕遇地震作用下结构基本周期所对应的谱加速度值，说明HPFRC耗能墙-RC框架结构具有良好的抗倒塌能力；在8度设防烈度对应的罕遇地震作用下，HPFRC耗能墙-RC框架结构发生倒塌的超越概率为0.03%，满足大震作用下结构的抗震设防要求.     

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。     

多层多跨钢筋混凝土平面框架拟静力倒塌试验研究#br#

建筑结构的破坏具有离散性和系统性的特点,该特性决定结构抗地震倒塌的研究需多参数、多层次考虑问题。文章结合结构地震倒塌破坏模式的研究,完成了三榀钢筋混凝土平面框架的低周反复荷载试验,通过对模型框架破坏过程、破坏形态、滞回耗能及刚度退化的分析,探讨轴压比和梁柱线刚度比对RC框架结构抗震性能的影响,以期为后续结构地震倒塌破坏机理的研究提供参考。分析结果表明：降低结构的竖向荷载和梁柱线刚度比,有利于梁端塑性铰的充分发育,从而更易实现理想的“梁铰”破坏机制;试验框架的最终破坏是由底层柱下端塑性铰充分发育后、混凝土突然压溃所致,底层构件的耗能能力得到充分发挥,而中间层构件和顶层构件所耗散的能量较少;KJ-2的峰值荷载及极限荷载比KJ-1的峰值荷载及极限荷载分别大约9.9%和8.7%、等效黏滞阻尼系数比KJ-1大约16.5%,但位移延性系数比KJ-1小约57.1%,说明增大结构的竖向荷载可以提高其承载能力及耗能能力,但会降低延性及变形能力,同时,一定程度地增大竖向荷载,有利于强化结构的初始抗侧刚度,延缓刚度退化趋势,但在层间位移角较大情况下P-Δ效应的影响凸显;结构梁柱线刚度比的增大可以提高其耗能能力,但会降低结构的承载能力、延性及初始抗侧刚度;对于轴压比及梁柱线刚度比较小的“梁铰”结构,临近倒塌时的层间位移角可达1/25,此时结构仍具有一定的竖向承载能力。