RC框架结构典型震害及抗震性能研究

钢筋混凝土框架结构是多高层建筑中广泛使用的一种结构形式,这种结构在地震中的破坏情况十分普遍。本文根据近些年来国内外的震害调查,通过相关工程震害案例,介绍了结构整体、框架梁柱、楼梯、填充墙等出现的典型震害,分析了各类震害特征与震害机理。结合国内外理论和试验研究成果,总结了钢筋混凝土框架结构在整体抗倒塌能力、"强柱弱梁"以及其它方面抗震性能的研究进展。最后针对钢筋混凝土框架结构在抗震概念设计、结构抗震设计、构件抗震设计等方面存在的问题,给出了一些建议。     

考虑残余变形的RC框架结构抗震性能评估

震后残余变形对于工程结构震后损伤和可修复性能的评价至关重要。首先,选取790条地震动记录对一个5层钢筋混凝土(RC) 框架结构进行增量动力分析,线性回归得出结构各损伤状态(性能水平)与残余层间位移角的量化关系;然后,分别对一个8层和一个11层RC框架结构进行增量动力分析,研究结构最大层间位移角和残余层间位移角两种损伤指标间的相关性;最后,对8层和11层结构分别进行基于两种损伤指标的地震易损性分析。分析结果表明：残余层间位移角与最大层间位移角具有较好的相关性;以最大层间位移角为结构损伤指标所得残余层间位移角无明显差异性,同样以残余层间位移角为结构损伤指标所得最大层间位移角也无明显差异性;以最大层间位移角和残余层间位移角为损伤控制指标,各损伤状态下50% 超越概率对应的谱加速度Sa(T1,5%)无明显偏差;以规范给出的最大层间位移角为损伤控制指标相对文章提出的残余层间位移角较为保守。因此,将残余层间位移角作为性能指标的研究对于基于层间位移角的震后结构性能评估是必要的。     

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     

考虑累积损伤的RC框架结构抗震性能评估

现有研究对抗震性能评估主要集中在工程需求参数、构件的耗能和损伤指数等,这些对建筑的利益相关者如业主、住户等来说是抽象的,且难于理解。另外,单一的损伤指数模型也已不能满足工程师对建筑抗震性能全面评估的需求。基于此,为分析RC框架结构的抗震性能以及结构损伤对其抗震性能的影响,基于FEMA P-58性能评估方法,以某6层RC框架为例,对结构进行非线性时程分析,得出结构的工程需求参数和倒塌易损性。基于PACT中考虑地震动强度的评估方法,分析得出结构的修复费用、修复时间、人员伤亡和建筑物评定为不安全的概率,以此评估建筑结构的抗震性能。在单次和两次地震作用下得出结构的各性能指标,各相应性能指标之间的差异表征累积损伤对结构抗震性能的影响,可为可能经受多次地震影响的建筑物抗震性能评估提供参考。     

NES减震RC框架结构抗震性能研究

阐述了NES减震器的动力学原理和减震机理,确定NES减震器的频率和最优振子质量等参数。采用ABAQUS有限元软件对一栋安装NES减震器的5层框架结构进行有限元模拟分析,选取El-Centro波和卧龙波,分析其在不同地震波、不同震级、不同峰值加速度下的破坏形态、动力特性、动力响应及其变化规律。并对减震前后结构的动力反应进行对比。结果表明:NES减震系统可以大幅度减小结构的地震反应,降低结构在地震作用下的加速度响应,减小结构层间位移、增大结构的自振周期;并且NES安装位置越高,结构减震效果越好;同时NES的使用能使按7度抗震设防烈度设计的结构达到8度抗震设防的能力,降低工程造价。     

基于位移的RC框架结构抗震设计与性能评估

结合一个7层钢筋混凝土框架结构实例,采用Pushover分析方法,通过控制结构层间位移角和结构延性系数两个参数,从目标位移与静力弹塑性分析结果的吻合度和结构延性两个方面分别验证建筑结构设计方案中直接基于位移设计的设计方法与步骤的合理性。结果表明:对于防止倒塌的性能水平,基于位移的设计方法能够使该框架结构具有合适的位移能力。仿真分析结果与目标位移相吻合,且延性系数的选取未超过限定值,从而验证了建筑结构设计方案中直接基于位移设计的设计方法与步骤合理。     

RC巨型框架结构抗震设计方法研究

结合现行规范以及文献[2]所提出的三水准设防、三阶段设计法,对设计基本地震加速度为0.10 g地区(7度区)结构按主框架提高1度或者0.5度进行2榀巨型框架结构设计.采用弹塑性动力分析程序Drain-2d+对结构进行弹塑性地震反应分析与评价,以得出合理的设计参数.     

RC框架结构防震楼梯间抗震性能试验研究

为了研究层间平台板处设置滑动支座的四梯柱RC框架结构楼梯间的抗震性能,设计了1/3缩尺模型并进行拟静力试验,分析了其裂缝开展、破坏机制、滞回曲线以及耗能能力等。试验结果表明:楼梯一端与框架分离避免了楼梯的"K"形支撑作用,提高了结构延性;在结构破坏方面,层间平台板发生约25mm幅度的掀起现象,但并未开裂,梯柱、梯板基本无破坏,试件表现出了良好的抗震安全性;破坏时框架柱柱底与梯柱柱底钢筋应变幅值分别为2382με和-139με,数值上相差达16倍,框架是试件耗能的主体,楼梯构件没有参与结构整体受力,试件屈服机制较为理想。     

带填充墙RC框架结构抗震性能分析

总结了填充墙框架结构的破坏模式,分析各种破坏的原因,提出避免这些破坏的措施,分析填充墙对结构刚度、周期、承载力的影响,并运用ANSYS建立单层单跨模型分析对比,提出填充墙框架结构设计时应考虑的因素。     

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。     

某损伤RC框架结构抗震性能分析

为了研究损伤RC框架结构抗震性能,利用SAP2000建立损伤结构和相应原结构的杆单元模型。对原结构和受损结构进行静力弹塑性分析(pushover分析),得到目标性能点,了解在目标性能点下结构的顶点位移、层间位移角、以及塑性铰的发展情况,从而对结构抗震性能进行分析。数值分析结果表明,在性能点状态下,损伤框架中柱子损伤程度高于原框架,所以有必要对损伤框架进行加固使其满足功能使用要求。     

填充墙框架结构基于性能的抗震评估方法研究

结合国内外对框架结构性能水平的划分标准,将填充墙框架结构的性能水平划分为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和接近倒塌五个阶段;提出填充墙框架结构各性能水平的失效判别参数和标准,在统计国内外大量试验数据的基础上,提出其不同性能水平对应的层间位移角限值。以等效压杆模型模拟填充墙,采用能力谱方法比较无墙和含墙型框架在地震作用下的响应,并将填充墙框架的实际层间位移与所提性能指标进行比较,结果表明结构在多遇及罕遇地震作用下均满足预定的性能目标。     

填充墙对RC框架结构抗震性能影响研究现状

《建筑抗震设计规范》中规定框架结构在地震作用下应形成"强柱弱梁"的延性破坏机制,而各国震害表明,带填充墙的框架结构大多发生了层间机构破坏、短柱破坏等非延性破坏方式,因此填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响应当受到重视。介绍了实际震害中填充墙框架结构破坏形态,总结了各国规范对填充墙的考虑,归纳分析了填充墙框架的试验、数值分析及计算模型等相应的研究成果,并提出了研究方向。     

装配式减震墙板RC框架结构抗震性能试验研究

通过对4榀两层两跨的装配式减震墙板框架、空框架和普通墙板框架的低周反复加载试验,对比研究了装配式减震墙板RC框架结构的破坏特征、滞回性能、承载能力、刚度退化和耗能能力等。试验结果表明：装配式减震墙板框架结构的滞回曲线饱满,耗能能力强,其等效黏滞阻尼系数在0.13以上,较装配式空框架和普通墙板框架有明显提高;横条型和竖条型墙板对装配式减震墙板框架结构的抗震性能影响不大,二者对框架结构水平承载力和抗侧刚度的附加效应均远小于普通墙板,可减少对装配式框架造成过强约束;装配式减震墙板框架结构的承载力衰减速率和刚度退化速率都较普通墙板框架结构缓慢,增强了结构强震作用下的承载能力;当结构层间位移角达到1/50时,装配式框架中普通墙板端部开裂并被压碎,而减震墙板并未出现破坏。     

柔性连接填充墙RC框架结构抗震性能试验研究

为研究橡胶作为柔性连接材料对填充墙钢筋混凝土（RC）框架结构抗震性能的影响,以填充墙与框架之间的连接方式、砌块类型、柔性连接材料以及砂浆强度为变量,开展了7榀1/2缩尺填充墙RC框架的低周反复加载试验,对比分析各框架的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标。结果表明：橡胶作为柔性连接材料,通过自身变形耗能能够增大填充墙的变形空间,减弱填充墙与框架之间的相互作用,有效保护墙体和框架,并使结构的耗能能力得到较大改善;柔性连接填充墙RC框架的承载力介于纯框架和刚性连接填充墙RC框架的承载力之间,但刚度退化、位移延性以及耗能能力等抗震性能指标均优于刚性连接填充墙RC框架的;对于柔性连接填充墙RC框架,橡胶的种类对RC框架的抗震性能有一定的影响,但影响不大。     

RC框架结构基于性能的抗震加固设计

基于结构抗震性能化设计理论的核心,是建筑结构在承受不同强度的地震时可以发挥出预计的性能水准,该理论被提出后在工程界被广泛重视.随着结构规范标准的不断更新及结构本身安全性的逐年下降,将基于性能的设计方法引入到抗震加固中,对提高既有建筑的抗震设防能力具有重要的现实意义.本文以某实际工程为背景,采用基于性能的设计方法对该钢筋...     

带墙体RC框架结构抗震性能研究现状及展望

文章针对钢筋混凝土框架结构常见破坏形态,分析了震害形式产生的原因。介绍了带墙体框架结构抗震性能的研究成果及进展,阐述了框架结构中墙体的改造思路和方法。结合框架结构的震害,提出了预制挂板式维护结构,并对这种结构的减震机理进行了分析,指出利用预制墙体摆动耗能是有效减小整体结构地震响应的途径之一。     

基于EPDA的RC框架结构抗震性能分析

简要介绍push-over方法的原理、实施步骤及常用的水平加载模式。文章对某6层钢筋混凝土框架结构分别进行了多遇地震下和罕遇地震下的弹塑性分析、动力时程分析以及在不同水平加载模式下的分析,比较相应的分析结果并评价其抗震性能。     

砌体填充墙对RC框架结构抗震性能影响的研究

本文以砌体填充墙与RC框架结构的相互影响关系,分析建筑抗震功能的变动,通过砌体填充墙RC框架结构的建立所产生的受力作用和破坏力影响,进而从刚度、变形、水平承载力等方面,分析国内和国外的研究结果,并对框架结构后续的发展提供方向性建议.     

RC框架结构冗余度设计与抗震性能分析

以2008年汶川地震中映秀中学倒塌的一栋教学楼结构单体为原型,按基于冗余度理论的抗震设计方法进行改进设计,并采用静力弹塑性Push-Over方法对原设计结构和改进设计结构的抗震性能进行对比分析,结果表明,原设计和改进设计均能满足各自预期的大震不倒的目标要求,但改进设计的结构变形集中程度要缓和得多、塑性铰出现的顺序相对较晚而且分散得多,其抗震性能要明显好于原设计结果。