钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

由于钢筋混凝土框架结构已经在民用建筑和工业建筑中得到了广泛的应用,因此本文以三维框架结构体系为研究对象,以美国地震工程研究中心(PEER)提出的概率性能评定框架为基础,对钢筋混凝土框架结构的地震易损性进行了研究.研究中所采用的有限元软件为美国中部地震研究中心(MAE Center)开发的ZEUS-NL软件.     

中小学建筑钢筋混凝土框架结构的地震易损性分析

中小学建筑作为具有特定使用功能的建筑物,由地震引起灾害的可能性和危害性都比其他类型建筑物大得多。本文以中小学建筑中的钢筋混凝土框架结构作为研究对象,对其进行易损性分析。     

锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析

钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要因素,会引起结构的自振周期延长、地震需求变化及抗震能力衰减,使得锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性分析不同于未锈蚀钢筋混凝土结构。以一栋按我国规范设计的RC框架结构为研究对象,分别建立了未锈蚀和锈蚀结构的非线性有限元模型并进行了模型验证。分别采用云图法和条带法计算得到了钢筋混凝土结构在未锈蚀和锈蚀两种工况下的地震易损性曲线和函数参数,对锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析的特殊性及其对地震易损性分析结果的影响进行了分析。分析结果表明：不考虑钢筋锈蚀引起的结构自振周期延长会错误估计锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性水平。采用云图法分析锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性会出现锈蚀结构的极限状态失效概率低于未锈蚀结构的情况。而条带法比云图法可以更好地反映钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构地震易损性的影响。忽略钢筋锈蚀引起的结构抗震能力衰减会低估锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性水平,建议在锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析中采用基于Pushover的极限状态定义方法。     

基于IDA的RC框架结构地震易损性分析

针对某钢筋混凝土(RC)框架结构的抗震安全问题,以谱加速度为地震动强度指标、层间位移角最大值为结构损伤指标,基于增量动力分析(IDA)法对该结构进行了地震易损性分析,得出了该框架结构在不同地震动强度下的失效概率公式和地震易损性曲线,并评估了其抗震性能。结果表明,随着地震作用的增大,各个性能水平下框架结构的失效概率逐渐增大,结构进入塑性阶段,易损性曲线的走势变得平缓;在IO状态下,易损性曲线急剧上升,结构易受到破坏;在LS和CP状态下,易损性曲线呈平缓趋势,表明结构具备一定的延性耗能能力,能够抵抗大震的作用。     

钢筋混凝土框架结构的损伤状态相关余震易损性分析

一次主震过后通常伴有多次余震发生,由于主、余震间隔时间较短,主震损伤结构通常要遭受进一步的余震作用.为了评估震损结构的余震安全,提出了一种损伤状态相关的余震易损性分析方法.该方法采用有限次整体调幅的主余震序列作为输入,利用Park-Ang指数描述结构在主余震序列作用下的主震损伤和累积损伤,基于logistic回归方法生...     

我国沿海地区RC框架结构地震易损性分析

文章考虑到近海大气的腐蚀环境,在材料层次,通过考虑钢筋应力及弹性模量削弱、混凝土碳化作用、保护层混凝土开裂软化、核心区混凝土极限压应变降低等模拟氯离子等侵蚀对RC框架结构材料性能的影响,并基于实验数据从构件和框架整体上验证了模拟方法的正确性;在结构层次,基于上述材料力学性能退化模型,对6层和9层的不同龄期的框架结构,采用IDA方法进行时程分析,以地震动峰值地面加速度为地震动强度指标,最大层间位移角为结构损伤指标,得到了不同腐蚀龄期、层高、设防烈度的易损性曲线。结果表明：同一设防烈度下,腐蚀龄期越长,结构的超越概率越大;同一龄期下,设防烈度越低,结构的超越概率越大。     

考虑碰撞效应的相邻框架结构地震易损性分析

针对间距不足和高度不等的相邻钢筋混凝土框架结构,设置考虑碰撞刚度和阻尼非线性的碰撞单元,通过对三维非线性有限元模型的时程分析研究地震碰撞效应,并开展增量动力分析,分别以所有层和碰撞层最大层间位移角为工程需求参数,提出考虑碰撞效应的地震易损性分析方法。以6层和4层、6层和5层、6层和3层相邻钢筋混凝土框架结构为例,对比分析不同周期比下考虑与不考虑碰撞效应的相邻结构地震易损性曲线。结果表明：对于6层和4层相邻结构,考虑碰撞效应后,6层结构所有层的最大层间位移角对应的失效概率略有减小,4层结构的反之,而较低结构的碰撞层及较高结构的碰撞层以上层的最大层间位移角对应的失效概率明显增大,即碰撞效应对结构整体响应影响不明显,而对局部响应影响显著;6层和5层、6层和3层相邻结构地震易损性曲线具有类似规律,且相邻结构自振周期越接近,碰撞对结构地震易损性影响越小。     

考虑倒塌概率修正的钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

为研究倒塌概率对非倒塌极限状态的影响,提出了考虑倒塌概率修正的结构地震易损性分析方法。基于全概率定理,将结构极限状态划分为倒塌状态和非倒塌状态两类,若结构发生倒塌则认为结构发生非倒塌极限状态破坏的概率为100%。考虑倒塌概率修正的地震易损性分析方法包含直接方法和间接方法,其中,直接方法是直接对传统地震易损性函数进行修正,而间接方法仅修正地震易损性函数中的概率地震需求参数。以4榀不同高度不同设防烈度的钢筋混凝土平面框架结构作为研究对象,选择100条实际地震动记录作为输入,分别采用直接方法和间接方法开展考虑倒塌概率修正的地震易损性分析。结果表明：倒塌概率对轻微破坏和中等破坏极限状态的影响较小,而对严重破坏极限状态的影响较大;在地震动强度较小时,两种方法对地震易损性的修正结果相差较小;随着地震动强度的提高,两种方法对地震易损性修正结果的差距逐渐增大。     

钢筋混凝土桥梁地震易损性分析研究综述

通过对桥梁结构的地震易损性进行概述,就国内外钢筋混凝土桥梁地震破坏的研究现状作了归纳,并对其进行了分析说明,以指导桥梁结构抗震设计实践。     

自复位胶合木框架结构设计方法与地震易损性分析

自复位体系可以降低结构震后残余变形,提高震后快速恢复能力.将自复位体系与胶合木框架结构相结合,是提高木框架结构抗震韧性的重要途径之一.为此,提出了自复位胶合木梁柱节点(self-centering glulam post-and-beam joint)设计方法,并对自复位结构(self-centering struct...     

地震灾区既有混凝土框架结构的抗震性能研究

以汶川县威州镇一幢既有典型混凝土框架结构房屋为研究对象,分析了当地现有混凝土结构的抗震安全水平.采用《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)设定的设防烈度及地震水平,对混凝土结构进行非线性时程分析,建立了该结构的概率地震需求模型.依据该模型确定结构地震易损性水平,建立继续使用、严重破坏和倒塌3种状态下结构的地震易损性曲线,以此研究汶川县此类结构设计的抗震安全水平.研究结果表明:此类既有混凝土框架结构不能完全满足《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中不同抗震设防等级关于房屋破坏和倒塌的基本要求.     

带X型支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能分析

为了提高钢筋混凝土框架结构抵抗超设防烈度地震的能力,研究了在框架中合理设置支撑对结构抗震性能的影响.以某8层框架工程为背景,对3种不同的结构方案——无支撑钢筋混凝土框架、带X型钢管支撑钢筋混凝土框架和带X型钢管混凝土支撑钢筋混凝土框架结构在强震作用下的受力性能进行了Pushover分析.结果表明:在钢筋混凝土框架结构中合理设置支撑可以有效提高结构抗侧刚度,增大结构耗能能力和抗震能力,减小结构顶点侧移和层间侧移;不同材料的支撑起到的抗震效果也不相同,对于本文分析模型,合理设置钢管混凝土支撑起到的抗震效果比设置钢管支撑更加明显.     

钢筋混凝土框架结构施工图审查中的几个问题

在分析研究钢筋混凝土框架结构抗震性能的基础上,针对结构的受力特点,结合施工图审查中存在的大量共性问题进行了探讨,给出了建议。     

斜向地震作用下RC框架静动力弹塑性分析

汶川地震中,大量钢筋混凝土结构柱端先于梁端产生破坏甚至因此引起房屋倒塌,并未形成抗震设计规范期望的"强柱弱梁"破坏机制。探究其原因,除楼板、填充墙、梁筋超配和钢筋超强等因素间接增强梁强度外,斜向地震作用是加剧该破坏状态的主要原因之一,这已从构件层面得到验证。本文针对按现行规范要求两主轴方向满足"强柱弱梁"设计的钢筋混凝土框架结构,以45°地震作用为例对斜向和轴向地震作用下RC框架静/动力弹塑性响应进行了对比分析。结果表明:结构在主轴方向地震作用下更易形成梁铰破坏机制,以梁屈服耗能为主;而在斜向地震作用下更易形成柱铰破坏机制,以柱屈服耗能为主。从而从结构层面进一步证明了斜向地震作用是决定结构破坏形式的主要因素之一,在设计中需要予以考虑。     

楼梯系统对于框架抗震性能的影响

为研究楼梯构件对框架结构抗震性能的影响,建立了考虑楼梯构件的精确分析模型,首先对弹性分析的结果进行了对比分析;进一步的Pushover分析结果表明：考虑楼梯构件的框架结构在强震作用下塑性变形机制与常规的框架计算模型有较大的差别。最后．文章给出了考虑偻梯构件影响的抗震框架结构的设计建议。     

汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策

汶川大地震造成了部分钢筋混土框架结构的严重破坏和倒塌,震害包括结构的整体倒塌、部分倒塌、薄弱层倒塌、底层柱的柱顶和柱底的弯曲破坏、短柱的剪切破坏、框架梁端的弯曲破坏等等;此外原先抗震设计时不被注意的楼梯出现受拉破坏,有的甚至被拉断;填充墙是框架结构破坏严重的非结构构件。框架结构这些震害产生的原因多种多样,如实际地震影响烈度大大超过设计设防烈度、建筑的施工质量问题、设计不合理（刚度突变,强梁弱柱）,等等。在对倒塌破坏的框架的震害进行深入分析后,本文提出了解决框架结构抗倒塌的方法：加强柱的抗震设计、适当布置抗震墙、采用隔震或消能减震技术。楼梯设计时应考虑地震下楼梯受力情况,采用刚性连接时,要求计算出楼梯地震效应,并进行配筋;楼梯一端与结构采用滑动连接时,可消除楼梯地震作用下的内力,设计时可不考虑地震影响;加强结构填充墙抗震性能,确保罕遇地震下不致倒塌伤人。     

混凝土框架摇摆墙结构体系的抗震性能分析

为研究框架摇摆墙结构体系的抗震性能,以1个6层混凝土框架结构模型为例,利用通用有限元软件SAP2000建立了该结构的简化模型,并通过弹塑性动力时程分析,得到了附加摇摆墙前后结构的地震响应。分析结果表明:附加摇摆墙后,结构以摆动振型振动,各层的层间位移角趋于一致,结构层间变形的集中得到有效控制,从而使结构形成整体屈服破坏机制,防止局部层屈服破坏机制的产生,充分发挥整个结构的耗能能力;附加摇摆墙后,结构周期略有减小,不会显著增加结构基底剪力,即使仅附加高度为结构总高度一半的摇摆墙,也能有效控制结构底层的变形集中;该框架摇摆墙结构体系具有良好的抗震性能。     

影响钢筋混凝土框架节点抗震性能的因素

文章主要讨论了影响钢筋混凝土框架节点抗震性能的一些因素,供钢筋混凝土框架节点的抗震设计参考。     

钢筋混凝土框架——斜撑结构体系抗震分析

在各种钢筋混凝土结构体系中,框架结构是抗震性能比较差的一种,其主要原因是框架结构只有一道抗震防线.目前在混凝土框架结构中增加抗震防线的结构有混凝土框架—剪力墙结构和钢支撑—混凝土框架结构.在钢框架结构中增加抗震防线的结构有框架—中心支撑结构和框架—偏心支撑结构.本文吸取上述各种结构的优点,提出在混凝土框架结构中增加混凝土斜撑,由混凝土框架和混凝土斜撑组合成一种新的抗侧力结构体系:混凝土框架一斜撑结构.本文通过与同类结构的对比及试设计计算结果分析,来论证这种新的结构体系符合抗震规范对结构体系的各项要求,在抗震性能及经济适用等方面都具有一定的优越性,可以应用到实际工程中.     

RC框架梁柱组合件抗震性能试验研究

本文进行了 6个 1／ 2比例框架梁柱组合件试件的低周反复荷载试验,重点研究了按我国规范设计的 RC框架结构的典型受力单元 (梁柱组合件 )的变形性能及恢复力特征。试件的主要研究参数为梁纵向钢筋配筋率、梁塑性铰区配箍率以及节点核芯区体积配箍率。在对试件总体变形及塑性铰区域和节点核芯区局部变形量测结果统计分析基础上,研究了塑性铰区域的弯曲变形、剪切变形和纵向钢筋在节点区的粘结滑移以及节点区的剪切变形所产生的侧移在框架结构总侧移中所占的比例及其规律。