八度区不等层高异形柱框架抗震性能研究

目前关于八度区不等层高异形柱框架抗震性能的相关研究较少,而笔者按现行异形柱规程设计制作了一榀1/3缩尺不等层高异形柱框架并对其进行低周往复加载试验,研究分析了该类型结构的破坏特征、破坏机制、承载能力和变形能力、滞回曲线、刚度退化等抗震性能指标。研究表明,该类型框架破坏机制属于混合机制,在较高地震作用下,框架梁柱节点核心区具有足够的抗剪强度,整体抗震性能良好,但在加载后期,底层柱脚混凝土破坏较严重,降低了结构的承载能力,成为结构的薄弱部位,在设计中应予以重视。     

反复荷载作用下的异形柱框架滞回性能

基于一榀三层两跨的异形柱钢筋混凝土框架结构拟静力试验,研究了异形柱框架的抗震性能,分析了反复荷载作用下异形柱框架的滞回曲线,并根据顶层滞回曲线得到骨架曲线及相应的恢复力模型和异形柱框架结构的强度、刚度退化等性能。试验结果表明:异形柱框架结构刚度退化不明显,抗震性能良好;由试验计算得到的框架恢复力模型可为工程设计和非线性有限元分析提供参考。     

新型梁柱-钢管混凝土板柱混合结构试验研究

新型梁柱-钢管混凝土板柱混合结构的特点是钢管混凝土柱-板节点处只承担竖向荷载,不出现或者出现较小的不平衡弯矩,同时提高节点抗侧移能力,避免地震时楼板发生冲切破坏,水平荷载则全部由抗震墙和梁柱框架承担.通过1个1/2比例钢筋混凝土梁柱-钢管混凝土柱无梁楼盖异型板(跨数少于3跨)结构模型试验,研究其在受竖向均布荷载和水平荷载作用下结构的受力性能.试验结果表明,楼盖系统的竖向承载力超出设计荷载的2倍以上,具有较高的安全储备;在重力荷载产生的剪力与板抗冲切承载力的比值(gravity shear ratio,GSR)超过0.8时,弹塑性层间位移角限值不小于2.25%,满足中国《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)中大震下结构侧移的要求,优于普通的无梁楼盖系统.     

异形与矩形截面框架柱抗震性能分析

为研究平面不规则异形柱框架结构的抗震性能,本文以实际工程为背景,按照等刚度原则建立异形柱框架与矩形柱框架结构计算模型。运用PKPM有限元程序对计算模型进行弹性及弹塑性静力计算分析,从而计算出两种结构的弹性位移、扭转系数及结构的抗倒塌性能等结构抗震性能指标。结果表明,L型平面不规则异形柱框架结构在7度（0.15g）抗震烈度 、 及高度超限的情况下仍然具有较好的抗震性能,且优于等刚度矩形柱框架结构。     

多层钢筋混凝土结构的概率弹塑性抗震设计

确定了多层钢筋混凝土结构层恢复力模型(光滑模型)参数与结构层间主要设计参数的关系;进而在结构弹塑性随机动力分析的基础上,以变形与滞回耗能的线性组合定义结构的破损度,提出了多层钢筋混凝土结构在随机地震动作用下的期望破损度设计和可靠性设计方法。最后给出了一栋八层房屋的分析设计算例。     

T形钢骨增强异形柱节点抗震性能试验

目的在混凝土异形柱节点核心区加入T形钢骨,解决混凝土异形柱框架结构节点的薄弱问题．方法通过对节点核心区加入T形钢骨和同等条件下未加入T形钢骨的四个异形柱节点试件进行拟静力试验研究,对比分析异形柱节点的破坏特征、荷载、位移、滞回曲线、延性、累积损伤等抗震性能指标．结果在异形柱节点核心区加入T形钢骨能够改善混凝土异形柱节点的滞回特性,提高混凝土异形柱节点试件的承载能力、变形能力以及延性性能,减缓混凝土异形柱节点试件的刚度退化,同时也能减轻混凝土异形柱节点的累积损伤程度．结论T形钢骨在混凝土异形柱框架节点核心区的加入对提高其抗震性能效果显著．     

X形配筋增强高强钢筋异形柱边节点抗震性能试验研究

通过对核心区应用X形配筋增强的高强钢筋异形柱边节点和同等条件下未被增强的高强钢筋异形柱边节点进行拟静力试验研究,对比分析异形柱边节点的破坏特征、滞回曲线、承载能力、位移及延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明,配置HRB500高强钢筋异形柱边节点比配置600 MPa级的边节点承载能低,但滞回性能好,变形能力强,刚度退化推迟,耗能能力强;在核心区加入X形配筋,均可以改善高强钢筋异形柱边节点的破坏特征,使边节点抗剪能力、变形能力、耗能能力增强,刚度退化推迟,提高异形柱边节点抗震性能,配置HRB500高强钢筋的试件核心区应用X形配筋加强后抗震性能提高效果更好。     

钢筋混凝土框架柱端剪切破坏震害分析及对策

为避免钢筋混凝土框架柱在地震中因填充墙附加剪力导致剪切破坏,本文总结了近年来国内外破坏性地震中出现的典型柱端剪切破坏震害,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟,据此分析了框架柱端剪切破坏的受力机理,并以鲁甸地震中的一栋严重震损的实际结构为例,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟和受剪承载力计算.分析表明,填充墙附加剪力是造成框架柱端剪切破坏的主要原因.依据分析结果和已有试验成果给出了考虑填充墙附加剪力的柱端剪力荷载计算公式.震损结构案例分析表明,忽略填充墙附加剪力可能导致结构的抗倒塌能力严重下降,本文填充墙附加剪力公式计算结果与有限元分析结果及实际震害符合较好,可供工程设计参考.     

异形柱框架结构优化

异形柱框架结构是近年来迅速发展起来的一种很有发展前景的新型结构体系.根据规范的方法对异形柱正截面承载力进行了分析,编写了相应的配筋程序,与PKPM相比较,结果较满意.在优化计算中,优化的目标函数为主体结构的综合造价,优化变量考虑全面,约束条件以现行规范条文为依据,并运用了多级优化的思想使得优化结果能更符合实际工程设计施工的要求,编写了异形柱框架结构多级优化程序.     

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。     

自复位钢筋混凝土框架结构及其拟静力试验（特约稿）

自复位钢筋混凝土框架结构是一种新型可恢复功能结构。相比于普通混凝土框架，该结构在地震作用下结构损伤轻微残余变形小，在地震后不需修复或稍加修复即可重新投入使用。因此，该结构是一种适用于高烈度地震频发地区中低层框架的低成本新型防震结构。自复位混凝土框架结构体系使用无粘结预应力筋连接结构中的各个构件，在结构的节点位置形成可以互相分离的界面。在较大的地震作用下，构件间允许发生界面分离，表现为梁端节点张开与柱脚节点提离等现象，从而减轻了结构的损伤。震后在预应力的作用下，构件间的界面重新闭合，实现自复位。首先总结了已有自复位节点的研究成果，阐明了自复位结构的组成与关键构造。为了进一步研究自复位钢筋混凝土框架在地震作用下的变形模式与受力特征，进行了三向自复位框架结构的1∶2.5缩尺模型拟静力试验。本文给出了试验模型的基本信息，包括模型的设计参数，材料性能，具体构造等内容；给出了主要的静力试验结果，包括试验的主要现象与损伤特征、模型的变形模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化与残余变形等信息。试验结果表明：模型的变形能力强，在1/38顶层位移比（顶层位移/结构高度）下模型除少数细微裂缝外没有损伤，在更大的变形下模型损伤逐渐在梁端节点位置开展；在1/19顶层位移比下模型的承载力仍然没有出现下降；模型的残余变形很小，在模型加载的全过程中，其残余位移角都处在可以接受的范围内。     

柱失效方程中荷载相关特性对承载力抗震设计可靠度的影响

以竖向荷载和水平地震作用组合下的钢筋混凝土柱和钢柱为对象,研究了失效方程中荷载相关特性对柱承载力抗震可靠性的影响。根据现行《混凝土结构设计规范》和《钢结构设计规范》分析了不同柱弯矩轴力相关曲线的特性。结合多个框架结构实例,对比了柱失效方程中荷载相关曲线与规范考虑情形的异同。实例分析表明:水平地震和竖向荷载组合作用下,小偏压RC柱和工字型钢柱的荷载相关曲线与规范考虑的情形较为符合,均近似为负相关的直线;水平地震和竖向荷载组合作用下,大偏压RC柱的荷载相关曲线则与规范考虑的情形有较大出入,存在明显的正相关段部分。在此基础上,考虑失效方程复杂特性,依据已有的荷载和抗力变量概率模型,采用Monte Carlo法分析了水平地震和竖向荷载组合作用下柱的可靠性。结果表明:钢柱和小偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化幅度较小,与规范模式计算结果较接近;大偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化会有较大幅度波动,与规范模式计算结果差异较大;当轴压力荷载效应比值为负时,大偏压RC柱的承载力抗震可靠度会低于规范计算值较多,现行柱可靠性设计方法会偏于不安全。     

弹性地基上空间巨型框架结构的自由振动分析

针对弹性地基上的空间巨型框架结构的动力分析,提出了一种简化的算法,即将空间巨型框架结构中的辅助框架柱只考虑其轴向变形,沿巨型框架梁的轴线方向连续化后,作为巨型梁单元的弹性地基,把巨型梁按照巨型弹性地基梁处理,然后将巨型柱和巨型弹性地基梁组成空间巨型框架;在考虑了地基的弹性变形后,用一种简化的空间杆系——层模型对其进行动力分析.算例计算结果表明:新的简化方法是合理的、可行的.     

工业化装配式高层钢结构体系创新、标准规范编制及产业化关键问题

为实现钢框架结构震后损伤可快速修复的功能,基于损伤控制思想,提出一种带可更换抗侧耗能装置的装配式钢框架结构.利用ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析,首先对该钢框架结构的受力机理开展研究,分析钢框架体系内力流传递路径,提出结构的合理失效顺序,建立相应失效准则;而后对该装配式钢框架结构与对应刚接框架及铰接框架进行对比分析;最后进行变参数分析,着重讨论该柱脚节点抗侧剪切件截面宽度、厚度及高度、节点板连系螺栓数量、柱脚横梁刚度及柱轴压比等参数对该装配式钢框架结构力学性能的影响.研究表明,合理设计的该装配式钢框架结构在屈服荷载及抗侧刚度两方面可以与对应刚接柱脚框架完全等效,且该新型钢框结构主体构件的应力分布优于对应刚接框架,可以将结构内的塑性损伤集中在翼缘连接盖板、抗侧耗能装置等易于更换的耗能元件上,使梁柱等主体构件基本处于弹性状态,具备震后可恢复功能.

     

柱下独立基础连系梁内力分析与设计

对柱下独立基础连系梁的功能进行了分析.考虑基础的水平位移、地基不均匀沉降和基础转动等情况分析了地基梁的内力,并在此基础上提出了连系梁的设计建议.     

大跨度空间结构箱形钢柱的恢复力模型

基于16根箱形钢柱的拟静力试验及85个箱形构件的数值分析,研究反复水平荷载作用下偏心常轴压箱形钢柱的恢复力特性.通过对试验和有限元结果进行回归分析,得到骨架曲线关键点的求解公式.根据试验结果确定了反复荷载作用下偏心常轴压箱形钢柱的刚度退化和强度退化规则.在此基础上,提出大跨度空间结构箱形钢柱的恢复力模型,并与试验结果进行比较,得出恢复力模型的求解精度较高,尤其能准确反映构件的刚度退化和强度退化特征,可用于大跨度空间结构的弹塑性反应分析.     

异形柱框架结构计算模型探讨

通过对一个异形柱框架结构工程实例采用不同计算模型进行计算对比分析,探索更加接近实际受力情况的计算模型.并采用有限元计算程序分析L形角柱内力,与规范的计算结果作出比较,得出有益于工程实践的建议,可供设计人员参考.     

T形截面砖砌体承重纵墙非线性分析

对混合结构的Ｔ形截面承重纵墙进行非线性全过程分析,计算简图是由钢筋混凝土梁和Ｔ形截面砖砌体墙段构成的组合平面框架,采用实际刚性法的杆系模型。通过对梁跨为１２ｍ的五层楼房计算,表明墙体的约束弯矩与上部压力及梁的上部钢筋面积紧密相关,墙体的内力重分布在整个加载过程不断进行。     

空腹式型钢砼框架柱的恢复力性能

根据６个配角钢骨架空腹式型钢砼框架柱试验,研究了在框架柱在低周反复循环加载条件下的破坏形态和滞回性能,提出了能反映空腹式型钢砼框架柱性能的退化三线型恢复力模型及其特征点的计算方法。     

某砖混住宅轻钢结构加层抗震设计研究

为了探讨利用无比轻钢加层后结构的抗震性能,以无比轻钢结构加层后的某砖混结构为研究对象,对无比轻钢结构提出了一个简化的计算模型.采用底部剪力法计算出加层后在水平地震作用下各层地震剪力,运用结构力学求解器计算出加建层结构各柱的内力,然后对柱的承载力作了验算.结果表明,在水平地震作用下各柱没有发生破坏.因此,无比轻钢结构的抗震性能好,具有良好的应用前景.