基于IDRAC的高强度RC框架损伤评价

采用6层高强度RC框架结构为算例进行地震波输入下结构损伤的评价。引进损伤分析程序IDACR2D对框架结构在大震作用下进行动力分析,研究了高强度RC框架结构的抗震性能,并对损伤程度评价。研究表明采取加权系数组合法由构件损伤组合出层或结构整体损伤的方法较为合理,适用性较好。比较修正Park&Ang损伤模型与基于IDRAC损伤分析方法的损伤指标,表明本文的损伤模型更适用于评价高强度RC结构。采用加权系数组合法和自振频率衰减法计算的损伤指数分布情况能较实际地反映结构整体的损伤情况。     

钢框架结构在地震作用下累积损伤分析及试验研究

钢框架结构在强地震作用下将进入非线性状态,结构的刚度和强度等力学性能随之降低,从而影响到结构以后的抗震性能。因此,如何确定结构在一次或多次地震作用后的力学性能,是结构在多次地震作用下动力分析的重要内容,为了达到这个目的,首先需要确定结构在每次地震作用后各层的累积损伤指数,再通过损伤指数来定量确定结构的剩余刚度和剩余强度。本文通过钢框架结构的多次振动台模拟试验,应用损伤力学理论,建立钢框架结构在地震作用下考虑损伤累积效应的双线性恢复力模型,结构在地震作用下的动力分析采用层间模型,并运用Wilson-θ法进行计算分析,通过试验和计算的对比,在多次地震作用后,由于框架结构的层间模型产生了强度和刚度的退化,考虑损伤累积效应后的计算结果更符合试验结果,最终为地震作用后的结构的修复和抗震能力的评估提供分析基础。     

基于混凝土损伤塑性模型的框架结构开裂损伤分析

通过有限元分析软件ABAQUS建立某12层框架结构并进行时程分析,基于混凝土损伤塑性模型,研究了该框架结构在地震作用下的结构开裂损伤发展状况,探讨了应用混凝土损伤塑性模型预测钢筋混凝土框架结构整体损伤及裂缝发展的可行性及存在的问题,为相似的框架结构的损伤破坏提供理论支持。     

考虑低周疲劳寿命的改进Park-Ang地震损伤模型

随着基于性态抗震设计理论的发展 ,Park Ang双参数地震损伤模型在建立性态目标量化准则方面受到重视。本文的研究目的是结合钢筋混凝土构件低周疲劳试验结果 ,对该模型作进一步发展和完善。基于低周反复荷载作用下钢筋混凝土构件疲劳寿命方程 ,结合国内外发表的试验结果分析了构件极限滞回耗能与位移延性系数的关系 ,近似为指数衰减关系。通过引入另外的与加载路径有关的能量项加权因子 βi,由定义的临界延性系数 μ0 和能量等效系数YE 计算 ,提出了Park Ang双参数地震损伤模型新的改进形式。改进的地震损伤模型规格化最大位移与规格化滞回耗能是非线性组合 ,可以近似考虑加载路径对损伤影响。试验和数值分析表明改进损伤模型可以有效地降低组合参数 β不确定性对损伤指数计算结果的影响 ,而新引入参数的不确定性对其计算结果几乎没有影响。分析了滞回耗能在构件地震累积损伤中所占的比重及其与加载路径的关系。建议了改进Park Ang双参数地震损伤模型可修复破坏和倒塌破坏损伤指数临界值可分别取为 0 4和 0 8。     

地震激励下钢筋混凝土框架结构楼层损伤研究

地震激励将诱引建筑结构损伤,且损伤会由于荷载循环次数的增加而不断累积。在分析总结国内外关于楼层地震损伤模型研究成果的基础上,得出结构损伤从构件维度上考虑比从整体结构维度上考虑更能合理反映损伤演化规律。采用"预损法"并利用有限元软件ABAQUS模拟框架结构在构件各主要设计参数(如楼板作用、轴压比)变化时所引起的损伤,揭示各类构件损伤对楼层损伤的影响规律,建立往复荷载作用下钢筋混凝土框架结构楼层损伤模型。     

多层钢筋混凝土框架结构基于材料的损伤模型研究

基于线性损伤理论,在确立混凝土和钢筋材料的损伤指标计算模型的基础上,通过引入加权系数,实现了从材料到钢筋混凝土构件截面、构件、楼层及框架结构损伤指标的计算;并按我国现行规范设计了一个位于抗震设防烈度为8度区的5层钢筋混凝土框架结构;采用Open Sees软件按上述基于材料的钢筋混凝土整体结构的损伤评估方法对其进行了增量动力分析及损伤评估。计算结果表明:采用基于材料的损伤模型计算方法,不仅能够很好地预测多层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的损伤发展过程,还能很好地评估多层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的损伤状态。     

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。     

钢筋混凝土剪力墙构件双参数地震损伤模型研究

为了研究剪力墙的地震损伤,在分析现有结构地震损伤模型的基础上,基于理想弹塑性结构的恢复力模型,提出一种改进的双参数地震损伤模型。依据实验数据,采用该模型对钢筋混凝土剪力墙结构在低周反复荷载作用下的变形与累积滞回耗能进行分析,确定模型参数。对剪力墙结构损伤中最大变形引起的损伤和累积滞回耗能引起的损伤进行了比较,结果表明最大变形引起的损伤在结构损伤中所占比例较大,但累积滞回耗能引起的损伤不能忽略。     

混凝土框架结构抗震分析的塑性损伤模型

地震作用下,结构会遭受损伤.为了对结构进行损伤评估,本文基于经典塑性模型与连续损伤模型,根据广义应力空间塑性力学确定塑性变形的演化法则,建立了一种塑性损伤模型,用来进行混凝土框架结构的抗震分析,将塑性损伤的本构关系运用于在两端具有塑性铰的梁模型,模拟框架结构的梁柱.同时该模型的损伤指数可以确定结构各单元和整体的地震时性...     

基于统计矩理论的无模型结构损伤识别方法研究

通过对统计矩理论的分析,提出了一种在时域内利用结构加速度八阶矩作为损伤指标,直接利用输出信号快速判断结构有无损伤及损伤位置的识别方法。通过对典型Benchmark四层钢框架结构数值仿真模型和实测试验进行分析,研究了不同位置斜撑缺失以及弹性模量减少工况下的损伤位置识别,并通过12层标准RC框架振动台试验数据分析了不同楼层梁的损伤工况,判定了各楼层相对损伤程度变化。结果表明：利用响应信号的结构加速度八阶矩适合作为损伤识别的直接判别指标,通过两次定期测试的相对变化可以直接快速对不同损伤工况进行损伤诊断。     

高层钢框架考虑损伤累积效应的地震倒塌分析方法

针对结构倒塌破坏的不确定性,提出一种用于高层钢框架结构在强震作用下结构倒塌全过程模拟的数值方法,该方法采用基于中心差分法的显式积分格式,通过定义结构的层损伤,将修正的K&K模型应用到结构中,以考虑结构在地震作用下强度和刚度的退化规律。通过编制有限元程序将该方法用于分析20层benchmark模型结构倒塌全过程和倒塌机理。分析表明,该考虑材料损伤累积效应的方法能更精确地确定高层钢框架结构的失效极限荷载,且在未知结构的失效破坏模式前提下,可较好地模拟在地震作用下结构的失效路径以及倒塌全过程和揭示结构的倒塌机理。     

传统藏式民居的典型震害及易损性研究

中国西部川、藏、甘、青、滇地区地震频发,藏式民居的震害严重威胁藏民的生命财产安全。为科学评估传统藏式民居的抗震水平,以藏区最为常见的石木结构房屋为主要研究对象,分析其结构组成特征。结果表明,该类结构普遍具有收分墙、木构架和重楼屋盖的结构构造特点,且承重体系混杂。在此基础上,结合2014年康定6.3级地震现场震害调研,总结石木结构的典型震害特征,并探讨其震害原因。广泛收集历年来藏区所遭受的几次典型地震中藏式石木结构的震损数据,统计分析得到了石木结构的易损性矩阵及易损性指数,并与普通砖混结构、钢筋混凝土框架结构的易损性进行对比分析。研究结果表明：藏式民居石砌外墙刚度大、石砌体抗拉和抗剪强度低、房屋整体性差、各部分地震反应不协调以及缺乏专业抗震设计建造,在地震中表现出石砌外承重墙率先震坏、门窗洞口处薄弱且裂缝形态与普通砖混结构显著不同、上层破坏程度大于下层等特点;藏式民居的易损性明显高于砖混结构和钢筋混凝土框架结构,其中外围墙体承重与否对藏式民居的抗震性能有较大影响;建议震害评估或震害预测时将藏式民居单独列为一类考虑。     

反复荷载作用下混凝土异形柱结构累积损伤分析及试验研究

反复荷载作用下混凝土结构的累积损伤将加重其力学性能的劣化,实用的结构累积损伤评价模型,可以定量确定结构的剩余刚度和强度,为结构安全评估和修复加固提供理论依据。本文以结构在理想无损伤状态下外力所作的功为初始标量,依据能量耗散原理,提出反复荷载作用下结构累积损伤评价模型。应用该损伤模型结合试验数据分别对L形截面柱、异形柱框架节点和异形柱框架结构进行了累积损伤分析,所得到的损伤评价指标,能较好地反映在反复荷载作用下钢筋混凝土结构的累计损伤状态。     

钢筋混凝土框架结构建筑的震害与对策分析

详细分析了钢筋混凝土框架结构体系建筑在地震中的破坏特征、破坏机理,并结合我国目前的抗震设防现状和国外发达国家的抗震经验,给出了提高结构抗震能力的措施,对于提高RC框架建筑的抗震性能和减少或避免地震引起的损失具有一定的指导意义。     

高层型钢混凝土框架-混凝土核心筒混合结构#br# 地震破坏等级评估方法研究

型钢混凝土(SRC)框架 混凝土核心筒混合结构以其较好的抗震性能和灵活的空间布置被越来越多地应用于高层及超高层建筑中,合理评估其地震破坏等级可为震前灾害预测和震后修复或重建提供重要依据。总结分析大量该类结构主要受力构件的拟静力试验结果,参考《建(构)筑物地震破坏等级划分》(GB/T 24335—2009)和相关文献,给出各主要受力构件不同破坏状态的描述,计算各构件在不同破坏状态下满足85%以上保证率的变形指标限值,建立基于构件变形指标的该类高层混合结构破坏等级评估方法。通过有限元分析,对1栋混合结构在三水准地震作用下的破坏等级进行评估。结果表明：基于构件变形指标给出的整体结构的破坏等级判别结果与基于有限元分析给出的材料损伤云图的综合判别结果一致,说明所给出的各构件变形指标限值是合理的,所建立的方法是可靠有效的,可为该类高层混合结构的性能评估提供依据和方法。     

相邻RC框架结构地震碰撞过程模拟与初步分析

相邻建筑物碰撞是指地震作用下其间距无法满足相对位移要求时造成的侧向撞击,常常导致或加剧结构破坏。选取Hertz-damp接触单元模型,推导了考虑碰撞的结构动力方程,模拟了相邻钢筋混凝土（RC）框架结构地震碰撞过程。分析碰撞过程,并利用梁柱单元破坏指数的变化解释了相邻RC框架结构地震碰撞破坏机理,指出地震碰撞破坏作用不完全随防震缝宽度的增加而降低。     

再生混凝土框架结构地震作用下随机损伤与评估分析

通过对缩尺比例为1∶4的3层再生混凝土框架结构模型双向输入模拟振动台试验结果的分析,研究了该结构频率、阻尼以及层间位移角的变化情况。结果表明：该再生混凝土框架结构具有良好的抗震性能。综合考虑再生混凝土框架结构X、Y向不同频率、阻尼比、刚度、结构振型以及不同的结构形式与自振频率的测试方法,提出了相应的再生混凝土框架整体结构损伤模型;基于该损伤模型对该再生混凝土框架结构破坏等级的分析,结合现行相关规范要求,建立了再生混凝土框架结构破坏等级划分;拟合了再生混凝土框架结构损伤指标的计算式。研究结果表明：提出的损伤模型与试验现象基本吻合,能够用于再生混凝土框架结构震后损伤与定量评估分析。     

变轴力下钢筋混凝土柱的抗震性能分析

准确预测地震作用下钢筋混凝土(RC)柱的受力特性,对评估混凝土结构的抗震性能具有重要意义。地震作用下,混凝土结构中的RC柱除承受水平荷载外,还由于地震作用引起的倾覆力矩影响承受变轴力作用。因此,往复荷载下RC柱受力及变形特性的研究应该考虑变轴力的影响。首先通过恒轴力和变轴力下RC柱滞回性能的模拟,验证了本研究基于纤维模型程序开发的数值分析模型的准确性。然后,利用该数值模型和分析程序,对一RC柱进行了不同变轴力模式下滞回性能的分析研究。分析结果表明,轴力的变化对RC柱的滞回性能有很大影响。由于非耦合型变轴力变化过程的随机性,为便于变轴力下RC柱的抗震性能分析和试验研究,提出了等代定轴力的概念及其确定方法。     

山地掉层RC框架结构振动台试验研究

为研究具有不等高基础约束的山地掉层框架结构的地震响应特征和破坏机理,及其与等高基础约束的典型框架结构的差异,设计和制作了总层数均为6层的1/8缩尺掉层RC框架结构和典型RC框架结构模型。通过振动台试验,对两者不同地震强度时的试验宏观现象及动力特性、加速度响应、位移响应、层间位移角等进行对比研究。试验分析表明：掉层RC框架结构的振型曲线及顺坡向的变形特征与典型框架结构不同,掉层RC框架顺坡向的整体变形并非剪切型,且有明显的扭转效应;掉层框架结构的破坏形式不同于典型框架结构,典型框架最终表现为部分楼层屈服机制,而掉层框架的柱铰最先出现于上接地柱端,随地震强度的增大,柱端塑性铰向掉层部分转移,掉层接地角柱底部损伤增加显著,结构在罕遇地震及更高强度的地震作用下能保证较好的整体性,但上接地柱破坏较严重。