钢筋混凝土核心筒结构受力性能的数值模拟

钢筋混凝土核心筒是一种空间性能较好的抗侧力构件,其在地震作用下受力机理复杂,故准确模拟其非线性受力过程是结构抗震分析的重要课题。本文利用先进的数值模拟技术,在已有试验研究的基础上,对混凝土核心筒进行合理建模,并系统分析了轴压比、配筋率、加载角、高宽比和连梁刚度等对混凝土核心筒承载力和变形性能的影响规律。分析结果表明,数值模拟结果和试验结果吻合较好;轴压比、配筋率对核心筒的弹性和弹塑性性能影响显著;加载角和连梁刚度主要影响混凝土筒体开裂后的性能;而高宽比既影响核心筒的承载力和变形性能,又决定着核心筒的破坏形式。研究结果对混凝土核心筒的地震弹塑性计算具有一定的参考价值。     

内置高强芯柱的方钢管混凝土柱-钢梁端板-螺栓连接节点的抗震性能

为研究内置FRP约束UHPC高强芯柱的方钢管混凝土柱-钢梁端板-螺栓连接节点的抗震性能,基于“强柱弱梁”目标设计制作5个端板-螺栓连接节点试件,通过拟静力试验研究节点的破坏机理,并分析柱轴压比、FRP管厚度和有无芯柱对节点抗震性能的影响,对比钢梁更换前后节点的性能。试验结果表明：所有试件均在梁端形成塑性铰破坏;该破坏模式下,节点具有较高的承载力、耗能能力和较好的延性;内置芯柱时,试件承载力提高但延性降低;随着FRP管厚度增加,节点初始刚度和耗能能力均得到提升;相比原试件,更换梁试件的耗能能力、延性和初始刚度均有所降低。变形分析结果表明：节点域组合柱以受弯变形为主,两侧钢梁主要承担节点域的剪切变形。依据初始刚度判定该节点属于刚性节点。     

含间隙非线性的惯容橡胶复合隔振系统可靠性分析

大多数惯容系统的研究未考虑间隙非线性的影响,有研究表明,大间隙的产生对系统响应的影响不可忽略。该文建立了含间隙非线性的惯容-橡胶复合隔振系统的随机微分方程,基于随机非线性分析方法,推导了系统响应的统计矩,计算了系统响应的概率密度函数,利用首超可靠性分析理论求得了系统的失效概率,并分析了间隙对系统响应的统计特性及可靠性的影响。同时,也考虑了非平稳激励下间隙非线性对系统响应及可靠性的影响。结果表明,间隙值变大时,系统响应的统计矩变大,概率密度函数曲线快速发散,系统的失效概率迅速增加,这与确定性分析得到的结果不同,在设计隔振器时应当考虑间隙对系统动力可靠性的影响。     

考虑嵌固支座约束的钢筋混凝土柱数值分析研究

嵌固支座对钢筋混凝土柱根区域具有一定约束作用,而传统纤维单元中并未考虑此约束,对以弯曲破坏为主的钢筋混凝土柱进行数值模拟,发现不考虑嵌固支座约束时柱的承载力较试验值低,且轴压比越大偏低越多.分析混凝土强度和峰值应变对柱正截面抗弯承载力的影响,揭示嵌固支座约束对承载力的提高机理,分别采用修正系数K₁、K₂、K₃反映约束作用对破坏控制截面位置、混凝土强度和峰值应变的影响,建立了修正后的钢筋混凝土柱纤维模型,计算与试验结果吻合良好,表明所提方法有较好的适用性.     

竖向不规则结构非线性静力推覆分析的水平侧向力研究

非线性静力分析方法可以较为简便地预估结构的弹塑性反应,但仅取常见水平侧向力分布模型并不能满足实际工程的需要,例如高振型的影响和不规则结构的特殊性。对竖向不规则结构进行非线性时程分析,建立了水平侧向力分布与结构层刚度的关系式,从而提出了一种新的水平侧向力分布形式和方法。结合几种常见的水平侧向力形式,对5种侧向刚度不规则的情况进行了推覆分析,并与时程分析结果进行了比较,结果表明该方法不但可以找到各种侧向刚度不规则结构的薄弱层而且还具有较高的精度。     

不同双轴加载路径下T形截面RC剪力墙抗震性能试验研究EI北大核心CSCD

为了探究复杂多维地震作用下带翼缘剪力墙的损伤机理和抗震性能,进行了5个T形截面RC剪力墙的水平单、双轴拟静力试验,研究双轴加载对T形墙破坏模式、滞回性能、承载力、延性与耗能能力的影响,考察T形墙在不同双轴加载路径下的受力机理和多维抗震性能。结果表明:T形墙在单、双轴加载下的破坏均发生在墙肢自由端底部,双轴加载加剧了裂缝的开展和混凝土的剥落,且对翼缘的损伤影响更大;T形墙两正交方向的受力行为存在明显的相关性,双轴耦合受力产生的内力重分布和局部附加应力会改变T形墙的局部受力机理和整体性能,表现为一个方向受荷时,其正交方向在位移不变的情况下荷载会产生突变;相较于单轴加载,双轴加载下T形墙各方向承载力平均降低了6.90%,极限变形能力平均降低了11.28%,单个方向破坏时的累积耗能减小,且双轴耦合效应按“十”字形、“8”字形、矩形加载路径的顺序依次增强。鉴于地震动的随机性以及结构响应的多维耦合性会显著改变带翼缘RC剪力墙在实际地震作用下的抗震能力,建议在剪力墙结构抗震设计时合理考虑承载力的折减并适当减小层间位移角限值。     

新型型钢混凝土柱的数值模拟及轴压比限值研究

Ⅰ形和H形等传统配钢形式不能对核心混凝土提供足够约束,型钢混凝土(SRC)柱的抗震性能因此较普通钢筋混凝土柱提高不多,其在高地震烈度区的应用受到限制,作者在此背景下提出两种新型截面型钢混凝土柱。基于ABAQUS工作平台,建立已完成的5个新型柱试验试件的数值分析模型,对其进行循环往复荷载作用下的全过程分析,并将试件的数值计算结果与试验结果进行对比分析,讨论滞回曲线、骨架曲线和型钢应力状态等的对比结果,模拟计算与试验结果吻合较好。在此基础上,分析轴压比、混凝土强度和箍筋间距对柱抗震性能的影响,并研究新型柱在不同抗震等级下的设计轴压比限值,所提建议数值可供规范修订和工程计算参考。     

带可更换构件的RCS混合框架结构受力#br# 特性及抗震设计方法

提出一种带可更换构件的RCS混合框架结构,其结构组成包括耗能框架和主框架,利用可更换构件损伤集中耗能,地震后通过更换受损可更换构件实现结构功能快速恢复。采用SAP2000对14榀框架结构进行非线性静力分析,对比研究了混合框架的受力性能,明确了混合框架的屈服机制及受力状态。分析了可更换梁的破坏模式、截面形式及布置位置,耗能框架的跨度及布置位置等参数对混合框架受力特性的影响。基于受力特性分析结果,提出了正常使用、耗能构件可更换、主框架可修复、生命安全及防止倒塌等5个性能水准的划分方法,并将弹性刚度比(KDF/KMF)和屈服位移比(Δ2/Δ1)两个参数作为结构弹性设计的控制参数。采用SAP2000对8榀混合框架结构进行动力时程分析和非线性静力分析,提出了满足不同性能水准的层间位移角限值,以及对结构进行弹性设计时控制参数的取值范围;并结合结构的不同性能目标,进而提出混合框架结构基于双参数的抗震设计方法。研究结果表明,该混合框架结构具有良好的屈服机制,剪切型可更换梁耗能能力较强,自定义截面可更换梁有利于实现结构震后功能恢复,楼面层与层间同时布置可更换梁、增大耗能框架的跨度均能提高结构的刚度和承载力;此外,当弹性刚度比为2.8～4.3,屈服位移比大于1.8时,结构可以达到预期受力状态,且具有较好的可更换性,所提基于双参数的抗震设计方法是有效的。     

钢筋混凝土核心筒非线性分析

采用三竖线模型模拟墙肢,单轴弹簧模型模拟连梁,讨论了模型中各弹簧的滞回特性,对钢筋混凝土核心筒进行非线性分析,并对影响钢筋混凝土核心筒受力性能的相关因素进行分析。通过数值分析,证明了模型的有效性。     

新型截面型钢混凝土柱抗震性能试验研究

提出配置扩大十字型钢和45°布置十字型钢两种截面形式的新型型钢混凝土柱,通过4个新型与1个普通型钢混凝土柱的低周反复荷载试验,研究新型截面型钢混凝土柱在较高轴压比下的破坏特征、滞回和骨架特性,并分析配钢形式和轴压比对柱抗震性能的影响。试验结果表明：新型截面型钢混凝土柱在压、弯、剪共同作用下均发生了弯曲破坏,在加载后期,即使纵筋外鼓屈服以及型钢翼缘局部屈曲,柱的竖向承载力仍较为稳定;新型截面型钢混凝土柱试件滞回曲线饱满,无捏缩现象,等效黏滞阻尼系数均达到0.45以上,并且截面配钢率相差不大的情况下,其变形和耗能能力明显大于普通型钢混凝土柱;新型截面型钢混凝土柱在高轴力下的承载能力和变形性能良好,其轴压比限值可比规范规定有所提高。