基于IDA的方钢管混凝土框架-SPSW核心筒结构地震易损性研究

为研究方钢管混凝土框架-钢板剪力墙（SPSW）核心筒结构在不同强度地震下破坏概率,使用拉杆模型作为钢板剪力墙等效模型,与已有试验对比验证各参数有效性。以地震动峰值加速度（PGA）作为地震动强度参数,按照场地条件等要求选择11条地震动记录。以结构最大层间位移角作为损伤指标,对一典型方钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构进行增量动力分析（IDA）,得到IDA曲线簇。基于增量动力分析进行易损性分析,得到易损性曲线,并计算结构的抗倒塌储备系数。结果表明:8度多遇地震作用下,此结构处于正常使用状态。8度设防地震作用下,处于修复后可使用状态。8度罕遇地震作用下,处于生命安全状态。表明该结构具有良好的抗震性能,满足规范中“小震不坏”、“中震可修”和“大震不倒”的抗震设防目标。该结构抗倒塌储备系数大于规范建议值,具有较好的抗倒塌能力。     

多维地震作用下钢筋混凝土建筑结构的抗连续倒塌仿真分析

为了提高钢筋混凝土建筑结构的抗震性能,分析多维地震作用下钢筋混凝土建筑结构的抗连续倒塌能力,结合钢筋混凝土建筑结构特性、节点构造特点以及其在多维地震作用下的破坏机理,采用离散单元法建立结构连续倒塌的理论模型,对建筑结构连续倒塌过程进行数值模拟。基于数值模拟化结果,通过备用荷载路径法,实现建筑结构的抗连续倒塌分析。仿真实验结果得出,所提方法能实现对建筑结构抗连续倒塌的准确分析,且在多维地震作用下建筑结构扭转的幅度明显变大,结构顶层位移发散状态显著,不同楼层会产生不同的层间位移以及薄弱部位,建筑结构的抗连续倒塌性能随着失效构件位置的提升而增强。     

梁柱-板柱组合结构(住宅)体系模型振动台试验研究

梁柱-板柱组合结构(住宅)体系由上部大开间板柱结构和底部框架结构构成，是一种可持续发展的新型结构形式。通过两个12层l：15模型的振动台对比试验，探讨其动力特性、地震反应和破坏情况。试验表明，该体系的抗震性能介于框架结构和板柱结构之间。总层数在12层以下时，不设剪力墙的该体系在7度区基本上满足规范要求，合理设置剪力墙后可用于8度区。     

基于概率和位移的框支剪力墙结构抗震性能评估方法

本文严格按照中国规范设计出典型的带转换层部分框支剪力墙钢筋混凝土结构,通过弹塑性分析程序IDARC2D对该结构进行多个地震动作用下的大震弹塑性时程分析,得到结构及各个构件的反应量的统计特征,再参照美国基于性能抗震设计规范ASCE-41-06的结构与构件变形限值作为性能指标,计算出结构和各个构件的可靠度和可靠指标,作为评价结构抗震性能的标准,总结归纳出基于概率和位移的抗震设计方法的思路.最后运用该方法,对7、8度烈度区的框支剪力墙结构进行可靠性分析,通过对比分析,研究考虑内力增强措施、层间位移角控制条件、竖向构件轴压比限制条件、层刚比控制准则和竖向构件最小配筋率等因素对不同抗震烈度区的框支剪力墙结构的可靠性的影响,从而评价中国规范抗震措施和构造措施的有效性.     

非正规设计框架结构抗震加固支撑效果对比研究

近年来,随着经济、技术的进步以及抗震意识的加强,建筑结构加固也飞速发展。在地震多发的农村地区,为了提高建筑结构的抗震性能,但同时又缺乏一定的经济基础和理论知识支撑,导致很多简单粗糙的支撑建筑结构的措施出现,这些支撑方案大多缺乏科学的设计与评估。本文针对这一现象,以某典型的非正规设计的3层2跨框架结构为例,分析评价支撑边框和支撑中框对该框架结构地震作用下抗倒塌性能的影响。通过增量动力分析（IDA）计算方法,结合结构易损性方程评估结构的抗倒塌能力,计算结果表明支撑中框和支撑边框能够将非正规结构在罕遇地震作用下的倒塌概率从17.5%降至2.4%和6%。在此基础上,进一步分析了2种支撑位置对结构在3个典型地震强度作用下对结构响应的影响。结果表明,支撑框架结构中框对结构抗倒塌能力的提升和抗震性能的保证效果比支撑边框更好,在条件允许的情况下,应优先考虑支撑中框。     

我国7度设防等跨RC框架抗地震倒塌能力研究

我国建筑结构抗震设计主要采用基于小震下的构件承载力计算保证结构的抗震承载能力,配合抗震构造措施保证结构的变形能力,缺乏大震抗倒塌定量计算.而实际地震震害表明,即使是同类结构,其结构体系参数对其抗地震倒塌能力也有很大影响.为此,本文依据《建筑抗震设计规范》GB50011 - 2001,按照7度抗震设防设计了24个不同跨度...     

规则钢筋混凝土异形柱框架结构的抗震性能研究

本文按现行规范及技术规程设计了设防烈度为8度的一个规则的钢筋混凝土异形柱框架,并进行了单向水平地震作用下的空间三维非线性地震反应分析,考查了异形柱框架结构在设防和罕遇地震水准下的整体抗震性能,对结构能否达到抗震设防目标进行了初步评价。结果表明,8度区按规范设计的结构在设防烈度及罕遇烈度地震作用下基本能够达到预期的抗震设防目标。     

基于构件变形的钢筋混凝土结构地震损失评估方法研究

根据钢筋混凝土梁、柱、剪力墙的构件变形指标限值,建立了一套构件变形层次的地震损失评估方法,并给出了地震损失的计算方法和评估流程,基于PERFORM-3D开发了后处理程序实现该评估流程.利用该方法对不同设防烈度的常规框架-剪力墙结构进行评估,并分析了地震动强度、构件类型等因素的影响,对比评估结果后发现:文中的评估方法能够有效计算单体建筑物在各强度地震作用下构件和结构的期望损失;结构的抗倒塌安全储备系数CMR随着设防烈度的提高而降低,高设防结构承担的倒塌风险比低设防结构高;7.5度、8度和8.5度设防地区结构所承担的地震损失风险最高,7度设防结构次之,6度设防结构的地震损失风险最小.     

移除底层关键柱后钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能分析

目前国内外学者将地震倒塌和连续倒塌作为两个独立的领域进行研究,实际上框架结构的倒塌破坏系由二种机理耦合作用所致。针对此问题,采用拆除构件设计法,应用有限元程序ANSYS/LS-DYNA完成了钢筋混凝土框架结构拆除底层关键柱后在地震作用下的倒塌仿真分析,重点研究了层高、跨度、层数和关键柱位置对钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能的影响。结果表明:对于平面框架模型,由底层柱脚及梁柱节点区柱端失效破坏引起的柱铰破坏机制,是导致结构倒塌的主要原因。底层中柱失效后,底层迅速转化为柱铰机制,结构在重力作用下失稳坍塌,适当增加层高,减小跨度,增加层数对框架结构在底层关键柱失效后的抗地震倒塌性能有益;对于三维空间框架模型,分析表明,空间框架结构在拆除角柱后框架倒塌破坏最为严重,结构的破坏过程可以概括为3个阶段:(1)弹性阶段;(2)重力作用影响占主导地位的塑性阶段;(3)地震作用占主导地位的塑性阶段。     

预制钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能研究进展（Ⅱ）：结构性能研究

阐述了预制钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能研究的重要性和预制钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能研究的最新进展。综述了国内外预制钢筋混凝土剪力墙结构设计规范以及设计方法的研究进展。指出常规预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能较差,在地震作用下,主要靠结构构件连接处的损伤和结构构件损坏来消耗能量;无粘结后张拉预应力预制混凝土剪力墙结构,在地震作用下具有自恢复中心能力和良好的抗震能力,但该结构体系的耗能能力不足。认为在预制钢筋混凝土剪力墙结构中设置耗能减震元件,或将预制钢筋混凝土剪力墙结构设计成隔震结构,将有效提高预制钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能。该类预制装配式剪力墙结构的抗震性能有待于进一步研究。     

剪力墙开洞结构受力性能的研究

剪力墙作为框架剪力墙结构主要的抗侧力构件,在其上开设洞口,不仅会降低剪力墙自身抗侧能力,而且会对原有框架剪力墙结构的抗震性能产生影响。以一个15层钢筋混凝土框架剪力墙写字楼为例,对该写字楼的各层剪力墙进行开洞,利用ANSYS有限元软件建立该框剪结构开洞前与开洞后的有限元模型,分析当开洞率变化时,开洞剪力墙在多遇地震作用下的变形以及应力的变化情况。得出了剪力墙开洞后,在洞口的上角部应力集中严重,需在此部位采用粘贴斜向钢板或增设钢筋混凝土斜梁的方法进行加固补强。     

RC剪力墙结构小震与中震设计对比及其抗震性能研究

近年来,国内学者强调对于复杂和超限结构需进行中震性能设计,即在小震弹性设计后进行中震下的承载力复核及调整,然而中震设计能否提高结构整体抗震性能仍存在争议。为探究中震设计与小震设计方法的差异,本文依据现行规范,以设防烈度、结构高度和场地类别为变化参数,建立了48个典型RC剪力墙模型,并分别以“小震”、“高规中震”、“广东高规中震”和“关键构件中震”进行截面设计,之后进行罕遇地震作用下的弹塑性分析及增量动力分析计算。在对比了不同设计方法的钢筋用量、结构与构件性能表现及结构抗倒塌能力储备的差异后认为,现行中震设计方法存在诸多弊端,包括会导致结构用钢量的显著增大,结构延性的降低,及结构安全度的降低等;采用关键构件中震设计方法则能较好地提高结构整体抗震性能,更符合抗震设计概念。因此,建议对RC剪力墙结构仅针对关键构件进行中震性能设计,以提高重要结构的安全性。     

钢筋混凝土建筑结构的抗地震破坏倒塌能力评估研究

在地震作用下钢筋混凝土建筑结构出现破坏倒塌为地震灾害中的关键,有效评估建筑结构抗地震破坏倒塌能力是建筑结构设计的前提,也是当前建筑结构提高抗震性能与加固的依据。提出变形指标极值、失效判断标准以及钢筋混凝土建筑结构倒塌极限状态判断标准,据此获取倒塌储备系数、倒塌易损性、结构整体超强系数、结构整体延性系数等评估标准。采用Pushover分析法选择相应地震波。依据梁柱线刚比对建筑结构抗倒塌能力的影响,以及柱端弯矩增加系数对建筑结构抗地震破坏倒塌能力的影响,对建筑结构易损性进行分析。结果表明:等跨建筑结构抗地震破坏倒塌能力更强;建筑结构底层是薄弱层,COF值越高,结构越容易倒塌。     

钢筋混凝土框架-剪力墙结构推覆分析

结合新建筑抗震设计规范的要求，采用自编的高层结构三维推覆分析程序(TBPOA)对某复杂体型的高层建筑框架剪力墙结构进行了三维推覆分析研究，对该结构进行了结构抗震整体性能和局部性能的评价。研究结果表明，满足小震强度设计要求并按构造要求配筋的钢筋混凝土柱，在大震作用时可能有部分构件难以满足变形要求，通过推覆分析对构件和结构的变形性能进行评估是很有必要的。     

圆钢管混凝土边框剪力墙抗震性能试验研究

圆钢管混凝土边框剪力墙是在普通混凝土剪力墙基础上研发的一种新型组合剪力墙。其将圆钢管混凝土柱和普通混凝土剪力墙进行了优势组合,形成多道抗震防线。为了解该组合剪力墙的抗震性能,进行了3个1/5缩尺试件的低周反复荷载试验,其中包括1个圆钢管混凝土柱框架结构、1个普通混凝土剪力墙和1个圆钢管混凝土边框剪力墙。在试验研究基础上,分析了圆钢管混凝土边框剪力墙的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回特性、耗能能力及破坏特征。研究表明:圆钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙显著提高,且其承载力、抗震耗能能力均高于圆钢管混凝土柱框架和普通混凝土剪力墙承载力、抗震耗能能力之和,可用于高层和超高层建筑的抗震设计。     

不同构造措施的钢管混凝土边框钢板剪力墙抗震性能试验研究

钢管混凝土边框钢板剪力墙是一种新型抗震剪力墙,为了比较不同构造措施对该新型剪力墙抗震性能的影响,进行了3个剪跨比为1.5的钢管混凝土边框钢板剪力墙低周反复荷载试验。其中,试验模型1为墙体钢板与边框柱钢管焊接,试验模型2为墙体钢板与边框柱钢管螺栓连接,试验模型3为墙体钢板开孔并与边框柱钢管焊接。通过试验研究,比较了各剪力墙的破坏特征、滞回特性、承载力、刚度、延性以及耗能能力。结果表明：在墙体钢板与边框柱钢管的连接方式中,采用焊接或栓接对剪力墙的整体性能影响不大;与普通钢管混凝土边框钢板剪力墙相比,钢板开孔钢管混凝土边框钢板剪力墙在开孔率不大的情况下,其承载力、延性、刚度和耗能能力没有明显变化。     

公共建筑结构的抗地震倒塌能力优化评估分析

以往基于模态增量动力方法对公共建筑进行抗地震倒塌能力评估时是单纯地从总体角度进行考察的,其得到的结果较为粗糙,无法准确反映出公共建筑的抗地震倒塌能力,导致其经济效益较差。提出新的公共建筑结构抗地震倒塌能力优化评估方法以分析公共建筑整体的抗地震倒塌能力,总结出其与子结构以及构件三者间的关系,进而研究构件的损毁情况,以实现对建筑抗地震倒塌能力的整体评估。基于公共建筑的倒塌破坏区间,采用其结构抗震倒塌能力评估方法,对公共建筑结构的抗地震倒塌能力实施优化评估分析,得到其具体破坏指数,实现对其进行准确评估。实验结果说明,所提方法可准确描述公共建筑结构的抗地震倒塌能力,提高建筑结构抗地震倒塌能力和经济效益。     

足尺RC剪力墙倒塌试验和数值模拟研究

钢筋混凝土(RC)剪力墙是我国工程结构中的重要抗震抗倒塌构件,其抗倒塌性能是研究结构抗震抗倒塌性能的关键。以一足尺RC剪力墙试件作为研究对象,对其进行了拟静力倒塌试验,基于损伤特征,提出了适用于该类构件的组合建模模拟方法。结果表明：剪力墙试件的破坏模式为弯曲破坏,当试件位移角达到1/39时,试件底部有5根纵筋和1根箍筋发生断裂,底部混凝土被压溃,试件水平承载力下降至峰值承载力的12.5%,构件发生倒塌;基于组合建模方法,对该试件进行模拟,该方法可以较好地模拟试件的受力特征、变形能力和滞回行为,数值模拟所得的屈服、峰值和极限承载力与试验结果的相对误差不超过2.71%。     

芦山地震框架结构震害分析

根据芦山地震现场考察结果,介绍了框架结构房屋填充墙、楼梯、柱、梁、板、玻璃幕墙、飘窗和吊顶的震害特征,并为增强框架结构房屋防震减灾能力提出建议:(1)经过抗震设计并且按照规范施工的钢筋混凝土框架结构房屋具有良好的抗震性能,值得推广应用;(2)框架结构楼梯间墙体震害相对较重,建议完善框架结构楼梯间的设计方法和抗震构造措施;(3)注意填充墙对整体结构的抗震贡献和影响,要加强填充墙与框架梁柱的构造连接措施,可以选用轻质材料与框架柔性连接,并避免填充墙倒塌伤人;(4)要重视玻璃幕墙与主体结构的连接构造,避免玻璃幕墙脱落伤人;(5)对吊顶和广告牌等非结构构件,要做好构造和连接,防止坠落造成人员伤害。     

钢板剪力墙结构边框柱的稳定性研究

钢板剪力墙结构是一种新型经济高效的抗侧力体系,由钢框架内嵌钢板组合形成。钢板剪力墙结构的边框柱在附加弯矩作用下常产生"沙漏"这种不良的破坏模式,为此加拿大CAN/CSA(S16-01)规范依据薄腹梁理论柔度系数ωt给出了钢板墙结构边框柱的最小惯性矩要求。薄腹梁理论适用于极薄板,而我国规范和实际应用中多选用厚板墙或加劲墙,板厚往往处于中厚板范畴,柔度系数ωt的适用性有待讨论。本文结合经典的边框柱柔度限值推导过程,利用承载力和应力均匀性两种评价方法,对CAN/CSA S16-01规范给出的柱柔度限值小于或等于2.5的适用性进行了验证。基于通用高厚比的概念给出了钢板剪力墙结构的弹性抗剪承载力,同时采用拉力场机制份额考虑了内嵌钢板厚度的影响,修正了柱柔度系数。研究结果表明钢板墙宽高比较大时,CAN/CSA S16-01规范限值不满足要求,柱柔度限值应缩小到2.1,对应边框柱的惯性矩要求应扩大为S16-01规范限值的2倍。