受控摇摆式钢筋混凝土框架抗震机理研究

受控摇摆式钢筋混凝土框架结构(controllable rocking reinforced concrete frame,简称CRRCF)是一种新型减震耗能结构。通过对摇摆节点及整体框架进行的低周反复加载试验,研究其滞回特性。根据整体摇摆框架的滞回曲线得到了受控摇摆式钢筋混凝土框架的等效黏滞阻尼比。通过摇摆节点试验及理论分析,提出了摇摆节点的恢复力模型。利用有限元软件ABAQUS对受控摇摆式钢筋混凝土框架结构进行数值模拟,得到了不同节点刚度水平下结构的地震动力响应,并分析得出摇摆节点刚度的合理弱化程度。通过受控摇摆式钢筋混凝土框架和常规钢筋混凝土框架(RCF)的动力响应对比,可以发现CR-RCF结构可以有效降低结构的层间剪力与加速度响应。与RCF结构相比,CR-RCF结构的剪力与位移响应沿楼层分布较为均匀,这有利于防止层间变形过于集中,使各层材料都能得到充分利用。在受控摇摆式钢筋混凝土框架结构中设置耗能阻尼器,进行时程分析可以发现结构的位移响应可以得到有效的控制。     

基于Pushover方法的柱端铰型受控摇摆钢筋混凝土框架抗震性能分析

柱端铰型受控摇摆钢筋混凝土框架采用整体结构刚度"弱化"的方式来减小结构的地震作用效应,同时通过设置层间阻尼器来控制结构地震位移响应并消耗地震能量。模拟地震振动台试验研究结果表明,在罕遇地震作用下,模型主体结构未见损伤,结构抗震性能优异。首先介绍柱端铰型受控摇摆钢筋混凝土框架结构形式,并进行有限元计算分析,通过与试验结果对比验证数值建模的正确性,其次使用Pushover分析方法对比和评定无控及受控状态下柱端铰型摇摆框架的抗震性能。分析结果表明,通过设置层间耗能阻尼器,受控柱端铰型摇摆框架的位移响应可以得到有效控制,地震加速度和位移响应满足抗震性能指标。     

耗能支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

本文通过普通钢筋混凝土框架、耗能支撑钢筋混凝土框架结构１／８比例模型的地震模拟振动台对比试验,研究两类框架结构在地震作用下的破坏形态和动力特征,揭示了耗能支撑钢筋混凝土框架结构良好的抗震性能;对试验模型进行了弹塑性时程分析,理论分析和试验结果符合较好;结合扬州电厂二期主厂房框排架结构,研究了其纵向框架结构采用耗能支撑体系时结构的抗震性能,为该类结构型式的工程应用提供依据     

耗以支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

本文通过普通钢筋混凝土框架、耗能支撑钢筋混凝土框架结构１／８比例模型的地震模拟震动台对比试验,研究两类框架结构在地震作用下的破坏形态和动力特征,揭示了耗能支撑钢筋混凝土框架结构良好的抗震性能;以试验模型进行了弹塑性时程分析,理论分析和试验结果符合较好;结合场州电厂二期主厂房框架结构,研究了其纵向框架结构采用耗能支撑体系时结构的抗震性能,为该类结构形式的工程应用提供依据。     

增设节点阻尼器的外附钢框架结构抗震性能试验研究

提出一种组合型减震结构,由钢框架、节点阻尼器和原结构连接组成,外附钢框架将节点阻尼器连接在原混凝土框架结构上形成的增设节点阻尼器的外附钢框架结构,节点阻尼器的剪切滞回变形可以减小结构自身需要消耗的能量,从而提高原结构抗震性能。对原混凝土结构和增设节点阻尼器的组合型结构进行了的振动台试验。通过分析结构在不同地震波激励下的加速度和位移响应,得出楼层加速度和层位移的减震效果。研究结果表明:该结构体系在小震作用下通过提高结构刚度来增强其抗震性能;在大震作用下则可借助节点阻尼器的变形耗能来提升结构耗能能力,结构加速度减震系数达到53%,层间位移减震系数高达72%,验证了增设节点阻尼器的外附钢框架结构的减震效果。     

带有新型SIP墙板的框架结构抗震性能研究

介绍了带有新型SIP墙板的钢筋混凝土框架结构的低周反复荷载试验,4个试件分别为一榀空框架试件、一榀未开洞的新型SIP墙板框架试件和两榀在不同位置开洞的新型SIP墙板框架试件,且4个试件的钢筋混凝土框架设计均相同,对比4个框架试件的抗震性能,得到了新型SIP墙板对框架结构抗震性能的影响。观察试验现象及分析试验结果表明,新型SIP墙板作为填充墙板对框架结构的延性、强度、耗能等抗震性能是有利的,同时新型墙板与框架结构之间的连接方式是可靠的。     

高烈度区某框架结构减震分析研究

为了研究设置金属阻尼器的框架结构的耗能减震效果,以某高烈度区超长框架结构为工程背景,通过有限元软件SAP2000分析了结构在罕遇地震作用下的抗震性能和减震效果。分析结构表明:设置金属阻尼器的某超长框架结构的抗震性能有了很大的提高,在罕遇地震作用下能够满足"大震不倒"的性能要求。     

低周反复荷载作用下复合耗能支撑钢筋混凝土框架结构的抗震性能试验研究

本文介绍了三榀钢支撑钢筋混凝土框架结构（包括两榀复合耗能支撑框架、一榀普通支撑框架）在低周反复荷载作用下的试验结果。对复合耗能支撑框架结构在低周反复荷载作用下的工作性能（包括受力性能、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能能力等）进行了探讨,揭示了复合耗能支撑框架结构良好的抗震性能。     

低周反复荷载作用下复合耗能支撑钢筋混凝土框架结构的 …

本文介绍了三榀钢支撑钢筋混凝土框架结构（包括两榀复合耗能支撑框架,一榀普通支撑框架）在低周反复荷载作用下的试验结果,对复合耗能支撑框架结构在低周反复荷载作用下的工作性能（包括受力性能,破坏形态,滞回曲线,骨架曲线,延性和耗能能力等）进行了探讨,揭示了复合耗能支撑框架结构良好的抗震性能。     

基于ANSYS软件benchmark模型耗能减振控制分析

本文系统介绍了当前国际结构振动控制的公共平台———Benchm ark模型,首次给出使用通用有限元软件ANSYS对第3阶段20层非线性钢框架抗震结构的有限元建模,结果表明,模态、无控地震反应分析结果和ASCE给出的MATLAB结果相同。利用粘滞阻尼器对此模型的耗能减振数值仿真分析的结果表明:粘滞阻尼器是一种性能很好的阻尼器,使用本文给出ANSYS的Benchm ark有限元模型来进行耗能减振控制分析是方便的、可行的。     

基于OpenSees的防屈曲支撑加固钢筋混凝土框架数值模拟

提出了一种既有钢筋混凝土框架结构的抗震加固方法,该法采用防屈曲支撑提高框架结构体系的水平承载力和耗能能力,利用外包钢进一步提高柱子的抗弯和抗剪承载力。采用开源有限元程序OpenSees,分别建立空钢筋混凝土框架和防屈曲支撑加固钢筋混凝土框架的分析模型,对2榀钢筋混凝土框架的抗震性能进行模拟。防屈曲支撑采用了弹塑性桁架单元模型,加固框架柱混凝土考虑了外包钢的约束作用。将分析结果与拟静力试验结果进行比较,以检验分析模型的准确性,以及研究防屈曲支撑和外包钢对混凝土框架抗震性能的影响。分析结果表明,数值模拟与试验结果吻合较好,验证了基于OpenSees建立的数值模型的准确性;外包钢有效改善了框架柱的抗弯承载力和变形能力;防屈曲支撑显著提高了加固框架体系的水平刚度、水平承载力和耗能能力。     

基于耗能连梁钢板阻尼器的高层结构耗能减振分析及应用

为改善传统连梁钢板阻尼器的适用性,提出了一种新型耗能连梁钢板阻尼器的设计方法,通过对阻尼器工作区域的划分与设计,使新型阻尼器充分发挥耗能作用,有效地提高了结构整体耗能能力。基于有限元软件ABAQUS模拟低周反复荷载作用下墙肢与阻尼器的应力应变状态,以验证所提出的新型阻尼器的设计方法及端部嵌固区的可靠性,并通过对原结构和实施耗能连梁钢板阻尼器结构进行弹塑性时程分析,探讨其改进后的抗震性能。研究结果表明,新型嵌固区构造不仅能够保证阻尼器与墙肢协同工作良好,还能大大降低施工难度;通过实施该阻尼器,可形成耗能连梁及抗震多道防线,在连梁钢筋混凝土部分损伤较为严重的情况下,仍能保证连梁具有一定的延性和耗能能力。     

分级屈服型金属阻尼器减震性能分析

本文提出一种由两个不同尺寸的环形金属阻尼器套在一起形成的新型分级屈服型金属阻尼器,阐述了其构造形式和耗能机理,提出其三折线骨架模型并采用三折线随动强化模型模拟分级屈服型金属阻尼器的滞回性能,与试验结果进行了对比分析。利用SAP2000有限元分析程序,分别对纯混凝土框架结构和装有分级屈服型金属阻尼器的混凝土框架结构进行小震、中震和大震下的弹塑性动力时程分析。研究结果表明,分级屈服型金属阻尼器的滞回环饱满,三折线随动强化模型可以较好地模拟阻尼器的滞回特性,其预测结果与试验结果吻合较好。装有分级屈服型金属阻尼器的混凝土框架结构在不同水准的地震作用下均具有较好的抗震性能,结构的地震位移响应明显减小。小震下阻尼器内环开始屈服耗能,外环保持弹性,为结构提供附加阻尼和附加刚度。中震下阻尼器外环开始屈服,和内环一起耗能,实现了内外环分级屈服耗能。大震下阻尼器能有效地控制结构的位移响应,提高结构的整体抗震性能。     

粘弹性-摩擦阻尼器在底部框架砌体结构抗震加固中的控制应用

本文根据新型粘弹性－摩擦阻尼器的耗能特点和底部框架砌体结构动力特性，提出通过对底部框架砌体结构设置粘弹性－摩擦阻尼器，达到对底部框回体结构抗震加固的目的。文中推导了粘弹性－摩擦阻尼器和人字型支撑的组合层间单元刚度短阵和控制力向量，建立了设置粘弹性－摩擦阻尼器框架结构地震反应时程分析的控制方法。     

强柱系数基于结构易损性的抗震性能评估

增大柱端抗弯承载力是抗震"能力设计"措施中引导钢筋混凝土框架结构形成梁铰型有利耗能机构的关键措施。本文以6层确定性钢筋混凝土框架结构为分析对象,通过结构易损性分析评估了不同强柱系数取值对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响。结构易损性分析表明增大柱端抗弯承载力是改善结构抗震性能的有效措施,增大强柱系数提高了结构的变形能力,使不同破坏极限状态之间形成较大的"梯度",对防止强烈地震作用下结构的突然倒塌提供了预示。结构易损性曲线对评估结构抗震性能、选用合适的目标强柱系数提供了量化标准。     

粘弹性阻尼器对建筑结构非线性地震反应的控制

粘弹性阻尼器是抗震被动控制中一十分有效的耗能减震装置,本文４推导了粘弹性阻尼器和斜支撑的组合间单元刚度矩阵,并建立了在罕遇地震作用下,设置粘弹性阻尼器斜支撑的钢筋混凝土框架结构非线性地震反应时程分析的方法。     

钢筋混凝土带开孔梁框架抗震性能试验研究

本文通过两榀单层单跨带开孔梁框架的拟动力试验,对试件的破坏形态、动力反应、滞回曲线、耗能能力、刚度退化等抗震性能进行研究,最后对钢筋混凝土带开孔梁框架结构的抗震性能作出了评论。     

粘滞阻尼耗能连梁的超高层结构减震性能研究

连梁作为剪力墙结构中的抗震第一道防线,其承载力和耗能能力对整体结构的抗震性能有重要影响。本文提出在连梁中附设粘滞阻尼器,利用阻尼器发生竖向剪切变形而耗能。结合实际工程研究粘滞阻尼耗能连梁的性能,采用ETABS和PERFORM-3D软件对粘滞阻尼耗能连梁结构与传统连梁结构进行有限元模拟对比分析,并对粘滞阻尼耗能连梁的各项最优参数进行研究。结果表明:粘滞阻尼耗能连梁充分发挥耗能作用,整体结构具有良好的抗震性能,与传统连梁结构相比,主体结构的弹性耗能得到明显降低。平面布置方式、竖向布置方式、阻尼器参数的选取对附设粘滞阻尼耗能连梁的框架-核心筒结构减震效果影响较大,合理选择这些参数可以使耗能结构减震效果最优。     

CFRP加固半高填充墙短柱框架抗震性能试验研究

设置半高填充墙的钢筋混凝土框架结构在地震中极易发生短柱破坏,进而引起结构整体倒塌,为改善半高填充墙框架结构的抗震性能,制作了3组半高填充墙框架结构试验模型,采用不同方法对短柱外包(Carbon fiber reinforced polymer, CFRP)加固,分析了CFRP布条带加固模型和全包加固模型的延性系数、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力及破坏模式。试验结果显示：CFRP加固将半高填充墙框架结构的薄弱环节从短柱转移到填充墙,在填充墙完全破坏后框架结构表现为强柱弱梁型的节点破坏,外包CFRP加固将半高填充墙框架短柱破坏的脆性破坏模式转变为强柱弱梁型的框架延性破坏模式;全包加固后结构的初始刚度有所提高,条带加固可以大大提高结构的耗能能力,2种加固方法都能提高结构的延性和抗震性能。     

基于增量动力分析的带耗能腋撑钢筋混凝土转换结构抗震性能评估

增量动力分析(IDA)是一种用于结构抗震性能评估的参数分析方法。通过分析IDA曲线,可更全面地了解结构的地震需求、刚度退化、强度退化与地震动强度的关系。基于转换结构抗震性能差的问题,在转换层处设置耗能腋撑,以普通和带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构为研究对象,对其进行增量动力分析,评估普通与带耗能腋撑钢筋混凝土转换结构的抗震性能。分析表明,耗能腋撑能有效地降低转换层处的地震反应,不同工况下的最大层间位移角减幅为20%～60%,最大层间位移角均值曲线在转换层处的突变得到减缓。普通与带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构对应"基本完好"和"防止倒塌"性能水准的层间位移角限值分别为1/850、1/100与1/720、1/80,均小于高规规定框架结构在相应性能水准下的层间位移角限值1/550和1/50。普通与带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构无法满足"大震不倒"的要求,需要调整耗能腋撑的参数以满足规范要求。