钢筋混凝土框架结构震后功能恢复能力的量化研究

震后功能恢复能力是指建筑物、社区或城市等遭受地震影响后实现功能恢复的能力。以一钢筋混凝土框架结构为对象,基于OpenSees有限元分析平台,对其进行增量动力分析,得到其对应于不同损伤状态的地震易损性曲线。进而基于单体建筑损失评估理论,评估该结构在不同强度水准地震动作用下的地震损失,包括直接经济损失和间接经济损失等。在此基础上,分别利用直线型、指数型以及三角函数型功能恢复模型,在不同强度水准地震动作用下,分别计算该结构的震后功能恢复能力。结果表明:随着地震动强度的增加,基于3种恢复模型计算得到的震后功能恢复能力都在下降,而且直线型和三角函数型恢复模型得到的恢复能力均比指数型的下降更快;在同一强度水准地震动作用下,基于指数型恢复模型计算得到的震后功能恢复能力均高于直线型和三角函数型恢复模型,即使在较强水准地震动作用下,根据指数型恢复模型得到的恢复能力依然较大。而在各个强度水准地震动作用下,基于直线型和三角函数型恢复模型得到的震后功能恢复能力非常接近。     

钢筋混凝土框架结构自复位加固研究

为减小结构震后残余位移,提高框架结构的震后可修复性,本文提出1种自复位耗能加固方法。以一典型框架结构为例,对比传统框架结构和采用自复位耗能装置加固框架结构的地震响应,并研究自复位耗能装置各参数对加固后结构抗震性能的影响。结果表明:采用自复位耗能装置加固框架结构可有效减小残余位移,但有可能增大结构内力响应;结构的残余位移随着弹簧刚度的增大而减小,结构的内力响应也随之增大;预拉力越大,结构内力响应增加越小,在实际工程中应对自复位加固装置的弹簧刚度和预拉力进行优化以获得最优的自复位加固效果。     

汶川地区震后钢筋混凝土框架结构的地震易损性研究

以汶川地震为研究背景,针对震后典型钢筋混凝土框架结构进行地震易损性研究。基于Cornell理论框架结合汶川地质资料,拟合出考虑场地特点的地震危险性模型,同时定义损伤水平状态及限值指标,以概率解析易损性研究方法为基础,运用考虑地震动参数的解析易损性评估方法绘制汶川地区钢筋混凝土框架建筑的地震易损性曲线。研究结果表明:考虑地震动参数的概率解析易损性研究方法是一种有效的地震易损性评估方法;以PGA作为地震强度输入指标的结构反应,随自振周期的增大体系最大响应的相关性降低,结构各个损伤状态的失效概率均随之增大。     

钢筋混凝土框架结构震后可存活概率预测方法研究

针对当前钢筋混凝土震后存活预测相关方法存在预测值与实际值拟合度低的问题,提出基于有限元的钢筋混凝土框架结构震后可存活概率预测方法。利用混凝土本构模型关联数值和钢筋本构模型数值计算,实现钢筋混凝土框架材料本构模型关联数值分析。结合建筑和结构施工图实现钢筋混凝土有限元模拟,将钢筋混凝土框架有限元模型的最大竖向荷载作为结构整体构造竖向极限承载力,并引入随机Pushdown方法及随机竖向IDA法得到钢筋混凝土框架震后可存活概率。经实验证明,将有限元应用至钢筋混凝土框架结构震后可存活概率预测中切实可行;预测值与实际值拟合度高于目前常用方法。所提方法的性能完善,可为该领域发展提供可借鉴的信息。     

基于损伤指数的钢筋混凝土框架结构震后安全性鉴定新方法——试验研究

地震后迅速对震区的建筑结构进行准确的安全性鉴定至关重要。目前,我国地震现场建筑物损伤鉴定仍主要由专家依据经验给出判定结果。这样的方法难以避免由于鉴定者对结构震害现象的主观理解不同而导致的鉴定结果的差异,鉴定结论客观性不足。为解决这一问题,本文以钢筋混凝土框架结构为研究对象,提出一套基于损伤指数的结构震后安全性鉴定新方法。文中首先进行了一系列典型钢筋混凝土构件(8根柱试件、4根梁试件)的低周反复加载试验,记录下构件在每级控制位移下的损伤照片,并计算出相应的损伤指数,建立典型构件损伤指数和宏观损伤现象的对应关系,给出图例集;随后研究并筛选出合理的依据构件损伤指数计算整体结构损伤指数的方法;进而依据结构损伤指数给出损伤水平鉴定结果。最后,以一幢鲁甸地震中发生严重损伤的钢筋混凝土框架结构为例,采用本方法进行损伤鉴定,并与地震现场专家给出的鉴定结果相比较,验证了本方法的可行性。     

钢筋混凝土框架结构耗能分析

本文从能量的观点,利用CANNY程序对普通钢筋混凝土框架结构进行了分析.通过对3种不同框架结构在不同地震动(31条)输入下的能量反应分析,研究了滞回耗能及阻尼耗能与总输入能的关系.针对本文模型的计算结果,给出了滞回耗能与总输入能关系的表达式,并初步探讨了其影响系数.研究表明,滞回耗能及阻尼耗能与总输入能之间有良好的线性关系.     

钢筋混凝土框架结构动力特性研究

本文利用SVSA结构振动信号采集分析系统,对31幢钢筋混凝土框架结构的动力特性进行了现场实测,统计分析结构在环境随机振动作用下的动力特性规律。回归得到了自振周期与房屋层数、高宽比的关系,阻尼比与房屋高度、自振频率之间的关系,可供工程设计参考。     

钢筋混凝土框架结构抗震能力评估研究

根据我国建筑抗震设计规范，借鉴建筑结构强度和延性的抗震能力评估理念，提出了评估钢筋混凝土框架结构抗震能力的定量方法。在利用ETABS集成软件完成建筑结构内力分析后，应用本研究编写的结构抗震能力评估计算程序，实现了对钢筋混凝土框架结构抗震能力的定量评估。实例评估表明，该方法除可定量评估建筑结构抗震能力外，还可从评估结果了解造成抗震能力不足的原因。     

钢筋混凝土框架结构全过程pushover分析

以往采用杆系模型对钢筋混凝土结构进行pushover分析时，杆端塑性铰所采用的力一变形关系模型中特征参数的计算是基于杆件的原始尺寸，且对变形的极限值(如极限曲率)没有加以限制，这种本构模型并不能完整地体现构件的受力全过程。本文首先采用数值计算方法分析了钢筋混凝土压弯构件保护层混凝土剥落后强度的变化以及箍筋约束作用对其强度和延性的影响。在此基础上，以一个预应力混凝土框架结构为例进行了全过程pushover分析。算例分析结果表明，这种分析方法能够更合理地反映结构从加载到破坏的整个受力过程。     

钢筋混凝土桥墩震后修复技术研究综述

介绍了近几次破坏性地震中钢筋混凝土桥墩的典型震害,总结了国内外利用FRP材料、钢套管、狗骨式杆等新型建筑材料对发生弯曲破坏、剪切破坏、纵筋搭接破坏以及空心截面桥墩的震后修复技术.研究表明,采用合适的修复方案,可以对地震损坏的桥墩进行成功修复,使其承载力和延性得到较好的恢复.文中提到的桥墩震后修复方案可为地震、火灾、爆炸以及腐蚀老化后遭受损坏的钢筋混凝土结构的修复提供参考.     

钢筋混凝土框架结构地震破坏的研究

本文对钢筋混凝土框架的地震破坏进行了计算机模拟试验研究，指出了破坏过程中结构瞬态动力特性的变化特征，研究了影响瞬态动力特性的若干因素，明晰了结构整体耗能能力的大小与结构周期的延长之间的关系。作者认为结构瞬态动力特性和地震动的特性是影响结构破坏过程的主要因素，指出结构地震破坏模拟具有广阔的应用前景。     

钢筋混凝土框架结构阻尼性能的研究

阻尼比是一个重要的结构动力特性参数,它对结构的动力响应有重要影响。目前结构抗震计算通常取阻尼比为常数,这不能真实反映建筑物的阻尼机理,与阻尼比的实测结果也有很大的差距。本文以选取的混凝土框架现场脉动实测阻尼数据、混凝土框架模型振动台试验实测阻尼数据、由地震记录识别的混凝土框架阻尼数据及自行完成的混凝土悬臂试件自由振动实测阻尼数据为依据,对混凝土强度、实验方法、结构方位、结构自振频率和结构变形大小等对混凝土框架阻尼性能的影响进行了分析,在此基础上,统计得到了混凝土框架弹性阻尼比、弹塑性阻尼比与频率或变形相关的计算公式。通过与国内外已有公式的比较,论证了本文建立的阻尼比计算公式的合理性和有效性。     

钢筋混凝土框架结构房屋的震害预测

以薄弱楼层的层间屈服强度系数为判定指标，应用矩阵位移法的计算结果对钢筋混凝土框架结构房屋进行震害预测。     

钢筋混凝土框架结构构件地震损伤评估

震后灾区工程结构进行的安全评估以确定其损伤程度,对救援行动及震后建筑加固都具有十分重要的意义。选用改进的Park-Ang损伤模型,以开源有限元程序Open SEES为平台,建立一栋6层框架结构的数值模型并进行非线性时程分析,通过计算和分析各构件的损伤指数,发现并确定结构的薄弱构件及薄弱层,可以为结构的抗震设计提供一定的指导。     

考虑修/改造方案优选的桥梁震后可恢复性和可持续性研究

为了实现基于性能的桥梁结构全寿命设计,针对某桥梁修/改造方案案例,提出了桥梁震后可恢复性和可持续性的评估方法框架。针对2种备选的桥梁修/改造方案,建立考虑时效的时变易损性曲线,通过计算桥梁不同损伤状态的超越概率和震后恢复时间,实现对桥梁震后可恢复性能的评估。基于不同地震动强度的震后恢复时间计算社会成本、环境成本和修复成本,考虑模型参数不确定性,使用蒙特卡洛模拟对社会、环境和经济指标进行定量分析,实现对桥梁震后可持续性的评估。结果表明:不同的备选修/改造方案震后可恢复性能差异较大,提出的评估计算方法为修/改造方案优选提供了理论支撑;并且根据经济、社会、环境影响因素,由可持续性三个指标导出的成本差异,可更好地优选修/改造方案。     

C F RP加固震损钢筋混凝土框架结构的抗整体性倒塌能力分析

首先介绍了CFRP加固受损钢筋混凝土柱的数值模拟方法,通过OpenSees软件进行了建模分析,数值模拟结果与试验结果的对比验证了该数值模型的有效性;其次,对一6层钢筋混凝土框架以受极罕遇地震影响进行预损,采用损伤指数和折减系数的方法建立震损钢筋混凝土框架的分析模型,并选择5种不同的CFRP加固方案对其进行加固;最后,对CFRP加固的震损RC框架进行增量动力分析。定量的评价了CFRP加固震损RC框架的抗整体性倒塌能力和抗倒塌安全储备。结果表明:CFRP加固能有效提高震损钢筋混凝土框架结构的抗震性能。加固部位的选择对加固效果的影响很大,在所选用的5种CFRP加固方案中,对底层及第2层的梁柱进行加固的方案对提高震损钢筋混凝土框架的抗整体性倒塌能力效果最佳。     

钢筋混凝土框架结构抗震超强系数分析

基于我国建筑抗震规范要求设计的14栋代表不同抗震特征要求的多高层规则钢筋混凝土框架,通过静力弹塑性分析详细地评估了框架结构的体系超强能力。分析中采用与抗震规范等效静力地震作用效应分布模式相同的单调递增侧向荷载,以二维平面框架为分析对象。分析结果表明地震分区对超强系数的影响较大;有填充墙框架比无填充墙框架的超强能力明显要大;内框架的超强能力比外框架的超强能力大;超强系数随框架楼层数的增加而减小。     

钢筋混凝土框架结构计算机仿真与并行计算

介绍了钢筋混凝土框架结构计算机仿真和并行计算的研究现状。数值仿真主要采用有限元、离散元等数学物理模型,而可视化技术及图形仿真基于图形学和图像处理技术,是驾驭计算过程及理解大体积数据的唯一有效途径。有限元并行计算有SBS、EBE两种策略,非线性求解有直接与迭代解法,动力时程分析有显式、隐式和精细时程积分法。最后介绍了并行计算在钢筋混凝土结构分析中的应用。     

钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

通过2榀具有同一外形尺寸及用料的钢管混凝土框架在低周往复荷载下的试验，研究了该类型结构的破坏形态、变形特点，荷载一位移滞回模型及结构耗能比，分析了钢管混凝土框架结构的受力特点及抗震性能，为工程设计提供了试验依据。