反复荷载下钢筋混凝土框架柱杭剪承载力分析

钢筋混凝土框架柱作为高层房屋建筑的主要承重构件,在历次地震中因框架脆性剪切破坏而造成结构严重损坏甚至倒塌的现象十分常见。本文通过分析有关试验资料,提出了钢筋混凝土框架柱塑性铰区剪切强度的计算公式及有关构造措施,以保证框架柱在一定延性条件下具有足够的抗剪强度,实现“强剪弱弯”的抗震设计原则,使抗震设计的框架结构具有足够的强度和良好的延性,以配合混凝土结构设计规范（ＧＢＪ１０－８９）的修订工作。本文的     

型钢混凝土柱受剪承载力的统一计算公式

随着高强、超高强混凝土应用于型钢混凝土结构,型钢混凝土柱受剪承载力的计算缺乏统一的计算公式。为了能够反映型钢混凝土柱的实际受力,提出了以混凝土抗拉强度为基础、考虑型钢与混凝土共同工作的受剪承载力公式。公式形式简单并且能够与《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)衔接,适用于工程实践。通过77根型钢高强、普强混凝土柱的对比分析,计算结果与试验结果吻合。公式可应用于混凝土强度在C30~C80之间的型钢混凝土柱,可以将型钢普强混凝土柱和型钢高强混凝土柱的受剪承载力计算统一,因此可称之为型钢混凝土柱受剪承载力的统一计算公式。     

方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点抗剪承载力分析

为研究方钢管混凝土柱-H型不等高钢梁框架节点的抗剪承载力,分析其破坏机理,建立适用于不等高钢梁节点的抗剪计算模型,提出了节点的抗剪承载力计算公式,比较了基于不同抗剪模型建立的抗剪承载力计算值与试验值的差异性。结果表明:节点域的破坏模式主要为上核心区的剪切斜压破坏;节点域抗剪承载力主要由钢管腹板、核心区混凝土主斜压杆及约束斜压杆共同承担。对比分析表明:提出的节点屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力理论公式计算值更为接近试验值,验证了方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点传力机理和承载力计算公式的正确性。     

反复荷载下钢筋混凝土框架柱抗剪承载力分析

钢筋混凝土框架柱作为高层房屋建筑的主要承重构件,在历次地震中因框架脆性剪切破坏而造成结构严重损坏甚至倒塌的现象十分常见.本文通过分析有关试验资料,提出了钢筋混凝土框架柱塑性铰区剪切强度的计算公式及有关构造措施,以保证框架柱在一定延性条件下具有足够的抗剪强度,实现"强剪弱弯"的抗震设计原则,使抗震设计的框架结构具有足够的强度和良好的延性,以配合混凝土结构设计规范(GBJ10-89)的修订工作.本文的主要结论已被规范(GBJ10-2000)修订所采纳.     

钢筋混凝土夹芯节点抗剪承载力可靠度分析

高层建筑结构中,中底部几层柱混凝土强度往往高于梁板混凝土的强度等级,为施工方便或施工技术不当,形成夹芯节点。当梁柱混凝土级差过大时,节点承载力不能满足要求。结合某一实际工程项目用Monte-Carlo法对钢筋混凝土夹芯节点抗剪承载力的可靠指标β进行计算,并对钢筋混凝土夹芯节点定量分析了荷载效应比、轴压比、结构重要性、节点混凝土强度、节点核心区箍筋间距和强度等因素对节点抗剪承载力的可靠指标β的影响。研究结果表明:在柱混凝土强度等级为C60情况下,强度差大于20MPa的夹芯节点,可靠度指标均小于3.7,节点核芯区的抗剪能力要求不能满足,应采取相应的措施予以加强。     

反复荷载下混凝土框架柱塑性铰区基于延性的抗剪承载力机理分析

在试验研究的基础上,以框架结构延性设计为目的采用桁架＋拱模型研究了框架柱塑性铰区域抗剪受力机理,分析了,位移延性系数、加载循环次数等因素对框架柱构件塑性铰区域剪切受力性能的影响,并结合试验结果提出了混凝土框架柱塑性铰区域剪切承载力抗震延性设计实用公式,可有效实现结构的延性破坏机制。主要为配合GBJ10-89的修订,该成果已被《混凝土结构设计规范》（GB50010—2003）吸收。     

钢筋混凝土框架柱双向受剪承载力分析

本文分析了矩形截面钢筋混凝土框架柱斜向抗剪强度的特征，研究了双向受剪承载力计算时确定折减系数的方法和截面限制条件，对双向受剪承载力计算值与静载和动载试验结果的分析表明，双向受剪承载力计算公式和截面限制条件对于矩形截面钢筋混凝土框架柱设计是偏于安全的，可以作为钢筋混凝土框架柱抗震设计的参考。     

建筑模网混凝土剪力墙抗剪承载力分析

建筑模网混凝土剪力墙是一种新型的组合结构。为了分析模网混凝土剪力墙的抗剪承载力,整理了21组模网混凝土剪力墙的抗震拟静力试验数据,采用灰关联分析方法分析了各影响因子对其抗剪强度的影响程度;并对抗剪强度进行了回归分析。分析结果表明,在模网混凝土抗剪强度的各影响因子中,轴力的影响权重最大,墙体有效面积的影响次之,折钩拉筋的影响最小。回归分析亦得到了相同的结论。     

关于日本框架柱受剪承载力公式的讨论

通过对日本抗震设计规范中有关钢筋混凝土框架柱受剪承载力代表性公式的研究，凸现了由经验公式到基于桁架一拱模型建立的发展趋势。对各公式中所包括的影响框架柱受剪承载力的主要因素(如剪跨比、轴压比、配箍率、混凝土强度、纵筋率等)进行了深入讨论，并采用框架柱受剪承载力试验数据考察了各个公式的有效性。     

复式钢管混凝土外肋环板节点抗剪承载力研究

在已有理论和试验研究的基础上,对复式钢管混凝土外肋环板节点的抗剪受力性能进行分析。建立了节点核心区的抗剪受力模型,将节点域抗剪贡献分为三部分:节点域内外钢管腹板的抗剪贡献、节点主要连接件竖向肋板与锚固腹板的抗剪贡献以及节点域混凝土的抗剪贡献,推导了复式钢管混凝土柱节点屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力的计算公式,为复式钢管混凝土柱节点的工程设计提供承载力计算方法。理论得到的节点屈服剪力和极限剪力值与试验结果进行了对比,并提出抗剪能力储备系数这一新指标反映节点的抗剪切破坏能力,量化地解释了节点发生梁铰破坏后抗剪能力的安全储备。得出此类新型节点在破坏时抗剪储备能力充足,可保证节点达到良好延性的破坏模式,说明节点设计符合强剪弱弯的抗震设计原则。     

中高层钢筋混凝土异形柱框架结构弹塑性时程分析

用杆模型编制了钢筋混凝土异形柱框架结构的弹塑性时程分析程序FEANT。采用该程序对一中高层大开间钢筋混凝土异形柱框架结构振动台试验模型进行了计算分析，计算值与试验值吻合较好，能满足工程需要。     

底部矩形柱上部异形柱框架结构弹塑性地震反应分析

对底部矩形柱上部异形柱框架结构以及纯异形柱框架结构进行了时程地震反应分析。并对二者分析的结果进行了比较。探讨了不同底层层高和不同底层矩形柱配筋率对结构地震反应的影响。分析结果表明,底部矩形柱上部异形柱框架比纯异形柱框架结构底层位移明显减小,各层层间位移分布均匀,对抗震有利。     

高强混凝土框架柱的地震损伤模型

本文首先讨论了现有的几种地震损伤模型及其特点,然后计算出试验框架柱累积滞回耗能随加载循环水平的变化,分析和讨论了轴压比、箍筋形式、配箍率、纵向配筋率、混凝土强度等级以及剪跨比对累积滞回耗能的影响。根据现有的损伤模型,对试验框架柱的损伤指数进行了分析比较,给出了符合高强混凝土框架柱和普通混凝土框架柱的地震损伤模型。根据损伤指数随加载循环水平的变化规律,分析和讨论了剪跨比、轴压比以及配箍率对损伤的影响。最后通过对各地震损伤模型的比较分析,提出了高强混凝土框架柱的地震损伤模型。     

复杂框支剪力墙结构空间弹塑性分析

结合某复杂框支剪力墙高层商住楼的模拟地震振动台试验和三维弹性有限元分析结果,提出该结构进行弹塑性地震反应分析的计算假定和弹塑性分析计算单元,建立了空问分析模型,进行了弹塑性动力时程分析,计算结果与试验结果比较接近。提出的计算方法对类似结构的弹塑性分析有一定的参考价值。     

设置芯柱-构造柱混凝土砌块墙体抗震剪切承载力计算

本文收集了国内大量的混凝土小型空心砌块墙片试验资料,通过研究芯柱一构造柱混凝土小型空心砌块组合砌体受力特征及影响抗震剪切承载力的主要因素,结合理论计算分析,提出了抗震剪切承载力的通用计算公式。该公式既适用于芯柱-构造柱混凝土小砌块墙体,又适用于只设置芯柱或构造柱砌块墙体结构。通过试验值与计算值的比较,证明本文所提出通用公式的准确性。     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析：I有限元反应及其灵敏度

作为一种随机有限元方法，有限元可靠度方法通过有限元反应灵敏度分析将结构可靠度分析的近似解析方法与结构确定性分析的有限元方法结合起来，可以有效地处理结构反应是基本随机变量的隐式函数这一难题，因此成为大型复杂结构可靠度分析的有效工具。采用基于位移的非线性纤维梁柱单元对钢框架结构进行有限元建模，推导了单元与截面的基本方程。针对基于位移的纤维梁柱单元，采用逐级递进方式，分别推导了整体级、单元级、截面级和材料级的有限元反应灵敏度直接微分表达式。研究结果可为采用FORM或SORM等近似解析法进行钢框架结构的非线性静力有限元可靠性分析提供算法支持和编程依据。     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析Ⅱ:可靠度指标及其灵敏度

将有限元反应及其灵敏度分析与结构可靠度分析的近似解析方法结合起来,可以进行具有隐式功能函数的大型复杂结构的可靠性分析。在基于位移的非线性纤维梁柱单元及其灵敏度直接微分表达式的基础上,通过力学变换、概率变换和反应灵敏度,将结构可靠度计算方法FORM和SORM与有限元方法有机地集成在一起。依据现行抗震设计规范,建立了钢框架结构典型构件承载能力和结构层间变形能力的抗震极限状态方程,利用地震作用的等效随机静力模型,采用非线性有限元静力可靠度方法,对一实际工程结构的抗震可靠度及其灵敏度进行了概率分析和评价,结果表明：尽管在大震作用下该结构的层间弹塑性变形可靠度较高,但是构件极限承载能力的可靠度指标较低,仍然存在失效的可能性。因此,仅验算“小震”作用下结构的承载能力可靠度和“大震”作用下结构的变形能力可靠度是不够的,还需要验算在“中震”和“大震”作用下结构的极限承载能力可靠度。     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析 II:可靠度指标及其灵敏度

将有限元反应及其灵敏度分析与结构可靠度分析的近似解析方法结合起来,可以进行具有隐式功能函数的大型复杂结构的可靠性分析。在基于位移的非线性纤维梁柱单元及其灵敏度直接微分表达式的基础上,通过力学变换、概率变换和反应灵敏度,将结构可靠度计算方法FORM和SORM与有限元方法有机地集成在一起。依据现行抗震设计规范,建立了钢框架结构典型构件承载能力和结构层间变形能力的抗震极限状态方程,利用地震作用的等效随机静力模型,采用非线性有限元静力可靠度方法,对一实际工程结构的抗震可靠度及其灵敏度进行了概率分析和评价,结果表明:尽管在大震作用下该结构的层间弹塑性变形可靠度较高,但是构件极限承载能力的可靠度指标较低,仍然存在失效的可能性。因此,仅验算"小震"作用下结构的承载能力可靠度和"大震"作用下结构的变形能力可靠度是不够的,还需要验算在"中震"和"大震"作用下结构的极限承载能力可靠度。     

基于响应面法的连续刚构地震可靠度分析

地震可靠度是桥梁抗震研究中的重要问题。基于随机分析的响应面理论和规范反应谱法,提出了一种分析具有随机结构参数的桥梁地震可靠度的方法,研究了结构的破坏准则及其极限状态方程,计算了高墩大跨连续刚构桥在地震激励下设计基准期内的动力可靠度。分析时考虑了结构参数和场地土的随机性,分别计算了连续刚构在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的失效概率,得到了结构在设计基准期内,"三水准设防标准"条件下的地震可靠度。结果表明,该桥设计满足抗震规范要求。