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。     

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     

黏性阻尼与复阻尼对钢筋混凝土框架结构地震响应影响的分析

本文讨论了利用黏性阻尼和复阻尼模型求解结构动力响应的方法;按相同的阻尼比,分别采用复阻尼模型和黏性阻尼模型计算了两个框架结构在不同地震波作用下的响应,并将结果进行对比,分析了两种不同的阻尼模型对结构动力响应的影响。结果表明,采用不同类型的阻尼对结构响应影响很大。     

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。     

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。     

新型外廊式钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为改善带填充墙外廊式框架结构的抗震性能,尝试将采用高阻尼砂浆阻尼层的阻尼填充墙和PVA-ECC材料应用于外廊式框架结构中。以5.12汶川地震中倒塌的漩口中学综合教学楼为原型,选取最具代表性的中间榀较大跨满布填充墙框架的底层,设计制作了2个缩尺比例为1/4的单层两不等跨试验模型,并进行了低周反复加载试验,得到了其裂缝发展情况、破坏形态、承载能力、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化以及耗能性能。结果表明:采用高阻尼砂浆阻尼层的阻尼填充墙较普通填充墙具有更强的变形能力,对主体框架变形约束更弱,能延缓主体框架的破坏;采用PVA-ECC柱的组合框架较普通混凝土框架具有更强的承载力、更高的延性、更好的刚度退化与耗能性能。     

钢筋混凝土建筑非线性阻尼性能及阻尼比表达式研究

阻尼比是反映结构耗能能力的参数，它对结构的振动反应有重要的影响。目前结构设计阶段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。通过对建筑物阻尼机理、建筑材料、建筑物和建筑模型阻尼性能试验数据的分析，本文对混凝土强度、纵向配筋率、结构形式和结构变形大小等建筑阻尼性能的主要影响因素进行了分析。在此基础上，本文提出了钢筋混凝土结构非线性阻尼比的统一表达式。     

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。     

中高层大开间钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能研究

对一中高层大开间钢筋混土异形柱框架结构１／６比例模型进行了地震模拟振动台试验。研究结构从弹性,开裂,屈服直至破坏等各地震反应,揭示了结构的动力特性及破坏形态,结果表明,该结构体纱具有良好的抗震性能。     

钢筋混凝土框架结构直接基于损伤性能的抗震设计方法研究

在现有抗震设计方法研究的基础上,提出了直接基于损伤性能的设计方法。首先,建立等效位移延性系数与结构损伤指标的关系,得到了反映不同设防水准损伤目标的结构等效位移延性系数;其次,运用R-μ关系模型,根据等效位移延性系数确定地震折减系数,从而计算出结构弹塑性地震作用;然后,建立结构的需求曲线与推覆曲线,对结构在强震作用下的性能进行评价;最后,通过算例说明了该方法的设计步骤及其可行性。     

钢筋混凝土框架结构基于性能和可靠度的抗震优化设计

基于可靠度理论的概率极限状态设计法是结构设计的基本法则之一,而新一代"基于性能的地震工程"要求在性能化设计中尚应考虑随机因素的影响。为获得满足预设性能水准和可靠度指标的最优方案,以钢筋混凝土框架结构为例,根据其在不同性能水准下的位移需求,采用非线性随机有限元方法求解结构的抗震可靠度,并将可靠度指标作为约束条件,以总造价为优化目标,提出了一种基于性能和可靠度的抗震优化设计方法。其中,可靠度计算以OpenSees为平台,并采用基于梯度分析的FORM有限元法。优化分析以MATLAB为平台,通过程序调用,实现了与可靠度分析之间的数据通讯。算例分析表明,模拟退火算法在本问题中较遗传算法具有更高全局搜索能力和计算精度。研究成果可为新一代基于性能和可靠度的优化设计提供参考。     

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。     

框架结构性能设计中钢筋混凝土变梁中节点性能指标量化研究

通过分析结构及构件变形与损伤的关系,选取层间位移角作为钢筋混凝土变梁中节点基于性能的抗震设计指标.根据钢筋混凝土结构破坏的特点和框架结构基于性能抗震设计的需要,将钢筋混凝土框架结构性能水平划分为正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和防止倒塌5个层次.在8个钢筋混凝土变梁中节点伪静力试验研究的基础上,根据节点试件的破坏过程、骨架曲线以及结构性能曲线将钢筋混凝土变梁中节点的性能水平划分为“五档”,建议了不同性能水平下钢筋混凝土变梁中节点的变形和相关参数的量化标准,重点以层间位移角为性能指标量化参数,提出了节点基于性能的“五水平”参数量化指标,并结合我国现行规范给出了“三水准”设防目标下的参数量化指标.     

钢筋混凝土框架结构参数时变特性的研究

以某12层钢筋混凝土标准框架结构振动台模型试验的数据为基础,用卡尔曼滤波技术与移动谱相结合的方法对该标准框架结构参数的时变特性进行研究,该方法相当于对时域信号施加变长度矩形窗后进行卡尔曼滤波,有效地提高了参数识别精度.模型结构在小震激励时,结构的频率发生微小程度的降低,表明结构内部发生了未表现出来的轻微损伤;大震激励时,结构频率较初始时刻发生大幅度的下降,表明结构发生了较大程度的破坏.经与理论解和分量分析识别结果对比,用本文方法识别出的结构参数更接近理论解.     

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。     

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。     

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。