不同配筋的附加角钢预压装配框架边节点试验研究

由于装配式框架结构的整体性和抗震性能主要是由其节点的抗震性能决定的,因此研究其节点在低周反复荷载下的抗震性能对促进装配式框架的发展具有重要意义。通过对不同配筋率下现浇钢筋混凝土框架和附加角钢板预应力装配式混凝土框架的节点,在低周反复荷载作用下的试验对比,从而为有效提高预应力装配框架结构的耗能能力提供可靠的技术参数和理论依据。结果表明:附加角钢板的预应力装配式框架结构具有良好的抗震性能,提高配筋率在一定程度上可以提高节点的抗震性能。在抗震设防地区采用该种节点,便于工厂化制作,施工方便,具有广阔的应用前景。     

不同配筋附加角钢板的预应力装配框架中节点抗震性能试验研究

通过对不同配筋率下现浇钢筋混凝土中框架节点和附加角钢板的预应力装配式混凝土中框架节点的低周反复荷载试验,研究了不同配筋率下现浇钢筋混凝土中框架节点和附加角钢板的新型预应力装配中框架节点的裂缝发展、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等抗震性能指标。结果表明:附加角钢板的新型预应力装配式中框架节点具有良好的抗震性能,提高配筋率在一定程度上可以提高节点的抗震性能。     

罕遇地震下自复位钢框架抗震性能参数分析

分析研究对梁腹板带有摩擦阻尼器的自复位钢框架结构抗震性能起主要影响作用的钢绞线初始预应力值和摩擦阻尼器的摩擦力值这两项参数。首先,采用ABAQUS有限元软件的连接单元法建立结构分析模型。然后,对结构分析模型的计算参数进行取值。最后,分析了预应力钢绞线的初始预应力值和摩擦阻尼器的摩擦力值这两项参数对自复位钢框架结构抗震性能的影响。     

基于弹塑性静力分析方法的一种摇摆式钢筋混凝土框架抗震性能研究

研究了一种摇摆式钢筋混凝土框架的抗震性能。首先建立了摇摆式钢筋混凝土框架结构的有限元模型并进行了试验验证;其次使用弹塑性静力分析方法评定无控及受控式摇摆钢筋混凝土框架结构的抗震性能;最后对比分析无控及受控摇摆式钢筋混凝土框架结构的抗震性能。结果表明设置阻尼器后的摇摆式钢筋混凝土框架的结构等效阻尼比大幅度提升,结构塑性变形耗能转变成阻尼器屈服耗能,结构位移响应得到了有效控制。     

体外预应力自复位框架基于性能的抗震设计方法

体外预应力自复位框架通过设置铰接节点弱化结构整体抗侧刚度,减小输入到结构中地震能量,地震作用后利用钢绞线的弹性回复力进行自复位。在已有的理论分析和试验研究基础上,对体外预应力自复位框架结构的抗震设计方法进行了研究。确定了体外预应力自复位框架结构的抗震性能水准、多道防线的布置以及抗震设计流程。以一个三层三跨体外预应力自复位框架为例进行了基于性能的抗震设计,采用有限元程序进行动力时程分析,输入3条地震波模拟结构经历设计烈度地震、罕遇地震的动力响应。分析结果表明:体外预应力自复位框架结构在罕遇地震作用下,最大层间位移角满足设计要求的性能目标,验证了基于性能抗震设计方法的有效性,同时表明体外预应力自复位框架结构具有良好的自复位能力和优异的抗震性能。     

新型预制预应力混凝土框架结构有限元分析

为了研究新型预制预应力混凝土框架结构的抗震性能,本文采用ABAQUS软件对试验节点进行有限元分析,验证了建模方法的正确性,并以试验节点为原型,建立相应的两层两跨的新型预制预应力混凝土平面框架模型。采用低周往复加载方式分析了新型预制预应力混凝土框架结构和现浇框架结构的滞回性能,并模拟了新型预制预应力混凝土框架结构在不同的初始荷载、预应力筋数量及控制应力和U形筋配筋率下的滞回性能。结果表明,新型预制预应力混凝土框架和现浇框架的滞回性能非常接近;框架轴压比、预应力筋数量和U形筋配筋率对新型预制预应力混凝土框架的滞回性能有影响,而梁上荷载和预应力筋控制应力的影响较小。     

基于塑性分析近似构建附加黏弹性阻尼器框架结构推覆曲线

基于性能的抗震设计要求使用非线性静力分析方法来评估新设计或已有消能结构的抗震性能。使用该方法对消能结构抗震性能评估的一个必要条件是要得到结构的推覆曲线。本文基于塑性理论,给出了快速、有效建立附加黏弹性阻尼器框架理想双线型推覆曲线的简化分析方法。使用该方法构建附加阻尼体系的推覆曲线无需借助结构分析软件。将3种侧向荷载模式(第1振型模式、FEMA-273模式和均布模式)作用下的简化分析结果与结构分析软件的推覆分析结果进行了比较,表明基于塑性理论的简化分析方法能够较准确地预测附加黏弹性阻尼器框架的推覆曲线,只要结构失效时能形成梁铰型侧移机构。     

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。     

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。     

框架结构SMA阻尼器被动控制模拟分析

介绍了形状记忆合金(SMA)阻尼器的性能,引入其本构关系,建立其热力学方程。针对所提出的阻尼器及相关参数选择,利用ANSYS进行框架结构中的被动控制模拟。将所得的未加与加入SMA阻尼器下顶层位移进行比较,发现SMA阻尼器可以很好地提高框架结构的抗震性能,并提出进一步研究的方法。     

基于SMA新型阻尼器的框架结构地震反应控制分析

形状记忆合金(SMA)材料是一种具有记忆特性的功能材料,基于Ti-Ni形状记忆合金丝材料的性能试验,利用SMA丝形状记忆效应、超弹性效应及高阻尼特性,提出了一种基于SMA的新型阻尼器,并且将其安装在框架结构的梁柱节点处。利用ANSYS有限元分析软件对未安装和安装此种阻尼器的框架结构进行了地震反应控制分析。研究结果表明,SMA合页型阻尼器的耗能效果比较明显,能够很好地改善框架结构的抗震性能。     

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。     

高层钢框架结构附加黏滞阻尼器的简易设计方法研究

依据我国"建筑抗震设计规范(GB50011-2010)",建立了一个24层(高度为87.8m)的空间钢框架结构,基于等效线性化理论、能量平衡以及倍数法等设计方法,计算了附加在高层钢框架结构上的黏滞阻尼器的阻尼投放量,并采用Midas/Gen软件对附加阻尼的消能减震结构进行了弹塑性时程分析。结果表明采用能量法计算阻尼投放量时,所需要的参数和公式较少,且其减震效果最好,这一结果也得到了相关试验的验证。     

地震力作用下影响巨子型有控结构的动力参数研究

附加柱刚度与附加阻尼为影响巨子型有控结构抗震性能的两个重要参数。本文基于随机振动理论探讨水平地震作用下附加柱刚度及附加阻尼对巨、子结构动态特性的影响,分析附加阻尼与附加柱间的制约关系,并对比研究传统巨型框架结构、巨子型有控结构安装流体阻尼器前后的响应功率谱变化。结果表明:巨子型有控结构具有极好的抗震性能,安装合理的附加阻尼后,其抗震能力得到进一步提高;附加柱刚度变化不但影响巨、子结构动力响应,而且会导致最优附加阻尼区间迁移。因此,巨子型有控结构具有广阔的发展空间,实际设计中应充分考虑附加柱与附加阻尼的相互影响。     

结构附加粘滞阻尼器的抗震设计

本文结合抗震设计规范反应谱,给出了一个附加非线性流体粘滞阻尼器结构的抗震设计方法。研究了非线性阻尼器的力学特性,引入了非线性流体阻尼器的等效线性阻尼比,给出了计算最大加速度时刻附加非线性流体阻尼器结构反应的荷载组合系数,提出了按阻尼力的水平力分量与楼层剪力成正比的原则分配阻尼器阻尼系数的方法。同时给出了基于抗震规范设计反应谱附加非线性阻尼器结构的设计流程,通过一个算例说明了使用该方法设计附加非线性粘滞阻尼器结构的全过程。算例分析表明,这种设计方法适合于手算,便于设计人员掌握,在初步设计阶段可以快速、有效地设计满足给定性能水平的附加非线性流体阻尼器体系。     

金属阻尼器在高烈度区学校建筑的应用研究

提高学校公共建筑在地震作用下的抗震能力是自汶川地震后一直备受关注的研究课题。高烈度地区对地震设防烈度要求较高,该类建筑的结构抗震设计难度较大。通过对常规框架结构方案及增设金属阻尼器的消能减震方案进行对比分析,发现在地震作用下阻尼器发生剪切变形,小震工况即屈服耗能,能够提供1%的附加阻尼比。相比于传统框架结构,消能减震方案能够有效减小结构构件的尺寸,进而满足学校建筑对于净高的要求。在罕遇地震作用下,该结构体系满足"强柱弱梁"的设计准则,结构位移角满足规范要求,抗震性能较纯框架结构好。研究结论可为金属阻尼器的设计和进一步研究提供参考。     

大跨预应力混凝土空间框架结构的地震振动台试验研究

利用地震振动台对大跨预应力混凝土井式梁空间框架结构的抗震性能进行了实验研究。两个模型的实验结果表明：(1)大跨预应力井式梁空间框架结构可以提供大的楼层平面内刚度；(2)对称大跨预应力井式梁空间框架结构，可以不考虑耦合地震反应；(3)大跨预应力井式梁空间框架结构的竖向地震反应中心大而周边小；(4)在相同加速度但不同的地震波作用下，结构的竖向地震反应不同。     

附加黏滞阻尼器结构简化分析方法

介绍了FEMA273给出的传统结构线性静力分析方法,并用该法分析附加粘滞流体阻尼器结构,给出了附加粘滞流体阻尼器结构抗震性能评估的具体分析方法.为了验证所提方法的精确性,对设计好的附加黏滞阻尼器结构进行了非线性动力分析,动力分析使用的人工波加速度反应谱形状与设计消能结构时使用的设计反应谱相匹配.实例分析结果表明,该方法能快速、有效地评估附加流体阻尼器结构在大震作用下的抗震性能,特别是在消能结构初步设计和分析阶段.     

对角预应力拉索重组竹框架地震易损性分析

传统的竹（木）框架结构因其抗侧力性能差,导致地震灾害下损失较大。在竹（木）框架中增设对角预应力拉索,可以有效地提高其抗侧刚度。为研究重组竹框架结构中对角预应力拉索对结构抗震失效概率,采用增量动力分析（IDA）对其易损性进行分析。通过定义3个性能水平,以地震峰值加速度作为地震强度指标,结构的层间位移角作为结构响应参数,分析得到无对角预应力拉索的重组竹框架的地震易损性曲线。最后分析对角预应力拉索对重组竹框架,得到2种预应力水平下的地震易损性曲线,并与无对角预应力拉索的重组竹框架的地震易损性曲线进行了对比,研究对角预应力拉索对重组竹框架地震易损性的影响。     

考虑墙-框连接刚度影响的填充墙框架结构抗震性能分析

历史震害表明,填充墙与框架的连接刚度对框架结构的抗震性能有重要影响。我国《建筑抗震设计规范》(2010)建议"框架结构中的砌体填充墙,宜与柱脱开或采用柔性连接",但对二者的具体连接刚度,规范并没有做出明确规定。运用ABAQUS软件,对前人开展的考虑填充墙与框架连接影响的框架结构拟静力试验进行数值模拟,对比分析填充墙框架结构破坏特征及滞回曲线等抗震性能指标,验证了有限元模型的可靠性。基于某典型框架结构,建立不考虑填充墙、考虑填充墙与框架不同连接刚度的框架结构有限元模型。模态分析表明,连接刚度对框架结构的频率影响较小,结构的动力特性趋于一致;多遇地震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析表明,合适的连接刚度可以提高结构的抗震性能。研究可为框架结构的抗震设计提供参考。