短肢剪力墙损伤累积力学模型

根据短肢剪力墙受力损伤及破坏的特点和规律,提出了墙端有限塑性域和墙端有限损伤域的概念.利用墙条纵向协调与横向组合和墙条在材料层次上的本构关系,建立了短肢剪力墙考虑地震损伤累积的单元力学模型.推导出了短肢剪力墙考虑损伤累积的墙元柔度矩阵,并根据该模型编制了基于柔度法弹塑性纤维单元的非线性有限元分析程序.通过算例分析得出了比较理想的结果,说明方法应用的可行性.     

性能增强再生混凝土框架中节点地震损伤评估

通过对3个足尺性能增强再生混凝土框架中节点进行低周反复加载试验,按照传统延性损伤模型（单参数）、改进的Park-Ang损伤模型（双参数）对其损伤演化与累积进行分析:各试件特征位移等于20 mm时,试件已经出现损伤,但按照延性损伤模型计算结果为负;当特征位移超过100 mm时,改进的Park-Ang损伤模型计算结果表明各试件已经完全破坏,无法继续承载,但试件实际结果却仍表现出一定的承载能力与耗能能力。因而有必要对前述损伤模型进行修正,使其能够适用于性能增强再生混凝土结构之中。基于前述试验结果,针对改进的Park-Ang损伤模型,提出并拟合了纤维项系数、位移项系数和能量项系数3种修正系数,并建立了相应的修正的Park-Ang损伤模型。最后,利用所提出的损伤模型,以HF-RAC2为例进行了损伤指标误差分析,结果表明:平均误差在6%以内,即:所提出双参数损伤模型能够应用于性能增强再生混凝土框架节点地震损伤与评估分析之中。     

反复荷载下型钢混凝土柱受扭损伤试验研究

为研究型钢混凝土柱在反复荷载下的受扭损伤,完成了11根型钢混凝土柱和1根钢筋混凝土柱复合受扭试验。通过试验观察了构件的受力过程和破坏特征,研究两种不同型钢混凝土柱的裂缝开展与分布规律。基于能量守恒定律,考察了柱截面配钢形式、扭弯比、轴压比、混凝土强度等级、配箍率以及配钢率对累积损伤的影响。研究结果表明:型钢混凝土柱的损伤演变分为3个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;配钢形式、扭弯比和配箍率是影响型钢混凝土柱损伤程度的重要因素;配型钢,降低扭弯比和提高配箍率对于损伤指标分别最大降低了22.1%、14.3%和14.0%;损伤指标受轴压比、配钢率和混凝土强度等级影响程度较小。     

沿高度变刚度复合墙板结构弹塑性分析

本文研究沿高度变刚度混凝土灌芯纤维石膏墙板结构(以下简称复合墙板结构)在水平荷载作用下的受力机理,建立简化计算模型,推导出了复合墙板结构的受力破坏路径,并建立了各阶段内力计算方法及计算公式。通过实例计算,得到沿高度均匀结构以及非均匀结构在水平荷载情况作用下位移的曲线与非均匀结构的受力破坏路径。结果表明,沿高度适当改变灌芯方式,侧移曲线更趋合理;各区段结构破坏路径均是石膏板先开裂且先达到极限状态。     

密肋复合墙体的地震损伤极限概率分析

密肋复合墙体是密肋壁板结构体系的主要承载构件,本文根据32块密肋复合墙体在单调及低周往复循环荷载作用下的试验结果,结合我国现行规范的目标性能,提出了针对密肋复合墙体的三个损伤性能水平及相应的量化参数,研究了这种新型墙体的损伤模型及各性能水平的允许极限破坏指标的概率特性。结果表明,采用四种地震损伤模型计算的墙体屈服、极限、破坏状态的损伤指数,在给定的显著性水平下分别服从正态分布、对数正态分布或极值Ⅰ型分布,并得到了分布的统计参数,可为该类墙体基于损伤性能的可靠度分析提供依据和参考。     

基于应变能耗储的钢筋混凝土框架结构地震损伤演化研究

结构地震损伤破坏,本质上是地震动输入能量超出结构或构件耗能能力所致。“能量”参数能够综合反映地震动强度、频谱特性以及强震持时对结构破坏的影响,本文基于能量耗散原理建立结构损伤模型,采用有限元软件ABAQUS对3榀单层单跨钢筋混凝土平面框架结构抗震性能进行数值模拟,通过损伤指数量化研究了地震作用下钢筋混凝土框架结构的损伤演化规律。研究表明：基于应变能耗储的结构损伤模型,能够合理有效地反映“位移首超破坏”与“累积损伤破坏”模式,且上、下界收敛;模拟分析得到的滞回曲线和骨架曲线与试验数据吻合较好,数值建模方法适用于以梁、柱构件为主的框架结构抗震性能分析;耗能构件框架梁能够对结构损伤破坏发展和抗震性能劣化起到一定延缓作用,承力构件框架柱的损伤加剧会加速结构抗震性能的劣化;加载幅值较小时,结构依靠混凝土裂缝闭合摩擦消耗能量,“位移首超破坏”所致损伤所占比例较大,随着位移幅值及循环次数的增加,“累积损伤破坏”所致损伤所占比例逐渐增大。     

劲性钢筋混凝土框架柱累积损伤分析

本文提出了一种劲性钢筋混凝土构件地震累积损伤的分析模型，并利用该模型对若干弯曲型破坏的ＳＲＣ框架柱进行了损伤分析。     

RC短肢剪力墙地震损伤特征与模型研究

地震损伤模型能够定量表征墙体破坏的全过程,也是研究墙体刚度退化及延性衰变的科学依据。基于既有地震损伤模型,依据短肢剪力墙1∶2比例模型低周反复试验结果,深入分析墙体加载至破坏各阶段的破坏现象及受力性能,给出短肢剪力墙基于延性及刚度、双参数地震损伤曲线,分析了损伤指数的增长规律。依据短肢剪力墙试验破坏的规律,引入基于刚度与能量的双参数地震损伤模型,并给出模型参数。结果表明,该模型能够定量描述短肢剪力墙损伤破坏的全过程,明确低周反复荷载作用下短肢剪力墙构件各阶段累积损伤的发展规律,揭示其地震损伤本质,为进一步明确其抗震性能及其损伤评估奠定基础。     

复合墙板计算模型与试点工程动力特性分析

本文将均质化理论引入混凝土灌芯纤维增强石膏板(简称复合墙板)的计算。建立了复合墙板的代表性体积单元(RVE)模型,应用有限元分析程序ANSYS对此RVE模型进行模拟,获得其等效弹性常数,为结构的有限元计算提供了有效途径。对一复合墙板结构试点工程进行动力特性测试,测试结果与均质化的计算结果比较吻合,表明这种模型用于计算复合墙板结构的可行性。最后将复合墙板结构与钢筋混凝土剪力墙结构的动力反应特性进行了比较,结果表明复合墙板结构具有优于钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能。     

远场长周期地震下高层建筑的地震损伤模型研究

传统高层建筑地震损伤模型不能反映构件极限滞回耗能随累积幅值的改变情况,无法有效确定组合参数,离散性较大。为此,设计一种远场长周期地震下高层建筑的地震损伤模型。针对不同层次高层建筑结构,依据广义力-广义变形曲线,构建变形损伤模型。结合累积能量比、远场长周期地震瞬时输入能比构建能量损伤模型。从变形与能量两方面综合评价损伤,依据钢筋混凝土结构构建最大反应变形与耗损能量的线性组合地震损伤模型,并对其进行改进。实验选用ILA003、ILA048和TCU115三种长周期地震波,计算不同构件和高层建筑结构整体损伤结果,验证所提模型的可靠性。将所提模型应用于实际高层建筑中,发现其实用性强。     

密肋壁板结构计算模型及Pushover分析

在前期试验和理论研究的基础上,将密肋壁板结构中的密肋复合墙板等效为整体斜撑,提出结构的刚架 - 等效斜撑力学模型,并结合试验数据确立了该模型主要参数的计算方法及塑性铰的设定.采用该模型对一实际密肋壁板结构进行了Pushover分析并进行了抗震性能评估.结果表明采用该模型是实现密肋壁板结构Pushover分析及抗震性能评估的一种有效方法.     

密肋壁板结构宏观模型及非线性时程反应分析

采用SAP程序中的Link单元进行了密肋壁板结构非线性时程反应分析。推导了Link单元的刚度矩阵,确定了相对转动中心高度。并结合钢筋混凝土柱轴向恢复力模型和密肋复合墙体水平抗侧恢复力模型,给出了Link单元竖向和水平连接弹簧非线性力-位移关系的计算公式。采用Link单元建立了密肋壁板结构宏观有限元分析模型,并对1/10比例振动台模型试验进行了非线性时程反应分析。结果表明:计算结果与试验结果吻合良好,这说明采用Link单元可以较好的模拟密肋壁板结构的动力非线性行为。     

砖墙-钢筋混凝土墙组合结构震害预测方法

建筑物震害预测对于制定城市防震减灾规划意义重大,对于我国高烈度区建造的砖墙-钢筋混凝土剪力墙组合结构,目前没有成熟的震害预测方法.为了预测西昌市砖墙-钢筋混凝土剪力墙组合结构建筑物在不同地震烈度下可能发生的震害程度,通过分析该种结构在不同地震作用下的受力特点,提出以结构薄弱层的楼层屈服强度系数为指标进行震害预测,并结合...     

不同烈度区农村自建砖砌体房屋震害特征研究

农村自建砖砌体房屋通常没有正规的设计和施工导致该类房屋抗震性能较差。文中以汶川8.0级地震为例,在不同烈度区选择具有代表性地区的农村自建砖砌体房屋为研究对象,分析了该类型房屋不同烈度区的震害特征。通过使用数量化术语的震害描述,对在不同烈度区的农村自建砖砌体房屋的墙体、楼板屋盖、附属结构的破坏进行了震害分析,得到了地震作用下仅考虑结构振动破坏时该类型房屋的破坏特征。最后也给出了降低农村自建砖砌体房屋震害的一些建议。     

基于新视角的震害分析——以四川长宁6.0级地震为例

四川长宁6.0级地震发生后,作者第一时间前往地震现场,获得第一手震害资料。基于“散、脆、偏、单”评估法,对当地建筑物震害特点和成灾机理进行深入剖析,并提出整治措施。实际震害显示,当前我国城乡建筑亟待解决的问题是“散”和“脆”;学校建筑和底商结构在此次地震中仍表现出诸多抗震不利问题,集中体现在因填充墙布置不合理导致的“偏”;高层建筑主体结构虽在地震后保存完好,但填充墙破坏较重,修缮费用较高。震害调查结果警醒行业人员需围绕实际震害特点精准发力,优化结构概念设计,全面提升抗震能力,推动韧性城乡建设。     

基于Pushover分析方法的多层地铁车站地震反应研究

为系统研究多层地铁车站结构地震反应,本文采用地下结构Pushover分析方法对Ⅱ、Ⅲ类场地9座不同结构形式的地铁车站结构进行系列拟静力推覆分析。研究结果表明:中柱是多层地铁车站结构关键抗震构件,地震作用下易先于其他构件产生损伤甚至破坏,车站结构出现整体性塌毁主要是由于中柱首先产生剪切破坏而丧失竖向承载力导致的。中柱是地铁车站结构重要的竖向承力构件,侧墙是地铁车站结构主要水平承力构件。损伤演变速度及损伤累计程度排序为中柱>侧墙>板。对于多层地铁车站结构而言,结构底层中柱和侧墙通常承受更高的轴压作用,使其损伤和破坏先于上层构件。中柱顶、底端和墙、板交界位置在地震作用下极易产生损伤破坏,建议在抗震设计中对这些位置适当地进行加强处理。     

Damage response of multistorey r/c buildings with different structural systems subjected to seismic motion of arbitrary orientation

In the present study the combined influence of seismic orientation and a number of parameters characterizing the structural system of Reinforced Concrete (R/C) buildings on the level of expected damages are examined. For the purposes of the above investigation eight medium‐rise buildings are designed on the basis of the current seismic codes. The structural characteristics examined are the ratio of the base shear received by the structural walls, the ratio of horizontal stiffness in two orthogonal directions and the structural eccentricity. Then, the buildings are analyzed by nonlinear time response analysis using 100 bidirectional earthquake ground motions. The two horizontal accelerograms of each ground motion are applied along horizontal orthogonal axes, forming 72 different angles with the structural axes. The structural damage is expressed in terms of the Park and Ang damage index. The results of the analyses revealed that the damage level of the buildings is strongly affected by the incident angle of the ground motion. The extent at which the orientation of the seismic records influences the damage response depends on the structural system and the distance of the record to the fault rupture. As a consequence, the common practice of applying the earthquake records along the structural axes can lead to significant underestimation of structural damage. Also, it was shown that the structural eccentricity can significantly differentiate the seismic damage level, as well as the impact of the earthquake orientation on the structural damage. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

2021年青海玛多7.4级地震典型建筑震害对比及讨论

青海玛多7.4级地震发生后,本文作者随科考队开展了典型工程的震害调查。本文报道了黄河乡江旁村和昌马河工区这2个典型调查点的建筑震害情况。调查表明:邻近微观震中的黄河乡建筑震害程度相对较轻,主要表现为部分房屋落瓦,砖混结构少数承重墙及框架结构部分隔墙开裂,土木结构房屋部分严重破坏,部分围墙倒塌;而距微观震中以东85 km的昌马河工区建筑震害则相对较重:无抗震措施的砖木结构房屋全部严重破坏或倒塌,具备合理抗震措施的砖混结构基本完好或轻微破坏,在建轻钢厂房均钢柱倾斜、维护墙明显开裂并且围墙多数倒塌。调查分析表明:造成两地震害差异的主要原因为抗震措施差异以及地表破裂和砂土液化影响:黄河乡多数房屋具备合理抗震措施,昌马河工区多数民居缺少抗震措施;昌马河工区附近发现疑似地表破裂痕迹,而紧邻黄河乡的河岸发现砂土液化迹象。这表明昌马河工区的地震作用中类似近场的高频能量可能较多,而黄河乡地区则因砂土液化使得高频地震动作用有所降低,由此造成两地震害程度与震中距呈现反差关系。     

Assessment of seismic damage of thin and lightly reinforced concrete walls using fractal dimension of cracking

Length, maximum width, and residual width of cracks are key indicators of structural damage. However, pattern and propagation of cracks on the affected structural component should be also considered. In addition, damage evaluation based on visual inspection is a subjective and capricious procedure because the damage assessment relies on the expertise and judgment of the inspector engineer. In order to assess a rapid and reliable evaluation approach of seismic damage, pattern and propagation of cracks observed in thin and lightly reinforced concrete walls for low‐rise housing subjected to seismic demands are evaluated in this study by means of fractal dimension of cracking pattern. The proposed parameters are based on the results of an experimental program that comprised 39 low‐rise RC wall specimens having typical variables of this type of housing, such as low compressive strengths of concrete, thin walls, low axial loads, low reinforcement ratios, and web shear reinforcement made of deformed bars and welded‐wire meshes. A statistical analysis is carried out for computing values of fractal dimension associated to cracking patterns at key damage conditions. Recommendations of this study can help the inspector in estimating the current limit state or performance level of the wall and the story‐drift ratio experienced by the wall during shaking. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Nonlinear seismic response of tall concrete-faced rockfill dams in narrow canyons

The seismic behavior of tall concrete face rockfill dams in narrow canyons is investigated, based on numerical simulation of the staged construction, creep settlements, reservoir impoundment and seismic shaking of the dam. The study takes into account the flexibility of the canyon rock, the hydrodynamic effects and potential dynamic rockfill settlements. The static analysis uses a hyperbolic model for the rockfill, whereas the dynamic analysis uses a nonlinear hysteretic model, which accounts for the initial dynamic stiffness and produces hysteresis loops in agreement with the experimental data regarding the shear modulus and damping ratio. A damage plasticity model is used for the reinforced concrete, whereas frictional contact behavior is considered at the base and vertical walls of the concrete slab panels. An existing 150-m-high dam is used to investigate some key issues on the seismic behavior of such dams subjected to upstream−downstream and vertical excitation. Emphasis is placed on the evaluation of the tensile stresses within the slab panels, the compressive stresses at the slab-to-slab vertical interfaces and the opening of the joints. Moreover, the effect of potential dynamic settlements on both the slab stresses and joint openings is investigated. Recommendations for increasing the dam safety and reducing the water leakage through the dam body are given.