钢筋混凝土框架节点抗震性能研究进展

历次震害表明:在框架结构中,破坏多集中在节点和底层柱等部位.但是,在目前国内外设计规范中,没有对节点抗震性能进行明确的量化规定.通过国内外框架节点的震害实例及节点实验研究成果,总结了影响节点抗震性能的主要因素;对比分析了现有节点设计计算理论、设计方法及节点变形计算方法;给出了钢筋混凝土框架节点计算理论的最新进展.最后,提出了现阶段节点抗震研究需要解决的几个关键问题.     

钢筋混凝土框架节点的抗震分析

钢筋混凝土框架节点的受力是复杂的,在地震情况下,它已成为框架最易受损的部分。本文结合工程实践,根据建筑抗震设计规范(GBJ11-89)、混凝土结构设计规范(GBJ10-89)的规定,就节点区受弯、受压、受剪的不同状态进行分析和探讨,希望提高框架节点的延性,增强框架整体的抗震性能,以满足工程抗震设防的需要。     

高强钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过对采用高强钢筋的6片T形混凝土短肢剪力墙和采用高强钢筋高强混凝土的6片L形短肢剪力墙进行低周往复加载试验,研究了T形和L形的破坏形态与性能差异,分析了高厚比、轴压比、配箍间距等参数对构件破坏形态、滞回耗能、骨架曲线、延性及耗能等抗震性能的影响,对比分析了构件与普通短肢剪力墙的抗震性能差异。试验结果表明:采用腹板端部箍筋加密的方式可减轻构件端部的损伤和降低正负向加载时承载力和延性的不对称性;T形构件中高厚比为5的试件表现为弯曲破坏,其他构件表现为弯剪破坏;试验中高厚比小的构件相对于高厚比大的试件延性耗能更好,轴压比增大,构件承载力提高但延性降低;与普通短肢剪力墙相比,T形短肢剪力墙承载力和变形能力提高,耗能增加,L形短肢剪力墙承载力提高较大,极限位移增大,构件后期变形能力略有降低,但可以满足抗震性能要求。     

钢筋混凝土框架顶部钢结构加层的抗震性能分析

采用钢结构加层后,结构的整体质量、刚度、周期、阻尼比等都发生较大的变化。仅对加层部分结构进行计算分析是不安全的,应进行结构的整体分析。本文采用有限元软件ANSYS,对某4层钢筋混凝土框架结构办公楼顶部加2层纯钢框架的抗震性能进行分析,并在此基础上讨论了不同加层层数的整体框架模型、不同阻尼比ζ和有侧移及无侧移框架形式对结构整体抗震性能的影响分析。计算表明,由于加层后结构周期加长,整体框架的底层层剪力变化较小。     

钢筋混凝土框架填充墙隔震建筑抗震性能影响因素分析

为探讨影响钢筋混凝土框架填充墙隔震建筑抗震性能的因素,以满布填充墙RC框架隔震结构为对象,基于Perform-3D软件,建立RC框架非隔震和隔震结构非线性分析模型,分析填充墙厚度、材料及砂浆强度等因素对隔震结构地震反应及减震控制效果的影响规律。结果表明:填充墙砂浆强度等级对隔震结构的影响不十分明显,而填充墙砌块材料和墙体厚度对隔震结构的影响十分显著。采用M7.5砂浆、24砖砌体填充墙对于减小隔震上部结构的地震反应、获得最优减震效果都很有利。此外,与传统隔震设计方法(纯框架、上部结构线性计算)得到的减震系数0.39相比,考虑上部结构非线性和填充墙的不同参数后,减震系数均有较大变化(0.45至0.67变化),说明现有隔震设计方法得到的减震系数偏小,按此设计上部结构会使其偏于不安全,隔震设计应考虑上部结构非线性和填充墙的影响。     

装配式钢筋混凝土框架节点抗震性能试验研究

通过对2个新型装配式混凝土框架节点和1个现浇混凝土框架节点进行拟静力试验研究,对比分析装配式混凝土框架节点破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等指标。研究结果表明:新型装配式混凝土框架节点比普通现浇混凝土框架节点具有较好的滞回性能,较高的耗能能力以及较缓的刚度退化。在满足梁筋锚固长度要求的前提下,预制梁内钢端头长度增加使框架节点抗震性能稍有提高。装配部分后浇混凝土可以提高框架节点的承载能力和刚度。采用ABAQUS有限元软件对节点进行数值模拟,发现模拟结果与试验结果吻合较好。     

钢筋混凝土带开孔梁框架抗震性能试验研究

本文通过两榀单层单跨带开孔梁框架的拟动力试验,对试件的破坏形态、动力反应、滞回曲线、耗能能力、刚度退化等抗震性能进行研究,最后对钢筋混凝土带开孔梁框架结构的抗震性能作出了评论。     

高层高强钢组合偏心支撑框架抗震性能简化分析

高强钢组合偏心支撑钢框架是一种新型的抗震结构体系,为分析其抗震性能,利用ABAQUS有限元软件建立了简化分析模型。在验证该简化模型合理有效的基础上,建立了某十层算例的整体模型,施加竖向荷载的同时施加水平倒三角形循环荷载作用,进而分析了该算例的滞回性能。研究表明:本文提出的简化分析模型不仅可以较准确的模拟该结构体系的延性和抗侧刚度,还可以有效预测结构的变形分布和非线性性能。     

高强钢组合D型偏心支撑框架抗震性能分析

高强钢组合偏心支撑结构是梁柱采用高强钢材,耗能梁段采用普通钢材的新型结构体系。采用ABAQUS有限元软件建立了9个不同层数与钢材强度组合D型偏心支撑框架有限元模型,进行了滞回性能分析。通过与普通钢D型偏心支撑框架结构对比,表明虽然高强钢组合D型偏心支撑的滞回性能略差,但随着结构层数的增加,其延性、耗能能力与普通钢偏心支撑结构的差距逐渐减小,且具有结构承载力高和刚度退化慢的优点,适用于高层结构。同时,由于高强钢构件截面较小,可以大大减少结构用钢量,因此有较高的经济效益。综合各因素考虑,建议在设计9层至14层D型偏心支撑结构时采用高强钢,钢材宜采用Q460。     

高强钢组合偏心支撑框架抗震性能研究

高强钢组合K型偏心支撑框架耗能梁段和支撑采用Q345钢,其余构件采用Q460钢,不仅能有效减小构件截面、节约钢材、降低造价,而且有助于推广高强钢的应用。为了比较高强钢组合K型偏心支撑框架与Q345钢K型偏心支撑框架的抗震性能,在试验研究的基础上,设计两组共8个不同层数的高强钢组合K型偏心支撑框架与Q345钢K型偏心支撑框架,并分别对其进行非线性静力推覆分析和动力时程分析,对比分析两种结构形式的承载力、刚度、延性以及地震作用下层间变形能力和耗能梁段。结果表明:在满足抗震性能要求的前提下,相同设计条件下高强钢组合K型偏心支撑框架变形略差于Q345钢K型偏心支撑框架,但是其构件截面较小,可以节省钢材,降低工程造价,具有较高的经济效益。     

损伤钢筋混凝土框架抗震加固Pushover分析

基于钢筋混凝土框架模拟地震作用下的试验及有限元分析,对整体损伤钢筋混凝土框架结构采用CFRP布、角钢、钢支撑加固方法进行了推覆(Pushover)分析,对比分析加固前后钢筋混凝土框架结构屈服荷载与位移、极限荷载与位移、延性系数的变化,综合分析损伤程度及加固方法对钢筋混凝土框架加固后抗震性能的影响。结果表明,模型的塑性铰位置与试验结果基本相同;损伤的混凝土框架CFRP布加固与未损伤CFRP布加固框架相比,极限荷载、屈服位移、延性系数和试验结果基本一致;对于已经明显损伤的钢筋混凝土框架,先进行梁柱局部损伤修复加固,再采用人字形角钢进行支撑加固,效果更好。     

配置HRB500高强钢筋混凝土受弯桥墩抗震性能

通过对7个混凝土桥墩试件进行低周往复加载试验,研究配置HRB500高强钢筋的混凝土桥墩的抗震性能。分析轴压比、纵筋强度、箍筋强度和箍筋间距对混凝土桥墩抗震性能的影响。研究结果表明:随着桥墩试件轴压比增加,试件的滞回特性降低,承载能力提高,但变形能力及延性性能降低;加密箍筋能够改善桥墩试件的滞回性能和减缓桥墩的刚度退化,提高桥墩的承载能力及变形能力和延性性能。配置高强钢筋的滞回特性、承载能力、变形能力和延性性能等抗震性能指标优于配置普通钢筋的试件,其中同时配置高强纵筋箍筋的桥墩试件抗震性能指标情况最优。     

钢筋混凝土框架砖填充墙结构抗震性能的研究

本文介绍了一个１／３比例框架填充墙结构模型模拟地震振动台试验，研究了结构动力特性与反应特征，提出了钢筋混凝土框架砖填充墙结构层间刚度与抗力的简化估计方法和公式，同时进行了多层框架填充墙结构的弹塑性动力反应分析并结合试验模型将计算结果与试验结果进行比较。     

高层钢筋混凝土框架-剪力墙结构抗震性能研究

钢筋混凝土框架-剪力墙结构应用广泛,地震发生时这类结构多道设防的设计理念能否实现以及罕遇地震下的安全性能否保证一直是国内外学者的研究热点。本文采用Perform3D软件建模,利用已有的试验结果对模型进行了验证,计算了4栋15层高的框架-剪力墙结构,其中3栋为连梁高度不同的框架-联肢剪力墙结构。采用静力弹塑性分析方法和动力弹塑性时程分析方法,观察对比了不开洞和开洞以及洞口大小不同的剪力墙对各结构的塑性铰发展情况和性能点处层间位移角的影响,以及各结构多道防线的实现情况。结果发现,按我国规范设计的框剪结构在大震下的安全性能够得到保障;框架-联肢剪力墙结构在大震下发生明显的内力重分布,但剪力墙始终是主要的抗侧力结构。该研究结果对结构设计具有一定的指导意义。     

钢筋混凝土核心筒体抗震性能分析

本文在非线性有限元计算模型和分析程序的基础上，对影响钢筋混凝土核心筒体抗震性能的三个重要参数，即高宽比、轴压比、连梁刚度比，进行了一系列模型的非线性计算分析，得出了各参数对核心筒的承载力、破坏形式、延性、耗能能力等抗震性能的影响，为参数影响的定量研究和工程设计提供了有价值的参考。     

中高层钢筋混凝土异形柱框架-抗震墙结构的抗震性能研究

本文通过对一幢中高层住宅在不同水准地震作用下进行的弹性计算和弹塑性动力时程分析,研究了钢筋混凝土异形柱框架-剪力墙结构的动力特性和抗震能力。结果显示该结构整体抗侧刚度大,抗震性能较好。进入塑性阶段后,塑性铰分布合理,满足了结构延性设计的要求。     

钢筋混凝土框架房屋抗震可靠性研究

采用一种简化的极限分析方法来确定钢筋混凝土结构的极限状态及其相应的极限承载力,将结构的非线性抗力值等效为线性抗力值,使得结构的随机地震响应可以按照线弹性理论计算,避免了非线性分析的各种困难,以便于工程应用。同时,针对三水准设防标准,对钢筋混凝土框架房屋进行了可靠性研究。     

大跨径钢筋混凝土拱桥抗震性能分析

结合跨径220米的许沟大桥结构设计,通过对全桥有限元模型动力分析和通车动载试验,对钢筋混凝土拱桥全桥动力特性进行分析,并选用50年超越概率为3%的人工地震波和E l Centro波(调整至7度)进行时程分析。根据抗震分析的结果分析控制截面地震内力,并结合通车动载试验结论,对许沟大桥抗震性能做出综合评价,对大跨径钢筋混凝土拱桥抗震设计提出合理建议。     

钢筋混凝土抗震框架柱截面尺寸控制因素分析

通过大量算例分析，探讨了轴压比、层间弹性位移角、最大纵筋配筋率、最小抗剪截面等因素对抗震框架柱截面尺寸的影响规律，并比较了新旧规范间截面尺寸控制因素的差别。     

主余震作用下高强钢筋混凝土框架的易损性分析

为研究主余震作用下配置高强钢筋的RC框架结构的抗震性能,根据相同设计指标和"等强代换"的原则,设计了三榀六层四跨的钢筋混凝土框架,纵向受力钢筋的强度等级分别为HRB400、HRB500和HRB600。通过OpenSees平台进行有限元建模,将最大层间位移角作为结构损伤指标,反应地震作用的结构响应。选取15条地震加速度时程,通过重复法构造人工主余震序列并进行IDA分析,得到结构在不同强度的主余震序列作用下的地震易损性曲线。结果表明:主震PGA越大,余震的最大层间位移角越大,结构达到各极限状态的概率越高。对比配置不同钢筋强度的三榀框架的计算结果,可知"等强代换"原则下,相同主余震序列作用时,钢筋强度的提高对结构抗倒塌性能有不利影响,但影响有限。