纤维增强混凝土剪力墙双参数地震损伤模型研究

以4个纤维增强混凝土剪力墙试件在低固往复荷载作用下的抗震性能试验为基础,充分考虑纤维增强混凝土良好的延性和抗剪性能以及水平荷载对试件累积损伤的影响,提出了纤维增强混凝土剪力墙双参数地震损伤模型。通过与试验结果对比,发现该模型能较好地反映纤维增强混凝土剪力墙的受力机理和破坏模式。在此基础上,采用试验过程和损伤指数相结合的方法,研究了影响纤维增强混凝土剪力墙损伤性能的主要因素,包括轴压比、箍筋体积配箍率和纤维增强混凝土区高度,并给出其损伤过程各个阶段损伤指数所对应的试验现象,为从宏观试验现象得出结构损伤程度提供了便利条件。     

纤维增强混凝土剪力墙结构基于位移的抗震设计方法研究

按照基于位移的抗震设计方法,将纤维增强混凝土剪力墙结构的性能划分为"完好、轻微损伤、轻度损伤、中度损伤和比较严重损伤"五个水平。利用延性纤维增强混凝土良好的延性和韧性提高剪力墙抵抗地震作用的能力,提出了纤维增强混凝土剪力墙超强系数,通过对剪力墙的各性能水平层间位移角限值的控制,给出了纤维增强混凝土剪力墙结构针对不同性能水平的设计计算步骤。通过对实际工程性能进行计算发现,纤维增强混凝土剪力墙结构基于位移的设计方法简单易行、便于操作。最后利用静力弹塑性方法对剪力墙结构进行了分析验证。     

框架-剪力墙结构静力弹塑性简化分析模型探讨

在对钢筋混凝土框架-剪力墙结构中剪力墙简化模型-等代框架模型分析的基础上,探讨了该模型在钢筋混凝土框架-剪力墙结构静力弹塑性计算中的应用,并进行了单片墙元与等代模型的弹塑性分析的对比,阐明了应用简化模型对框架-剪力墙结构进行罕遇地震作用下弹塑性分析的可行性。     

联肢剪力墙在地震作用下的非线性分析

联肢剪力墙在地震作用下的非线性分析具有重要的研究意义。本文在改进多垂直杆剪力墙模型基础上,以带刚域的局部纤维模型模拟连梁,两模型结合可很好的模拟联肢剪力墙。在此基础上,推导了所建模型的刚度矩阵并进行计算,与实验结果的对比证明该模型具有较好的计算精度。但连梁模型有待进一步改进,以模拟短梁的剪切影响。     

水平地震作用下框支剪力墙结构的变形研究

对工程结构中常用的底部为多层大空间的框支剪力墙结构采用分区混合法，进行水平地震作用下结构的变形研究。将框支剪力墙结构分成转换层上部剪力墙结构和转换层下部框架剪力墙结构两部分，采用子结构法进行分析。在水平地震作用下，转换层上、下部先分别按剪力墙结构和框架一剪力墙结构的变形曲线公式计算其变形，再充分考虑上下两种不同结构的变形协调性，推导了框支剪力墙结构在水平地震作用下的侧移曲线公式，并给出了方便结构侧移曲线计算的图表。方法简单实用，可用于地震区高层建筑结构的初步设计。     

水平地震作用下转换层上、下结构侧向刚度比对框支剪力墙结构抗震性能的影响

针对不同的转换层上、下结构侧向刚度比γ,采用有限元软件ANSYS对转换层设在第1层的14层框支剪力墙结构在水平地震作用下的抗震性能进行了计算分析。研究了水平地震作用下转换层上、下结构侧向刚度比对框支剪力墙结构抗震性能的影响,并对加强落地剪力墙和减少转换层上部剪力墙对框支剪力墙结构抗震性能的影响进行了比较分析。     

高层住宅短肢剪力墙结构体系抗震性能研究

本文选取福州某典型的高层短肢剪力墙结构住宅。通过对缩尺模型在多遇地震和罕遇地震下,模拟地震振动台试验,研究其动力特性和整体抗震性能。根据模拟振动台试验的结果,结合短肢剪力墙结构力学分析结果,对短肢剪力墙结构提出设计建议。     

基于高效精细化连梁计算单元的高层结构核心筒地震行为模拟

钢筋混凝土联肢剪力墙和核心筒在多高层结构体系中有着广泛应用。本文基于所开发的用于钢筋混凝土连梁地震反应分析的考虑非线性剪切的纤维梁单元,结合常规不考虑非线性剪切的纤维梁单元和分层壳单元,在通用有限元软件MSC.MARC(2007r1)平台上建立了一种新的联肢剪力墙和核心筒分析模型。模型分别采用所开发连梁单元、分层壳单元和常规纤维梁单元模拟钢筋混凝土连梁、剪力墙和边缘约束构件,具有高效、准确、建模方便的特点。首先利用相关联肢墙拟静力试验验证模型的准确性。随后对一31层高的核心筒结构进行地震反应模拟,重点对地震激励过程中核心筒内各处连梁的受力规律进行了详细分析,并与采用分层壳单元的计算模型进行了对比。本文提出的联肢剪力墙、核心筒计算模型为基于通用有限元软件平台的高层结构体系弹塑性分析提供了一种新的工具。     

双层钢板混凝土组合剪力墙滞回性能研究

为研究双层钢板混凝土组合剪力墙的滞回性能,对4个剪跨比为2.5的组合剪力墙试件进行了拟静力加载试验;通过改变约束拉杆和加劲肋的间距,研究其在往复水平荷载作用下的破坏机理、滞回性能;选用地震分析软件OpenSees建立了双层钢板混凝土组合剪力墙的纤维模型,进行了低周反复荷载作用下的非线性分析。结果表明:该种剪力墙的破坏形态为墙底部截面钢板被压曲,核心混凝土被压碎的弯曲型破坏;在轴压比相同条件下,设置加劲肋试件的抗震性能优于设置约束拉杆的试件,且随着约束拉杆和加劲肋间距的减小,试件的变形能力增加,表现出较好的耗能能力;纤维模型计算得到的抗弯承载力、延性系数与试验值之间误差较小,纤维模型能较好地模拟剪力墙的抗震性能;随着轴压比的增大,剪力墙的极限承载力有所提高,而变形能力有明显的下降;随着混凝土强度的增加,剪力墙的承载力提高,变形能力减小;随着钢板厚度的增加,剪力墙的承载力和变形能力都明显增加。     

型钢自密实混凝土叠合剪力墙恢复力模型

为了研究型钢自密实混凝土叠合剪力墙的抗震性能以及恢复力特性,对1个全现浇型钢普通混凝土剪力墙试件和5个型钢自密实混凝土叠合剪力墙试件进行了低周反复加载试验。通过分析试验所得的剪力墙的水平荷载-位移骨架曲线,建议将其简化为以屈服点、峰值荷载点、极限点为特征点的三折线模型,并根据试验现象以及理论分析结果给出骨架曲线中各特征点参数的计算方法。对试验所得滞回曲线进行回归分析,得到了墙体的抗侧刚度退化规律,据此得出适用于型钢自密实混凝土叠合剪力墙的恢复力模型,并用试验得到的骨架曲线与滞回曲线进行验证。结果表明,由此恢复力模型求得的计算曲线与试验曲线吻合程度较好,该模型可以较好地反映型钢自密实混凝土叠合剪力墙的恢复力特性,可用于计算地震作用下以受弯破坏为主的型钢自密实混凝土叠合剪力墙的荷载-位移滞回曲线。     

自复位剪力墙结构四水准抗震设防下基于位移抗震设计方法

与传统剪力墙结构体系相比,自复位剪力墙结构体系在地震作用下,会将材料非线性问题转为体系非线性问题,具有整体变形能力强、残余位移小的特点,因此,亟需针对自复位剪力墙结构,提出具有更高抗震设防要求的抗震设防目标以及相应的设计方法。基于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准抗震设防目标,与2015年颁布的第五代《中国地震动参数区划图》相适应,提出了可恢复功能结构体系“小震及中震不坏,大震可更换、可修复,巨震不倒塌”抗震设防四水准目标。采用了基于位移的抗震设计方法进行自复位剪力墙结构设计。以一幢自复位剪力墙结构为例,给出四水准抗震设防目标下的基于位移设计方法算例,并对其进行弹塑性时程分析,验证了所提出的四水准抗震设防目标下基于位移抗震设计方法的有效性,该方法也适用于其他可恢复功能结构体系设计。     

水平地震作用下底部多层大空间框支剪力墙结构中落地剪力墙合理数量研究

地震作用下，底郭多层大空间框支剪力墙结构中落地剪力墙合理数量的确定是关系到结构的安全和经济合理的关键问题。本文首先采用分区混合法将框支剪力墙结构分成转换层上二部剪力墙结构和转换层下部框架一剪力墙结构两部分。并将前者等效为等截面弯杆，后者等效为等截面弯一剪杆，在此基础上运用振型分解反应谱法计算出结构的地震作用效应，最后结合文献[4]中的框支剪力墙结构在水平地震作用下的侧移曲线公式，通过控制楼层层间最大位移与层高之比满足文献[5]的规定，推导了水平地震作用下底部多层大空间框支剪力墙结构中落地剪力墙的合理数量计算公式，并给出了方便计算的相关图表。本文方法可用于地震区高层建筑结构的初步设计。     

浅论强震动下钢筋混凝土桥墩的残余抗剪强度

讨论了钢筋混凝土桥墩在强震动作用下的剪切机理 ,提出强震动作用下混凝土桥墩塑性铰区截面残余抗剪强度的概念。在评述了国外主要地震国家现行的规范公式的基础上 ,提出对国内现行规范关于强震动作用下钢筋混凝土桥墩抗剪验算的改进建议。     

设防地震作用下受拉剪力墙设计方法

针对设防地震作用下受拉剪力墙的设计方法，结合JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》指出了我国目前广泛采用等效弹性方法设计存在的问题，介绍了弹塑性时程分析法的设计流程、设计软件和地震波选取以及墙铰模型的开裂后刚度取值。对于设防地震下弹塑性时程分析法，弹塑性模型的初始配筋采用多遇地震作用下的配筋结果，剪力墙单元可以采用墙铰单元、纤维截面壳单元、S4R壳单元等模拟，设计地震动可采用拟合设计反应谱的人工波，并控制设防地震作用下剪力墙受拉不屈服来调整受拉配筋设计。此外，设防地震作用下受拉剪力墙是否设置型钢应根据其所受剪力大小确定，还应复核罕遇地震作用下受弯屈服剪力墙的边缘拉应变。采用工程实例验证了上述方法的可行性，且偏于安全考虑，建议采用考虑开裂后抗拉刚度退化至15%初始抗拉刚度的墙铰模型进行受拉剪力墙的抗震设计。     

一种钢筋混凝土剪力墙的空间非线性分析模型

通过对平面垂直杆剪力墙单元模型的修正 ,推导了空间垂直杆剪力墙单元的计算模型。模型考虑了墙体平面内的非线性变形特征 ,适用于结构的空间地震反应分析。算例分析结果证明了该模型的有效性     

连捷国际中心结构设计

连捷国际中心为超B级高度超限高层办公综合楼,地上36层,地下2层,建筑总高度149.9m。主楼结构采用角部带剪力墙的现浇框架-剪力墙结构体系。23层以下主楼范围内框架柱采用型钢混凝土柱,24层至屋顶采用钢筋混凝土柱。采且SATWE、PMSAP程序对结构进行了多遇地震下的反应谱设计和动力弹性时程分析,中震作用下竖向构件抗剪弹性、抗弯不屈服,并进行了罕遇地震作用下的静力弹塑性分析,结果表明结构抗震性能良好,体系安全可行。     

双向地震作用下浅埋砂土电力隧道动力响应分析

为了研究浅埋砂土地下电力隧道结构在双向地震作用下的行为反应,采用大型岩土软件FLAC3D对浅埋砂土地下电力隧道进行数值模拟。建立了双向地震作用下砂土电力电缆隧道的三维计算模型,地下水位为1m。计算了在水平和竖直地震荷载作用下,埋地电力隧道的动力响应,并对典型截面的典型点的加速度、位移、应力进行监测。计算结果表明,在上海人工地震波作用下,电力隧道结构水平残余位移10．9mm,竖向残余位移4．3mm,隧道结构产生的永久变形为11．7mm,隧道结构顶部和底部之间的水平相对位移3．6mm,竖向相对位移为4．3mm。地表水平残余变形几乎为0,竖向残余变形0．18mm。结构自振频率45Hz。隧道结构剪应力、主应力大小随着动荷载的输入应力幅变化很小,在1％左右;第一主应力和第三主应力的最大值在隧道侧壁C点。数值分析结果表明,在砂土地基下隧道产生剪切、拉伸破坏以及发生共振的可能性较小,侧壁是竖向抗震的薄弱环节。     

钢筋套筒灌浆连接装配式剪力墙结构三层足尺模型子结构拟动力试验

为研究钢筋套筒灌浆连接装配式剪力墙结构的抗震性能,完成了1个3层足尺模型在不同强度地震作用下的子结构拟动力试验,观察其破坏现象,研究其滞回特性、变形能力、刚度退化和钢筋屈服次序等。结果表明：试验模型的破坏集中在地震作用方向的连梁和窗下墙,连梁以弯曲破坏为主,窗下墙为剪切破坏,首层墙肢出现轻微的弯曲破坏;试验过程中,连梁纵筋、墙肢竖向钢筋及连梁箍筋依次受拉屈服,试验模型实现了“强墙肢弱连梁”及连梁“强剪弱弯”的设计目标;8度多遇、设防和罕遇地震以及9度罕遇地震作用下,试验模型的抗侧刚度分别降低约5％、20％、60％和80％,对应的最大层间位移角分别为1/3341、1/899、1/268和1/111,以层间位移角为参数,结构的破坏程度分别为完好、轻微损坏、中等破坏和倒塌;“预制底板出筋”和“预制底板不出筋”的双向叠合楼板均具有良好的整体性和平面内刚度,均可起到水平刚性隔板作用;墙体一字形截面竖向后浇段采用由2根U形钢筋组成的封闭箍代替普通箍筋具有可行性;预制夹心保温外墙的内、外叶墙之间连接可靠,外叶墙不参与结构受力,结构设计时可不考虑外叶墙的作用。     

磁流变阻尼智能加固体系的试验研究

提出利用磁流变阻尼器(MRD)对有损伤结构进行智能加固。根据MRD的特点,结合我国抗震设计规范,给出MRD智能加固的三个等级性能目标,对其进行量化,并确定MRD智能加固的设计要点。利用MRD对一有损伤钢筋混凝土框-剪偏心结构进行抗震加固,并进行振动台试验。结果表明,采用MRD智能加固后的结构抗震性能大大提高,优于用被动控制方法加固的结构。     

路基动力响应与动力破坏的大型振动台模型试验研究

 针对填方路基在强地震动作用下的动力响应和损伤破坏过程,设计并完成1∶20比尺的填方路基大型振动台模型试验。模型的尺寸为1.93 m×3.0 m×1.4 m(高×长×厚),采用土体材料制备,通过逐级加载的方式,在振动台上对填方路基进行模型试验。在不同类型、幅值、频率的地震波和白噪声激励下,对模型路基的动力响应、抗震薄弱部位、破坏过程以及地震动参数对动力响应的影响进行研究,分析路基及支挡结构的加速度和位移的变化规律。试验结果表明,在水平地震作用下,模型路基对输入地震波具有明显的放大作用,挡土墙顶部及路肩为加速度峰值最大的区域,是抗震薄弱的部位,整个模型路基首先在该位置出现裂缝;在不同的地震波作用下,路基坡面加速度峰值放大系数随着输入地震动幅值的增加呈现递减趋势,路基对输入波低频部分存在放大作用,对高频部分存在滤波作用;在逐渐加载的地震波作用下,模型路基逐渐出现多处开裂。试验结果可呈现填方路基在强烈地震作用下的损伤破坏过程及破坏形态,有助于揭示地震作用下路基结构的破坏机制,为路基的抗震设防提供相应的参考。