C F RP加固震损钢筋混凝土框架结构的抗整体性倒塌能力分析

首先介绍了CFRP加固受损钢筋混凝土柱的数值模拟方法,通过OpenSees软件进行了建模分析,数值模拟结果与试验结果的对比验证了该数值模型的有效性;其次,对一6层钢筋混凝土框架以受极罕遇地震影响进行预损,采用损伤指数和折减系数的方法建立震损钢筋混凝土框架的分析模型,并选择5种不同的CFRP加固方案对其进行加固;最后,对CFRP加固的震损RC框架进行增量动力分析。定量的评价了CFRP加固震损RC框架的抗整体性倒塌能力和抗倒塌安全储备。结果表明:CFRP加固能有效提高震损钢筋混凝土框架结构的抗震性能。加固部位的选择对加固效果的影响很大,在所选用的5种CFRP加固方案中,对底层及第2层的梁柱进行加固的方案对提高震损钢筋混凝土框架的抗整体性倒塌能力效果最佳。     

基于能量的主余震作用下RC框架损伤与震后性能评估

地震发生后,震损结构能否承受强余震是震害调查与灾后重建中的重要问题。因此,准确评估主余震造成的结构损伤以及评估主震后震损结构的剩余倒塌能力至关重要。采用基于能量的地震损伤指标对结构损伤进行评估,以能量谱作为工程需求参数,再通过引入震损结构模型对结构在主余震作用下的累积损伤进行评估,建立主余震作用下结构整体损伤评估理论框架。然后,基于I_V损伤指数对主余震下的结构损伤进行量化,得到震损结构的倒塌能力曲线,并确定结构剩余承受强余震的能力。以6层3跨钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架结构为例进行分析,结果表明：地震能量损伤指标法物理意义明确,可以从能量角度快速评价主余震下结构损伤;震损结构的剩余倒塌能力随着主震强度增加而逐渐降低;对于案例结构而言,主震下结构损伤小于0.32时可以认为震损结构是安全的可以承受强余震,介于0.32～0.52之间时,需要对震损结构加固修复,以保障余震安全。     

基于损伤指数的钢筋混凝土框架结构震后安全性鉴定新方法——试验研究

地震后迅速对震区的建筑结构进行准确的安全性鉴定至关重要。目前,我国地震现场建筑物损伤鉴定仍主要由专家依据经验给出判定结果。这样的方法难以避免由于鉴定者对结构震害现象的主观理解不同而导致的鉴定结果的差异,鉴定结论客观性不足。为解决这一问题,本文以钢筋混凝土框架结构为研究对象,提出一套基于损伤指数的结构震后安全性鉴定新方法。文中首先进行了一系列典型钢筋混凝土构件(8根柱试件、4根梁试件)的低周反复加载试验,记录下构件在每级控制位移下的损伤照片,并计算出相应的损伤指数,建立典型构件损伤指数和宏观损伤现象的对应关系,给出图例集;随后研究并筛选出合理的依据构件损伤指数计算整体结构损伤指数的方法;进而依据结构损伤指数给出损伤水平鉴定结果。最后,以一幢鲁甸地震中发生严重损伤的钢筋混凝土框架结构为例,采用本方法进行损伤鉴定,并与地震现场专家给出的鉴定结果相比较,验证了本方法的可行性。     

震损加固后RC柱抗震性能影响因素分析

整理了国内外相关规范与相关研究中对RC柱抗震性态划分方法与指标限值,发现均是针对未震损未加固的RC柱.以相关试验得到的未预损未加固、未预损直接加固、预损后再加固的RC柱骨架曲线为对象,直接套用现有针对未震损未加固RC柱的性态划分方法与指标限值进行划分,得到对应各抗震性态分隔点处的位移角限值,发现3类RC柱在相同位移角下...     

基于IDA方法的加固震损RC框架结构地震易损性分析

基于Perform-3D软件,采用碳纤维加固和粘钢加固方法对震损后的混凝土框架进行加固。分别以3、6、9层RC框架结构为研究对象,采用基于增量动力分析(IDA)的地震易损性分析方法,对震损RC框架结构的地震易损性进行研究并分析其加固效果。结果表明:(1)随着高度和PGA的增加,3、6、9层震损后的碳纤维和粘钢加固结构IDA曲线簇的整体收敛性均较好;(2)总体上粘钢加固可以提高结构对地震动随机性的收敛性,但随着结构高度的增加,对于地震动随机收敛性的增益效果逐渐减弱,该加固方法对3层高度的震损低层框架结构加固效果明显;(3)碳纤维加固对于结构层间位移角的控制能力较粘钢加固更强,对于6层高度的震损中层框架结构,可以更大程度地提高其对罕遇地震的抵抗能力;(4)对适用于9层高度的震损高层框架结构,可根据实际情况选择两种加固方法中的任何一种,均可以取得较好的加固效果。     

高延性混凝土加固震损混凝土短柱小偏心受压性能试验研究

通过5个高延性混凝土(HDC)加固震损混凝土短柱偏心受压性能试验,研究了HDC对加固震损混凝土短柱的偏压承载能力和变形能力的影响程度.试验结果表明,采用HDC加固震损偏心混凝土短柱,可有效改善小偏心受压构件的脆性破坏,且受压承载能力有明显提高,峰值荷载提高了49％～63％,与峰值荷载对应地位移增大了34％～39％,极限...     

低周反复荷载下高性能混凝土震损框架的抗震性能

基于预应力与非预应力高性能混凝土震损框架的低周反复荷载试验，对其受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、恢复力模型、变形恢复能力、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行较为深入的研究与分析。研究表明：高性能混凝土震损框架的抗震性能较震损前有明显的降低，但仍具有一定的抗震能力。     

基于延性破坏准则的再生混凝土柱抗震性能研究

为揭示再生混凝土柱的性能退化机理,根据拟静力试验现象和试验数据,对再生混凝土柱的破坏进行了量化研究。首先进行了Park-Ang破坏准则和延性破坏准则的计算验证,统计分析结果表明延性破坏准则可用于再生混凝土柱破坏计算研究。基于延性破坏准则对再生骨料取代率与混凝土强度、破坏指数的量化关系进行了研究,建立了混凝土强度退化与破坏指数的函数关系;从再生骨料界面结合能力、粘结性能和强度变化三个方面对再生混凝土柱性能退化规律进行了解释说明,考虑再生骨料取代率和混凝土强度的影响,提出了改进的再生混凝土柱延性破坏准则。研究结果表明：考虑混凝土强度影响的改进延性破坏准则计算结果更接近于1.0,且离散性较低,更准确的定义了再生混凝土柱的破坏。综合再生混凝土柱试验现象、破坏规律及破坏指数计算结果,给出了再生混凝土柱的延性准则破坏评价标准,相关研究成果可用于再生混凝土柱的破坏评估和震损鉴定。     

学校多层RC框架结构地震倒塌机理研究

多层钢筋混凝土(RC)框架结构广泛用于学校、医院和办公建筑中,近年发生的多次破坏性地震中,大量RC框架结构发生粉碎性倒塌,造成大量人员伤亡。而位于同一场地的一般多层砖混结构反而不倒塌。这显示出工程界对RC框架倒塌机理的认识尚不深刻,抗震设计的结果与期望值还有很大差距。本文选取汶川地震中位于极震区的两栋典型结构作为研究对象,代表一般学校多层RC框架的漩口中学教学楼发生倒塌,而北川盐务局职工宿舍楼结构则由于底层框架柱增设适量翼墙而未倒。本文通过地震模拟振动台试验对两者的抗震性能进行了深入研究,剖析前者的倒塌机理,探讨翼墙-框架结构体系的地震响应特点。主要结果有:(1)依据国内外多次地震震害资料,总结了多层RC框架结构震害特点,重点对汶川地震极震区的两个具体结构的构造特点和实际震害进行描述。(2)通过振动台试验,研究了漩口中学结构模型地震响应规律、宏观破坏模式。依据各关键测点的实测数据和倒塌过程,分析了触发倒塌的主要原因。指出局部设置的半高填充墙显著增大了刚度,降低了延性,是倒塌的关键因素。(3)因框架柱增设适量翼墙,北川盐务局职工宿舍历经强震而不倒。对翼墙框架结构体系的概念和抗震机制进行介绍,基于翼墙框架结构和纯框架结构的pushover分析,对比研究了其抗震性能、损伤和屈服模式。(4)为研究翼墙加固RC框架体系在强烈地震作用下的抗震性能和加固效果,完成了一个缩尺比为1:4的翼墙-框架结构模型振动台试验,定量分析了结构在设防小震、中震、大震以及更高强度地震动作用下的受力特征、动力反应和损伤机制。并对试验模型与未加翼墙的纯框架数值模型进行了动力有限元分析,对比得到二者抗震性能的差异。通过以上研究证明,通过翼墙加固多层RC框架结构可以大幅提高多层RC框架的抗震性能,且经济实用、布置方便,可作为抗倒塌措施应用推广。     

多层砌体结构地震现场安全鉴定量化模型

地震现场房屋安全鉴定是地震现场应急工作的重要组成部分,目前我国仍处于经验评估阶段。砌体结构是我国地震作用下的主要承灾体。本文基于国家标准《地震现场工作第二部分:建筑物安全鉴定》(GB 18208.2-2001)中的定性条文,结合实际震害划分了多层砌体结构的各构件类及其细部,并确定了细部量化指标震损评价系数。选取汶川地震和芦山地震实际震害数据,通过残差分析方法建立了适用于我国西南地区、考虑各构件类不同贡献程度的多层砌体结构地震现场安全鉴定量化模型。随机选取震害实例检验了模型的鉴定效果,检验结果表明:模型能较好地鉴定多层砌体结构的受震震损状态,结果相对科学可靠。模型消除了不同鉴定人员之间的个体差异,提高了安全鉴定工作的效率。     

考虑锈蚀的钢框架柱地震损伤模型研究

为准确评估锈蚀钢框架在地震作用下的损伤,对已有的地震损伤模型进行改进,并对框架柱的地震损伤特性进行分析。建立基于变形和能量组合的双参数损伤模型,对损伤模型中相应的参数给出具体定义和表达式,定义不同破坏等级的损伤指数范围。对3个具有不同锈蚀率的空间钢框架结构进行弹塑性时程分析,并对损伤模型的准确性进行验证。研究结果表明,该模型能够较好地描述锈蚀钢框架柱的地震损伤程度。研究结果可为该类结构构件的地震损伤评估以及基于损伤的抗震设计方法的建立提供理论依据。     

漾濞6.4级地震外廊式教学楼震害调查与分析

外廊式教学楼是中小学校典型的建筑形式。汶川地震后,外廊式教学楼震害引起大量研究人员重视。2021年5月21日21时48分,云南大理州漾濞县发生6.4级地震,本文作者详细调查了位于漾濞县的4所典型框架结构外廊式教学楼,以震害较为严重的漾濞一中和花椒园小学为例,分析了结构各部位发生破坏的原因。以震害现象为佐证,得出以下结论:由于横墙的约束,楼板沿纵向平动,各轴构件的本构关系可在同一坐标系下进行对比分析,结构破坏取决于构件沿纵向的极限位移。并在此基础上,从新的角度探讨了多层建筑的抗震能力。     

基于下一代性能设计理论的全概率抗震性能评估

对建筑物灾变发生时经济损失和人员伤亡情况做出准确预估是未来建筑结构设计初期需要努力的方向。基于下一代性能化设计理论,通过精细化建模和动力时程分析对结构进行易损性分析,并以此得到抗震性能评估所需的各类地震响应参数,建立RC框架结构全概率抗震性能评估方法。以云南大学力行楼为例,通过地震损失预测得到了该栋建筑的经济损失、修复时间和人员伤亡情况。该方法直观清晰地展示了结果,便于业主及非本专业从业者理解。     

四川长宁县6.0级地震通信系统结构震害调查与分析

通信系统是生命线工程系统的重要组成部分,对震后通信系统各组成部分震害调查具有重要的现实意义。2019年6月17日四川省宜宾市长宁县发生6.0级地震,震源深度16km。首先介绍了该次地震震区及震害基本情况,并分为楼面基站和落地基站两类详细调查了Ⅷ度区长宁县双河镇和珙县珙泉镇震后通信系统使用功能及震害情况,得到了该次地震中通信系统各主要组成部分的典型破坏特征,并对其破坏的主要影响因素进行了分析。由调查结果可知:通信铁塔抗震性能良好;地面通信机房的破坏程度与结构形式紧密相关,应优先采用框架结构和彩钢机房,或者在砌体结构中增加圈梁和构造柱,增加机房整体稳定性;通信设备是通信系统抗震薄弱环节,应增强其抗震性能。     

云南漾濞6.4级地震建筑结构震害特征调查分析

本文整理了云南大理州"5.21"6.4级地震震害调研与科考过程的部分成果。穿斗木架构结构和框架结构是云南大理州在低矮建筑和多高层建筑中广泛应用的两种结构形式。该研究基于震害调查结果,描述了地震过程中穿斗木架构结构和框架结构破坏的宏观现象,总结了两种典型结构的破坏形式,对震害成因进行了探讨。在此次震害调查过程中,科考人员还通过智能手机对结构基频进行了快速评估。在震后,研究人员对智能手机智能测振应用软件进行了更新,结合应用需求加入了测振地点和路线的地图信息,为震害调查与记录提供了便利。基于漾濞县震害科考与调研结果,为云南省穿斗木架构建筑及框架建筑的抗震方法与策略提出了建议,为震后建筑结构快速评价提供了新手段。     

Seismic performance and damage evaluation of a reinforced concrete frame with hysteretic dampers through shake‐table tests

Passive energy dissipation devices are increasingly implemented in frame structures to improve their performance under seismic loading. Most guidelines for designing this type of system retain the requirements applicable to frames without dampers, and this hinders taking full advantage of the benefits of implementing dampers. Further, assessing the extent of damage suffered by the frame and by the dampers for different levels of seismic hazard is of paramount importance in the framework of performance‐based design. This paper presents an experimental investigation whose objectives are to provide empirical data on the response of reinforced concrete (RC) frames equipped with hysteretic dampers (dynamic response and damage) and to evaluate the need for the frame to form a strong column‐weak beam mechanism and dissipate large amounts of plastic strain energy. To this end, shake‐table tests were conducted on a 2/5‐scale RC frame with hysteretic dampers. The frame was designed only for gravitational loads. The dampers provided lateral strength and stiffness, respectively, three and 12 times greater than those of the frame. The test structure was subjected to a sequence of seismic simulations that represented different levels of seismic hazard. The RC frame showed a performance level of ‘immediate occupancy’, with maximum rotation demands below 20% of the ultimate capacity. The dampers dissipated most of the energy input by the earthquake. It is shown that combining hysteretic dampers with flexible reinforced concrete frames leads to structures with improved seismic performance and that requirements of conventional RC frames (without dampers) can be relieved. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于有限元模拟的RC框架结构抗震性能影响因素分析

总结现行的RC框架结构抗震设计、抗震鉴定标准和震害资料,选取了场地条件、规则程度、混凝土强度以及结构层数4个影响框架结构抗震性能的主要因素进行分析;以7度设防的西南地区典型双跨外廊式教学楼为原型,设置8个分析工况,采用基于位移控制的非线性静力（Pushover）分析方法得到各工况在不同烈度罕遇地震下的最大层间位移角（ISDA）,以此为指标对4个框架结构抗震性能影响因素的重要性进行评价分析;最后采用模糊层次分析法,给出了以上影响因素在RC框架结构抗震性能评估中的重要性排序以及初始权重值。     

钢筋混凝土框架地震破坏研究概述

关于钢筋混凝土结构的破坏过程,是当前建筑抗震设计与研究中提出的新问题,本文介绍了国内外钢筋混凝土构件非线性地震反应分析和破坏过程研究的进展,和钢筋混凝土框架地震破坏评价的定量描述方法,以及钢筋混凝土框架结构地震破坏过程模拟的最新研究动态,指出地震工程研究领域中研究钢筋混凝土框架结构破坏过程有效手段。     

钢筋混凝土框架中震可修标准及简化抗震设计方法

本文对国际上主要建筑抗震设计规范中钢筋混凝土框架可修水准的层间位移角限值进行了比较,讨论了国内的一些相关研究结果,结合中国抗震规范确定钢筋混凝土框架中震可修层间位移角限值和屋顶侧移率限值分别为1/150和1/200。采用安全系数的抗震设计表达、论述了对应于结构层间位移角基于承载力的简化抗震设计方法。最后用实例按反应谱分析和弹性时程分析验证了钢筋混凝土框架中震可修层间位移角限值的有效控制作用,初步确定了简化抗震设计方法中梁柱构件的抗震安全系数并分析了提高目前结构抗震安全度的措施。     

主余震序列型地震动作用下RC框架结构损伤耗能研究

强震发生后通常伴随着余震,余震的发生会加重结构损伤甚至引发倒塌。为了量化研究主余震序列型地震动对结构损伤的影响,以一栋3层钢筋混凝土框架结构为研究对象,选取了10条实际的主余震记录作为地震动输入,采用ABAQUS非线性有限元软件对该框架结构进行非线性动力时程分析,并依据结构局部和整体损伤耗能指标来评价主余震序列型地震动对框架结构累积损伤的影响。研究结果表明:序列地震会加剧结构底层柱的局部损伤耗能,特别是对底层中柱的影响更加明显;序列地震作用下的结构整体损伤耗能平均值相对于单主震作用下增加约30%;当余震与主震的第一周期谱加速度指标的比值Sa （T₁）_余震/Sa （T₁）_主震较大时,序列地震对结构损伤需求的影响更为显著。