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考虑二次地震激励的RC框架-屈曲约束支撑结构位移响应分析

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建筑结构学报 2015年第S2期36卷 70-76页

作者：王洪涛施卫星拜立岗单伽锃韩建平同济大学结构工程与防灾研究所上海200092 兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室甘肃兰州730050

对某多层普通RC框架结构以及设置屈曲约束支撑的RC框架结构进行了推覆分析和非线性时程分析,以最大层间位移角及残余层间位移角为响应指标,对比分析初次地震作用和后续二次地震作用下的位移反应。结果表明:合理增加屈曲约束耗能支撑可... 详细信息

对某多层普通RC框架结构以及设置屈曲约束支撑的RC框架结构进行了推覆分析和非线性时程分析,以最大层间位移角及残余层间位移角为响应指标,对比分析初次地震作用和后续二次地震作用下的位移反应。结果表明:合理增加屈曲约束耗能支撑可较好改善RC框架结构的抗侧刚度、承载能力与延性;按抗侧刚度比0.5设置BRBs后,RC框架结构的最大层间位移角和残余层间位移角分别最大可降低48%和70%;随着BRBs设置的不断增加并不能有效降低残余变形,反而有增大的可能;二次地震作用的强度对RC框架-屈曲约束支撑结构的最大层间位移角影响较大,对残余层间位移角没有规律性的影响,但增大了残余位移的不确定性。

关键词： RC框架-屈曲约束支撑结构抗侧刚度比连续激励残余层间位移角

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短屈服段屈曲约束支撑钢框架抗震性能研究

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2023年第6期55卷 801-809页

作者：李刚赵严峰李博凡陈向荣西安建筑科技大学设计研究总院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 浙江绿城时代建设管理有限公司浙江杭州310000 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

屈曲约束支撑滞回性能优异,大量应用于中心支撑钢框架结构,可极大提高钢框架的抗震性能.但已有研究表明,当屈曲约束支撑钢框架遭遇罕遇地震时,结构产生较大的残余变形,导致震后更换支撑困难.为此提出了短屈服段屈曲约束支撑,并将其置于... 详细信息

屈曲约束支撑滞回性能优异,大量应用于中心支撑钢框架结构,可极大提高钢框架的抗震性能.但已有研究表明,当屈曲约束支撑钢框架遭遇罕遇地震时,结构产生较大的残余变形,导致震后更换支撑困难.为此提出了短屈服段屈曲约束支撑,并将其置于钢框架中进行动力时程分析.结果表明,短屈服段屈曲约束支撑钢框架的最大层间位移角较传统屈曲约束支撑钢框架最大降幅在10%左右,减小结构的残余层间位移角可达30%以上;在保证结构安全的同时,很大程度上提高了结构在震后的可修复性和遭遇二次地震时的可靠性,并且随着结构刚度的增加,额外的地震荷载几乎全由屈曲约束支撑承担,并不会给框架增加负担.

关键词：屈曲约束支撑钢框架抗震性能残余层间位移角时程分析

考虑残余位移的多层RC框架结构地震响应分析及放大效应

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土木工程学报 2014年第S2期47卷 186-192页

作者：韩建平拜立岗兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学防震减灾研究所甘肃兰州730050

通过对多层RC平面框架结构在23条地震动记录2个不同强度水平下的非线性时程分析,得到RC框架的最大位移和残余位移等沿着楼层高度的大小和分布。统计分析残余层间位移角、最大层间位移角及两者比值这3个指标的均值、标准差和变异系数。... 详细信息

通过对多层RC平面框架结构在23条地震动记录2个不同强度水平下的非线性时程分析,得到RC框架的最大位移和残余位移等沿着楼层高度的大小和分布。统计分析残余层间位移角、最大层间位移角及两者比值这3个指标的均值、标准差和变异系数。为研究P-?效应的影响,对比是否考虑P-?效应两种工况下多层RC框架结构的分析结果。进一步,对多层RC框架的等效SDOF体系作同样的时程分析,对比了等效SDOF体系和多层RC框架结构的分析结果,研究高阶模态效应对RC框架的影响。对比分析表明,P-?效应和高阶模态效应对多层RC框架结构的残余位移响应的平均放大作用均大于其对最大位移响应的放大效应,残余位移响应的离散性也大于最大位移响应的离散性。另外,随着地震动强度水平的增加,结构地震响应的离散性明显增大。

关键词：多层RC框架等效SDOF体系残余层间位移角最大层间位移角 P-Δ效应高阶模态效应放大系数

主余震序列作用对剪力墙结构动力响应影响分析

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建筑结构 2024年第3期54卷 126-133页

作者：曾庆立管民生王森杜宏彪深圳大学土木与交通工程学院深圳518060 深圳力鹏工程研究结构设计事务所有限公司深圳518034

为了研究主余震序列作用对高层剪力墙结构动力响应的影响,以某超高层作为研究基础建立了其动力弹塑性分析模型,开展了相关研究工作。选取10个真实主余震序列作用事件,构造了14条主余震序列作用作为输入的地震荷载;以PGA、PGV、PGA/PGV... 详细信息

为了研究主余震序列作用对高层剪力墙结构动力响应的影响,以某超高层作为研究基础建立了其动力弹塑性分析模型,开展了相关研究工作。选取10个真实主余震序列作用事件,构造了14条主余震序列作用作为输入的地震荷载;以PGA、PGV、PGA/PGV等作为表征地震动强度的指标,计算了结构在主余震序列作用及仅主震作用下的结构塑性耗能、最大残余层间位移角的增量损伤比及Karl Pearson相关系数;分析了主余震序列作用下结构塑性耗能及最大残余层间位移角的特点和地震动强度指标与增量损伤比的相关性。结果表明,主余震序列作用加剧了结构损伤,其塑性耗能增量平均达24%~28%;主余震序列作用下结构最大残余层间位移角有可能增大,也有可能减少。基于塑性耗能的结构主余震增量损伤比与PGV、SED、SI等速度相关的地震动强度表征指标均表现出了较强的相关性,可考虑作为选择和调整主余震序列作用地震波的指标;基于最大残余层间位移角的结构主余震增量损伤比则与地震动强度指标相关性较弱。

关键词：高层剪力墙结构动力响应主余震序列作用塑性耗能残余层间位移角

基于IDA方法的RC框架结构倒塌判定准则评估

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建筑结构 2018年第3期48卷 106-109页

作者：杨坤田石柱张程苏州科技大学土木工程学院

以RC框架结构为研究对象,对其进行基于3种DM的IDA分析。采用SAP2000有限元软件进行大量的弹塑性时程分析,得到了相关指标的IDA曲线簇以及结构各层和整体的IDA曲线,以此对倒塌判定准则进行评估。结果表明：DM分别为残余层间位移角θr、... 详细信息

以RC框架结构为研究对象,对其进行基于3种DM的IDA分析。采用SAP2000有限元软件进行大量的弹塑性时程分析,得到了相关指标的IDA曲线簇以及结构各层和整体的IDA曲线,以此对倒塌判定准则进行评估。结果表明：DM分别为残余层间位移角θr、最大层间位移角θ_（max）和层间位移角θ的IDA方法中,DM为残余层间位移角的IDA方法对结构倒塌的判定更偏于保守。

关键词： RC框架结构残余层间位移角层间位移角 SAP2000 逐步增量动力分析

基于IDA方法的RC框架结构倒塌与残余位移分析

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基于IDA方法的RC框架结构倒塌与残余位移分析

作者：杨坤苏州科技大学

学位级别：硕士

发生地震时,若RC框架结构的变形到达倒塌极限时,就会发生倒塌破坏。近年来钢筋混凝土框架结构倒塌失效准则有很多,但在实际应用时如何选择倒塌判定准则没有定论,而且建筑物的倒塌是造成人员伤亡和财产损失的主要原因。因此,对RC框架结... 详细信息

发生地震时,若RC框架结构的变形到达倒塌极限时,就会发生倒塌破坏。近年来钢筋混凝土框架结构倒塌失效准则有很多,但在实际应用时如何选择倒塌判定准则没有定论,而且建筑物的倒塌是造成人员伤亡和财产损失的主要原因。因此,对RC框架结构建立一个较为准确的倒塌失效准则就变得尤为重要。基于此,本文引入增量动力分析方法,对钢筋混凝土框架结构在地震作用下的倒塌进行了深入的研究。主要工作及结论如下:(1)对国内外RC框架结构倒塌失效准则进行总结并得出六种倒塌失效准则,分别为基于强度、变形、能量、变形和能量双参数、刚度和IDA方法失效准则。选择其中的基于IDA方法和变形的失效准则进行倒塌对比分析。(2)在进行增量动力分析之前,考虑到所选地震记录反应谱平台段与场地的卓越周期Ts的影响,而根据反应谱的两个频率段选取10条地震波,运用SeismoSingnal地震动分析软件确定Sa(T1,5%),最后运用hunt&fill不等步调幅原则对其进行调幅。采用SAP2000有限元软件建立一个十层三跨RC框架分析模型并对其中一榀进行一系列弹塑性时程分析,把得到的IM和DM连接成IDA曲线并利用“折半取中”的方法得到倒塌状态点。(3)计算出建筑结构倒塌状态点处对应的调幅系数,对地震记录进行调幅后并再次进行弹塑性时程分析;然后在分析时程中找出层间位移角达到变形限值1/50时及最后时刻出铰图,对梁柱的出铰情况进行分析总结得出:基于变形的倒塌失效准则有低估结构抗倒塌能力的风险并且IDA准则比变形准则较低的评价了结构的损伤。(4)定义了残余层间位移角的概念,并把其作为结构损伤指标运用在IDA分析中。通过与结构损伤指标为层间位移角的IDA倒塌分析进行对比得出:后者对结构抗倒塌性能的评估大于前者,而前者更为敏感。(5)通过运用不同结构损伤指标的IDA方法对结构进行易损性分析并对易损性曲线进行对比中发现DM为残余层间位移角进行IDA分析得到的易损性曲线对地震作用下倒塌风险的评估偏于保守,适合于一些重要性更高的结构。

关键词： IDA方法 RC框架结构倒塌分析残余层间位移角

基于改进的Ebrahimian损伤模型下残余位移对RC框架结构损伤积累的影响

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基于改进的Ebrahimian损伤模型下残余位移对RC框架结构损伤积累的...

作者：魏世昱兰州理工大学

学位级别：硕士

历代地震资料表明,主震发生后往往会伴随发生一次或者多次不同强度的余震序列,在经历一次地震后,结构的材料及构件会发生破坏;此时再经历一次地震后,会使得结构的损伤破坏进一步加剧,最终发生倒塌,进而发生严重的人员伤亡及经济损失。... 详细信息

历代地震资料表明,主震发生后往往会伴随发生一次或者多次不同强度的余震序列,在经历一次地震后,结构的材料及构件会发生破坏;此时再经历一次地震后,会使得结构的损伤破坏进一步加剧,最终发生倒塌,进而发生严重的人员伤亡及经济损失。而建筑结构的残余位移是判断其损伤程度的重要参考指标之一,当残余位移越大时,结构的维修难度及支出费用也就越高,而残余位移达到某一限值时,结构就失去了修复的意义。本文基于普通钢筋混凝土框架结构,利用改进的Ebrahimian损伤模型对结构的损伤积累进行计算分析,研究了残余层间位移角的大小对结构损伤积累的影响,主要研究内容有以下三点:（1）对Ebrahimian损伤模型的公式及所需需求参数进行详细的介绍,并对该损伤指数模型的优缺点进行详细阐述,有计算量小,需求工程参数少等优点;但只能计算结构的整体损伤,且没有明确残余层间位移大小对计算结果精度的影响。介绍了其他几种应用广泛的损伤模型,有Park-Ang损伤模型,改进型ParkAng损伤模型,王东升模型,欧进萍模型,牛荻涛模型。（2）在PKPM设计软件上设计了一栋符合现行建筑结构设计规范的普通六层三跨RC框架结构,基于Opensees软件进行建模并进行非线性时程分析。利用Ebrahimian损伤指数模型计算结构在一次中震、一次大震、中震和中震、大震和中震、中震和大震、大震和大震下的损伤。分别采用最大、最小残余层间位移角作为Ebrahimian损伤模型的需求参数,并和改进型Park-Ang损伤指数模型的计算结果进行对比。研究表明:当残余层间位移较小时,对Ebrahimian损伤模型计算结果影响较小,随着残余层间位移增大,对计算结果的影响也会增加;取最大残余层间位移角时,Ebrahimian损伤模型计算结果在六种工况下均更接近改进型Park-Ang损伤模型,表明Ebrahimian损伤模型中的残余位移应取最大残余层间位移角。（3）基于改进的Ebrahimian损伤模型,研究了残余层间位移对结构损伤积累的影响。针对中震、中震-中震、中震-大震三种工况,研究残余层间位移角对结构损伤积累的影响。研究表明:当最大残余层间位移角小于0.01%时,对结构的抗震性能影响较小;当最大残余位移角大于0.01%时,对结构在两次地震下的抗震性能会产生较大的影响,特别是已有残余位移结构在经历中震-大震后,其损伤比完好结构增大84.48%。

关键词：抗震性能 Ebrahimian损伤指数模型损伤积累残余层间位移角

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短屈服段屈曲约束支撑钢框架抗震性能研究

短屈服段屈曲约束支撑钢框架抗震性能研究

作者：李博凡西安建筑科技大学

学位级别：硕士

鉴于屈曲约束支撑具有的优异滞回性能,大量已建或新建建筑采用屈曲约束支撑代替普通支撑作为框架中的支撑构件,极大提高了框架的抗震性能。但已有研究表明,当屈曲约束支撑钢框架遭遇罕遇地震时,结构的残余变形较大,使得支撑更换困难,甚... 详细信息

鉴于屈曲约束支撑具有的优异滞回性能,大量已建或新建建筑采用屈曲约束支撑代替普通支撑作为框架中的支撑构件,极大提高了框架的抗震性能。但已有研究表明,当屈曲约束支撑钢框架遭遇罕遇地震时,结构的残余变形较大,使得支撑更换困难,甚至根本无法更换。这与屈曲约束支撑可作为结构的“保险丝”便于更换的初衷相悖。本文针对这种情况提出了短屈服段屈曲约束支撑并对其钢框架从以下几个方面进行了研究:（1）针对屈服段长度不同的屈曲约束支撑的力学性能进行了计算与分析,包括支撑的初始轴向刚度、屈服后轴向刚度、耗能系数、等效粘滞阻尼比和恢复力模型等。（2）采用通用有限元软件ABAQUS对屈曲约束支撑构件进行精细化建模,并考虑内核构件的初始缺陷。分析了影响支撑性能的主要参数。结果表明约束比这一参数对支撑屈服段长度的变化较为敏感,并给出了在减小屈服段长度时约束比的放大系数。（3）采用OpenSEES对使用抗侧刚度比法设计出的短屈服段屈曲约束支撑钢框架分别进行了多遇、设防和罕遇地震作用下的时程分析。结果表明,在多遇地震作用下,各框架和支撑均处于弹性阶段,在设防地震作用下,各框架仍处于弹性阶段,支撑开始进入塑性耗能状态,在罕遇地震作用下,各框架和支撑均进入塑性。这与屈曲约束支撑钢框架体系的理论相符合,说明此方法适用于设计短屈服段屈曲约束支撑钢框架。（4）完成了短屈服段屈曲约束支撑钢框架和普通屈曲约束支撑钢框架在不同层数时遭遇罕遇地震的时程分析。以最大层间位移角、残余层间位移角和各构件承担的水平剪力作为指标,对比分析短屈服段屈曲约束支撑和普通屈曲约束支撑钢框架抗震性能的优劣。结果表明使用短屈服段屈曲约束支撑可减小结构的最大层间位移角最多可达10%,最多可减小结构的残余层间位移角30%以上。在保证结构安全的同时,很大程度上提高了结构在震后的可修复性和遭遇二次地震时的可靠性。并且随着结构刚度的增加,额外的地震荷载几乎全由屈曲约束支撑承担,并不会给框架增加负担。

关键词：屈曲约束支撑短屈服段钢框架残余层间位移角时程分析

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细长支撑组钢框架结构体系基本力学性能研究

细长支撑组钢框架结构体系基本力学性能研究

作者：高永东清华大学

学位级别：硕士

本文提出了一种新型的钢框架抗侧力体系——细长支撑组，并对细长支撑组结构的基本力学性能进行了研究。细长支撑组改变了传统支撑的思路，将单根支撑转化为一系列的细长支撑所组成的支撑组，通过这样的设置，可以使得单根支撑即使发生... 详细信息

本文提出了一种新型的钢框架抗侧力体系——细长支撑组，并对细长支撑组结构的基本力学性能进行了研究。细长支撑组改变了传统支撑的思路，将单根支撑转化为一系列的细长支撑所组成的支撑组，通过这样的设置，可以使得单根支撑即使发生脆性的屈曲失稳，结构在整体层面上仍然保持延性。细长支撑组结构可以使得传统支撑中不宜使用的扁钢用于支撑当中，同时，具有震后残余变形小，维修容易成本低，形式多样设计方便，计算模拟容易且精确的优点。通过理论分析与Abaqus有限元分析计算，本文得到结论，细长支撑组中支撑需要具有较大的长细比。因为支撑长细比越大，支撑屈曲之后保持弹性的范围越大;而且，无论是在弹性阶段还是弹塑性阶段，其变形能力都越大。同时，具有较大的长细比可以减小支撑受压失稳的临界荷载，从而在计算模拟中可以用简单的单向受拉桁架单元对细长支撑进行模拟。在得到单根支撑模拟方法的基础上，本文利用Sap2000有限元软件建立了单元结构模型和整体结构模型，对细长支撑组结构的抗侧能力进行了研究。结果表明，细长支撑组结构能够有效减小结构震后的残余变形，其机理在于双向布置的细长支撑受压一侧发生屈曲，受拉一侧屈服之后长度增加，而当荷载反向之后，原来受拉支撑屈曲但同时受压支撑由于长度增加仍然没有拉直参加受力，这导致该时期支撑体系刚度很小，只需要很小的恢复力就能够使得结构恢复原位。细长支撑组有普通双向布置、斜交网格墙、分跨单向布置等若干等效的形式，在使用中可以按照同样的方法进行设计。通过Sap2000软件进行的弹塑性时程分析，本文得到支撑组的最优角度为35o到50o，设计中应从最优角度范围内选取支撑角度，并根据实际需要选择合适的支撑组布置形式，同时保证支撑组先于框架发生塑性破坏，形成主次结构，消耗地震能量。在框架发生较大塑性变形后支撑组结构将丧失良好的自复位性能，为了增强支撑组结构的自复位能力，就需要提供额外的恢复力或者减小框架本身的塑性变形。实现这一点的方法包括采用后张法自复位梁柱节点或者其他具有自复位能力的节点代替普通的刚接节点，通过Sap2000软件对采用自复位节点后的支撑组结构进行分析研究，证明了提供额外恢复力与减小框架塑性变形这一思路对增强支撑组结构自复位能力的作用。

关键词：抗侧力体系屈曲残余层间位移角弹塑性时程分析自复位