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不等跨rc框架的抗连续倒塌理论分析及鲁棒性评判指标研究

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工程力学 2022年第8期39卷 210-222页

作者：甘艺平喻君陈隽申家旭同济大学土木工程学院上海200092 河海大学土木与交通学院南京210098

现有钢筋混凝土(rc)框架抗连续倒塌的理论分析模型仅适用于等跨结构。通过理论推导将现有等跨结构的分析模型推广至不等跨结构,并提出了一个新的修正三折线模型,可以考虑不同工况下结构的抗弯、压拱、悬梁线和拉膜效应机制。利用所提理... 详细信息

现有钢筋混凝土(rc)框架抗连续倒塌的理论分析模型仅适用于等跨结构。通过理论推导将现有等跨结构的分析模型推广至不等跨结构,并提出了一个新的修正三折线模型,可以考虑不同工况下结构的抗弯、压拱、悬梁线和拉膜效应机制。利用所提理论分析模型建立了一个鲁棒性评判指标,用于危险工况的快速判断。数值与理论结果对比表明:所提出的修正三折线理论分析模型准确性高,能够为不等跨rc框架抗连续倒塌设计提供参考;所建立的鲁棒性评判指标可用于快速确定出rc框架的最危险柱子失效工况。

关键词：连续倒塌 rc框架不等跨理论模型鲁棒性评判指标

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配有RPC预制管混凝土组合柱的rc框架抗震性能分析

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材料导报 2017年第23期31卷 90-95页

作者：蒋友宝吴林华陈治茂长沙理工大学土木工程学院长沙410114

在活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)预制管内浇注混凝土,并在RPC预制管和内部混凝土中均配置纵向钢筋,形成一种新型组合柱——RPC预制管混凝土组合柱。采用平截面假定,并结合已有的RPC、混凝土和钢筋材料本构模型,推导了... 详细信息

在活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)预制管内浇注混凝土,并在RPC预制管和内部混凝土中均配置纵向钢筋,形成一种新型组合柱——RPC预制管混凝土组合柱。采用平截面假定,并结合已有的RPC、混凝土和钢筋材料本构模型,推导了该新型柱大偏压受力状态的承载力计算式。分别采用该承载力计算式和Opensees纤维模型对两种截面的新型柱承载力进行了对比分析,两种方法的计算结果较为接近。基于柱梁承载力比、RPC预制管中钢筋等级等参数,采用Opensees纤维模型分析了配有该新型柱的rc框架的抗震性能。结果表明:当RPC预制管中配置的钢筋等级提高至HRB400及以上时,结构耗能能力和延性系数均有较大程度的提高;当柱梁承载力比不超过1.2时,随柱梁承载力比的增加,结构抗震性能改善效果不明显,而当柱梁承载力比为1.5及以上时,结构抗震性能随柱梁承载力比的增加会有明显的提升。

关键词： RPC预制管混凝土组合柱 rc框架承载力滞回分析 Opensees 抗震性能

耗能梁段与带楼板rc框架梁连接节点的滞回性能研究

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工程力学 2015年第7期32卷 47-55,63页

作者：孙国华邵寅于安林赵宝成盛邵山苏州科技学院江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215011

通过对5个足尺耗能梁段与带楼板rc框架梁连接节点的低周往复加载试验,研究了此类节点的传力机理、破坏模式等,分析了连接节点的滞回性能、承载力、变形及延性、刚度退化及耗能等性能,并通过ABAQUS有限元程序对试验试件的滞回性能进行模... 详细信息

通过对5个足尺耗能梁段与带楼板rc框架梁连接节点的低周往复加载试验,研究了此类节点的传力机理、破坏模式等,分析了连接节点的滞回性能、承载力、变形及延性、刚度退化及耗能等性能,并通过ABAQUS有限元程序对试验试件的滞回性能进行模拟。研究结果表明:U型外包钢连接节点构造简单、传力可靠。考虑楼板作用可显著提高耗能梁段与rc梁连接节点的承载力及后期变形能力。耗能梁段端板同rc梁顶面之间的分离导致滞回曲线中部捏缩,滞回性能劣化,耗能能力一般。

关键词： Y型偏心支撑 rc框架楼板耗能梁段抗震加固滞回性能

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钢支撑加固rc框架抗连续倒塌试验与数值模拟研究

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振动与冲击 2022年第5期41卷 173-181页

作者：翁运昊李治邓小芳钱凯广西大学土木建筑工程学院南宁530004 桂林理工大学土木建筑工程学院广西桂林541004

为研究钢支撑对rc框架抗连续倒塌性能的加固效应,在实验室制作了2榀rc平面子框架试件,并对其中1榀框架通过钢支撑进行加固,采用pushdown加载方式研究钢支撑对rc框架破坏模式和抗倒塌承载能力的影响。试验结果表明:钢支撑可以提高峰值荷... 详细信息

为研究钢支撑对rc框架抗连续倒塌性能的加固效应,在实验室制作了2榀rc平面子框架试件,并对其中1榀框架通过钢支撑进行加固,采用pushdown加载方式研究钢支撑对rc框架破坏模式和抗倒塌承载能力的影响。试验结果表明:钢支撑可以提高峰值荷载超过122%,其承载能力随拉杆的断裂而突然下降;由于压杆在加载初期就发生严重的平面外屈曲破坏,故仅对试件的初始刚度有影响,对峰值荷载作用很小。为进一步量化拉杆与压杆的加固贡献,通过商用有限元软件LS-DYNA进行精细有限元分析。有限元结果进一步验证了试验结果:采用角钢加固rc框架,压杆在加载初期容易发生平面外屈曲,对结构抗力影响不大,抗力提升主要由拉杆提供;通过拓展分析发现:采用防屈曲支撑加固可以显著提升压杆对结构抗力贡献,如压杆使用方钢管混凝土截面比L形截面峰值荷载提升超过42.8%。

关键词：钢支撑 rc框架连续倒塌加固效应防屈曲支撑

面向均匀损伤的rc框架结构抗震优化设计方法

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工程力学 2024年第4期41卷 210-221页

作者：吴山何浩祥兰炳稷北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

rc框架结构在地震作用下多出现局部楼层损伤明显或抗力不足问题,通过对抗侧力构件性能的合理优化可实现各楼层损伤程度相近的设计效果,消除薄弱层,达到更为理想的均匀损伤分布模式。提出rc框架结构的均匀损伤设计方法,以各楼层损伤指数... 详细信息

rc框架结构在地震作用下多出现局部楼层损伤明显或抗力不足问题,通过对抗侧力构件性能的合理优化可实现各楼层损伤程度相近的设计效果,消除薄弱层,达到更为理想的均匀损伤分布模式。提出rc框架结构的均匀损伤设计方法,以各楼层损伤指数相等或相近为优化目标,各层框架柱配筋率为优化变量,通过智能算法与有限元平台协同计算技术,实现rc框架结构均匀损伤优化设计,并采用弹塑性时程分析和IDA方法对优化效果进行验证分析。结果表明,通过智能算法优化框架柱配筋方案可以有效调控结构各层损伤程度,不同地震波作用下结构最优配筋率分布是不完全相同的,并且框架柱的最优配筋率分布也未呈现明显的统计规律,但将不同地震波下优化结果的均值作为框架柱配筋方案可以提高结构抗震能力,该优化方法合理有效。

关键词：均匀损伤优化设计 rc框架智能算法易损性分析

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尼泊尔自建rc框架结构的抗震能力分析

西南交通大学学报 2019年第2期54卷 304-312页

作者：潘毅王忠凯曲哲赵崇锦西南交通大学土木工程学院四川成都610031 抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031 成都基准方中建筑设计有限公司四川成都610017 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

2015年8.1级尼泊尔郭尔喀地震对尼泊尔北部民居造成了较大的破坏.与采用砖木、砖石、土坯结构等结构形式的传统民居相比,当地常见的含砌体填充墙的自建钢筋混凝土(rc)框架结构的震害相对较轻.通过静力弹塑性分析方法,从抗侧承载力、延... 详细信息

2015年8.1级尼泊尔郭尔喀地震对尼泊尔北部民居造成了较大的破坏.与采用砖木、砖石、土坯结构等结构形式的传统民居相比,当地常见的含砌体填充墙的自建钢筋混凝土(rc)框架结构的震害相对较轻.通过静力弹塑性分析方法,从抗侧承载力、延性和抗震能力指数等方面,对比了这一结构体系和按照我国抗震规范设计的约束砌体结构的抗震能力.针对不同层数结构的分析结果表明,在结构整体布置、层数和用钢量大致相同的条件下,与我国不同设防水平下的约束砌体结构相比,尼泊尔自建rc框架结构均表现出更好的延性性能,但其综合抗震能力随着楼层数的增加而显著降低.对3、4层的结构,其抗震能力甚至高于按我国8度设防的要求设计建造的约束砌体结构,但对5、6层的结构,其抗震能力则远远低于后者.

关键词：尼泊尔地震自建民居 rc框架约束砌体圈梁构造柱

基于自适应POA和IDA的rc框架填充墙结构超强系数分析

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工程力学 2017年第B6期34卷 197-201页

作者：李雁军吕大刚王震宇济南大学土木建筑学院济南250022 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

结构整体超强系数是结构整体抗震性能系数的重要组成部分。针对不同结构高度严格按照现行设计规范设计了6个高烈度区具有代表性的结构模型,并采用OpenSees分析平台建立有限元模型,同时通过与已有试验结果的对比验证了建模方法的客观准... 详细信息

结构整体超强系数是结构整体抗震性能系数的重要组成部分。针对不同结构高度严格按照现行设计规范设计了6个高烈度区具有代表性的结构模型,并采用OpenSees分析平台建立有限元模型,同时通过与已有试验结果的对比验证了建模方法的客观准确性。基于自适应POA和IDA得到了设计结构模型的整体超强系数及其变化规律,通过对比分析得出:填充墙对rc框架结构的整体超强系数影响显著,但随着结构高度的增加,填充墙对结构超强系数的影响逐渐减弱。按现行规范设计VIII度设防的结构模型中rc框架结构的超强系数最小值为1.2,考虑填充墙作用的rc框架填充墙结构的超强系数最小值为2.1。分析方法的选择对超强系数分析有重要影响,静力分析方法低估了结构的超强系数。

关键词： rc框架填充墙自适应PushOver 增量动力分析超强系数

不同谱匹配地震动对rc框架结构地震易损性的影响分析

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建筑结构学报 2023年第8期44卷 131-138页

作者：魏世龙韩建平兰州石化职业技术大学土木工程学院甘肃兰州730060 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

地震动谱形特征对结构地震响应分析至关重要,因此应考虑地震动谱形、选取合适的地震动记录以分析结构易损性。选取条件参数不同,但加速度反应谱值与设计谱相同的4条条件均值谱,分别基于条件均值谱和设计谱进行地震动记录的选取与谱匹配... 详细信息

地震动谱形特征对结构地震响应分析至关重要,因此应考虑地震动谱形、选取合适的地震动记录以分析结构易损性。选取条件参数不同,但加速度反应谱值与设计谱相同的4条条件均值谱,分别基于条件均值谱和设计谱进行地震动记录的选取与谱匹配,并通过输入得到的12组地震动记录对一个5层算例结构模型进行增量动力分析,进而分析谱匹配方法以及条件均值谱对结构响应结果和地震易损性结果的影响。分析结果表明:输入谱匹配后的8组地震动记录,其工程需求参数分析结果的离散性明显降低且响应结果无明显偏差;以设计谱为目标谱时,谱匹配后得到的易损性曲线范围较为集中,而以条件均值谱为目标谱时,由于条件均值谱参数的不同,谱匹配后得到的易损性曲线范围较为分散。

关键词： rc框架易损性分析条件均值谱设计谱增量动力分析谱匹配

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防屈曲支撑-rc框架新型开孔钢板剪力键连接节点抗震性能研究

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工程力学 2022年第6期39卷 110-121页

作者：白久林冯明富李文学陈辉明刘明辉金双双山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

防屈曲支撑(BRB)作为一种优良的耗能构件,广泛应用于工程结构。在钢筋混凝土(rc)框架结构中布置防屈曲支撑时,支撑与梁柱节点的连接往往是结构抗震设计的重点和难点。传统的连接方式为节点板与梁柱混凝土中的预埋件焊接,再与BRB直接相... 详细信息

防屈曲支撑(BRB)作为一种优良的耗能构件,广泛应用于工程结构。在钢筋混凝土(rc)框架结构中布置防屈曲支撑时,支撑与梁柱节点的连接往往是结构抗震设计的重点和难点。传统的连接方式为节点板与梁柱混凝土中的预埋件焊接,再与BRB直接相连。然而,框架作用产生的开合效应和地震动引起的往复荷载容易使焊缝疲劳撕裂,从而导致节点连接破坏。为此,该文提出了开孔钢板剪力键(PBL)整体式连接节点,并将其应用于BRB-rc框架结构中。基于泛应力法,给出了节点板和PBL的设计方法。以此为基础,开展了BRBrc框架结构的节点设计,进行了节点的有限元模拟和试验分析。研究结果表明:BRB与rc梁柱的连接节点承载力强,塑性铰转移到节点板边缘以实现损伤可控,BRB的承载-耗能性能得到了充分发挥;该新型节点连接形式安全、可靠,可显著提升结构的抗震性能。

关键词：防屈曲支撑 PBL 节点板 rc框架抗震性能