碳纤维加固RC框架结构抗震性能

利用ANSYS软件对一栋三层钢筋混凝土框架结构进行了抗震性能分析,研究了碳纤维加固框架结构在地震作用下,节点的受力和变形特征、梁柱纵筋的应力增长变化以及结构动力特性等,并与普通框架结构进行对比分析。结果表明：加固后框架结构的楼层最大位移较普通结构明显提高,结构的延性显著改善,有利于结构的抗震。在节点处采用外包碳纤维布加固,可以提高框架柱的抗弯能力,使塑性铰首先出现在梁端,钢筋混凝土框架结构在地震作用下,破坏时更接近＂强柱弱梁＂的特点。     

现浇框架结构柱端CFRP加固强柱弱梁效果分析

为研究柱端碳纤维增强复合材料(CFRP)加固对框架结构强柱弱梁效果的影响,利用有限元软件ANSYS对一栋三层现浇钢筋混凝土框架结构做了拟静力数值分析,考虑了现浇楼板对梁抗弯承载力的影响,对框架结构普通梁板柱节点和柱端用碳纤维加固节点的计算结果进行了对比。分析结果表明,梁肋附近楼板钢筋应力随梁端弯矩加大而明显增加,现浇楼板内钢筋对梁抗弯承载力提高的影响不容忽视。在节点处采用外包碳纤维布加固,可以提高框架柱的抗弯能力及延性,使塑性铰首先出现在梁端,使钢筋混凝土框架结构在地震作用下,破坏时更接近"强柱弱梁"的特点。     

强震作用下框架结构节点抗震性能有限元分析

为探讨强震作用下钢筋混凝土框架结构梁柱节点的抗震性能.以某机场框架结构扩建工程为实例,采用Abaqus软件,选取EL-Centro波、Accel人工波、Taft波,计算结构在不同震级、不同加速度峰值地震作用下的响应,对局部框架结构节点的抗震性能进行有限元分析.分析结果表明:在强震作用下,考虑楼板会对结构梁构件的刚度起到显著提高作用,结构抗侧刚度提高,但容易出现"强梁弱柱"型破坏.若提高柱构件的配筋率与配箍率,可以有效增强柱的强度,对柱端混凝土过早开裂起到限制作用,有助于实现"强柱弱梁"型破坏.     

钢筋混凝土框架结构常见构造问题解析

结构设计尤其是抗震结构概念设计强调＂强柱弱梁,强剪弱弯,强节点强锚固＂。＂强柱弱梁,强剪弱弯＂在结构计算时通过调整柱端梁端的弯矩系数贯穿整个设计。＂强节点强锚固＂是通过构造措施体现在设计中。     

浅析框架结构延性与抗震设计

简单分析框架结构延性对抗震的重要作用以及影响框架结构延性的主要因素,帮助工程设计人员理解我国规范对抗震混凝土结构使用的＂能力设计＂思路,即＂强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱构件＂的设计原则。     

单跨3层预压装配式预应力混凝土框架拟动力分析

通过一榀单跨3层预压装配式预应力混凝土框架拟动力试验,文章研究了预压装配式框架的动力性能、变形能力及破坏机制。研究表明,预压装配式预应力结构在地震作用下具有很强的变形恢复能力,框架整体刚度未出现明显退化,最大层间位移角满足中震变形要求。在预应力筋的约束下,塑性铰首先出现在梁端,且节点核心区未见细微裂缝,可实现"强柱弱梁"及"强节点"的设计要求。采用结构通用有限元分析软件MI-DAS/Gen,对试验框架进行动力时程分析,求出其位移反应,并与试验结果进行比较,两者吻合较好。     

强震作用下混凝土框架结构的地震失效模式

汶川地震之后通过大量的震害调查发现,许多按照抗震规范"强柱弱梁"准则设计的钢筋混凝土框架结构并没有出现预期的"全梁铰式"理想失效模式。采用20条地震动记录作为输入来考虑地震动的不确定性,基于OpenSees分别对钢筋混凝土结构进行地震动相同、峰值加速度不同和地震动不同、峰值加速度相同两种工况下的结构失效模式分析,分析了地震动不确定性对结构失效模式的影响。给出了按中国规范设计的钢筋混凝土框架结构在大震、巨震作用下的失效模式。     

偏心受拉转换梁的“强剪弱弯”设计可靠度分析

为实现钢筋混凝土斜柱式或斜撑式转换结构构件"强剪弱弯"的概念设计,保证斜柱或斜撑与框支柱之间的转换梁在偏心受拉状态下的"强剪弱弯"设计,采用可靠度的Monte Carlo分析方法,把转换梁看作由偏心受拉破坏与受剪破坏组成的串联体系,对按现行建筑结构规范设计的钢筋混凝土转换梁在偏心受拉状态下的"强剪弱弯"抗震可靠性进行了分析,研究了不同荷载比值(地震作用与自重荷载比值)、不同截面、材料强度等级和不同配筋率对偏心受拉梁"强剪弱弯"可靠度的影响。在此基础上,针对一、二级抗震等级偏心受拉转换梁"强剪弱弯"的设计,对目标可靠指标的剪切增强系数进行了校核,为合理地确定剪切增强系数提供参考。     

新型钢管混凝土板柱结构中柱节点抗震性能试验研究

对5个新型钢管混凝土板柱结构中柱节点的模型试件进行了低周反复荷载作用下的试验研究,分析并评价了不同配筋方式对其破坏形态、滞回特征及延性等抗震性能的影响.试验结果表明：新型钢管混凝土板柱节点在低周反复荷载作用下具有良好的受力性能,其构造方式能够满足＂强柱弱板＂的抗震设计原则;在柱上板带配置抗冲切箍筋能有效提高节点的抗震性能;无论是否配有抗冲切箍筋,弯曲破坏时节点的塑性变形能力和抗震性能均优于发生冲切破坏的节点.     

RC巨型框架结构抗震设计中的能力设计措施

以位于巨型梁上的次框架底层柱底截面组合弯矩设计值增强系数的不同取值为变量进行多个典型巨型平面框架设计.采用平面结构弹塑性动力分析程序Drain-2d 对每个典型巨型框架在地震作用下进行弹塑性时程分析,得出了这些巨型框架在地震作用时的受力变形特点、塑性铰出现情况和整个结构的薄弱环节等,从中找出位于巨梁上的次框架底层柱底截面弯矩设计值增强系数取值的正确思路,并给出设计的合理取值,为钢筋混凝土巨型结构设计提出一些建议.     

弱剪型支撑框架的抗震性能研究

为弥补现行规范中采用人为放大支撑内力设计的强剪型支撑可能存在的缺陷,提出弱剪型支撑设计方法.采用非线性弹塑性时程有限元程序,分析10条地震波作用下的强、弱剪型支撑框架的地震响应.结果表明:强剪型支撑框架在地震波作用下,柱先于支撑屈服发生无侧移失稳,导致结构水平位移和失稳柱竖向位移快速增加;而弱剪型支撑框架在地震波下仅发生侧移变形.同时,强剪型支撑框架的层间剪力-位移曲线和支撑、柱应力应变曲线封闭面积较小,表明结构只发挥一次性的耗能能力,且耗能只依靠柱的无侧移屈曲;而弱剪型支撑框架中,支撑较早屈服使得支撑和梁柱的延性及滞回耗能能力充分发挥作用.因此,建议在设计支撑框架时,增加支撑屈服机构验算,保证支撑屈服后柱子仍基本在弹性阶段工作,使结构成为强柱弱支撑体系.     

二级抗震等级异形柱框架结构抗震性能评价

通过计算一座二类场地八度（0．2g）抗震设防的异形柱框架在罕遇地震作用下的弹塑性时程响应，对国家现行行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》二级框架柱的设计规定进行了初步验证，结果表明除框架底层柱根和T形截面边柱外，该规程的相关设计规定基本上能起到“强柱弱梁”的控制效果．对底层柱根和T形截面边柱的弯矩增强系数取值和配筋形式提出了建议．建议的方案增加配筋量不多，既能达到结构预期的塑性铰分布结果，又方便施工．     

工字形柱弱轴盖板连接边框节点滞回性能影响因素分析

为了使盖板可以应用于工字形柱弱轴连接,提出了一种新型的节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接形式.首先,对盖板节点在循环荷载作用下的受力性能进行有限元模拟和试验对比验证;然后,对新型弱轴盖板连接边框节点进行低周反复荷载作用下的一系列有限元变参数分析,研究各种因素的变化对该类节点滞回性能的影响.研究结果表明:新型弱轴盖板连接节点在低周反复荷载作用下,塑性转动能力可达0.03 rad,塑性铰出现在盖板末端的梁截面上,节点域基本处于弹性状态,能较好地满足"强柱弱梁"和"强节点域"的抗震设计理念.建议新型弱轴连接节点选用矩形盖板,盖板最大长度取0.5倍梁截面高度,盖板厚度取0.5倍梁翼缘厚度,且设计中宜控制钢柱的轴压比不超过0.6.     

交叉支撑内力取值方法对结构抗震性能的影响

针对现行规范中人为放大支撑内力设计交叉支撑存在的缺陷,提出弱剪型支撑设计方法.采用弹塑性时程有限元程序,对地震波作用下的强剪型和弱剪型支撑框架进行地震分析,结果表明:强剪型支撑框架柱先于支撑屈服发生无侧移失稳,导致结构水平位移和失稳柱竖向位移快速增加,而弱剪型支撑框架在地震下仅发生有侧移变形;强剪型支撑框架的支撑与柱应力应变曲线封闭面积小,表明耗能能力差,而弱剪型支撑框架中,支撑能够较早屈服使得支撑和梁柱的延性及滞回耗能能力充分发挥作用.建议设计支撑框架时,增加支撑屈服机构验算,保证支撑屈服后柱仍在弹性阶段工作.     

钢梁贯穿式方钢管砼梁柱节点滞回性能分析

针对以往钢管混凝土梁柱节点受力性能及应用中的缺陷,提出钢梁贯穿节点.通过ANYSYS有限元软件分析其单调荷载作用下的内力传递机理,循环荷载作用下的滞回性能、延性及耗能性能.结果表明:穿心节点有效地降低了钢管壁所受应力,提高了节点刚度,能实现"强柱弱梁"和塑性铰形成于节点区外的抗震设计理念;滞回曲线均为饱满的梭形,强度和刚度退化不明显.     

高温后钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究高温后混凝土框架的抗震性能,设计了2个强梁弱柱框架和2个强柱弱梁框架,预先对其中2个框架进行明火升温试验,然后对所有试件进行低周往复加载试验.考察了各榀框架的破坏模式、荷载-位移关系、承载力、变形能力、刚度和耗能能力与高温和梁柱尺寸等因素的关系.试验结果表明:受火后混凝土框架的承载力和耗能能力有所降低,强梁弱柱型框架的承载力下降更为明显,且屈服位移增大,极限位移减小;受火后混凝土框架的塑性铰出现顺序改变为柱底—梁端—柱顶,柱端更容易出现塑性铰.常温下强柱弱梁型(破坏形态为梁端先出现塑性铰)框架在火灾后可能转化为"强梁弱柱"型破坏.     

基于纤维材料模型的无梁结构推覆分析

本文基于通用有限元程序ABAQUS的用户子材料接口,开发了适用于纤维梁单元的UMAT模型,采用纤维梁单元和UMAT模型对一个典型的8层无梁结构进行了静力弹塑性分析,研究了无梁结构的抗震性能,发现无梁结构在地震作用下楼板容易出现塑性铰,避免了典型框架结构中容易出现＂强梁弱柱＂的设计误区,在满足合理配筋要求的条件下,无梁结构的抗震性能可以满足规范的要求。     

钢筋混凝土结构地震损伤模型研究

钢筋混凝土结构在强烈地震作用下一般允许产生不同程度的损伤.客观地评价结构地震损伤水平是判定结构抗震性能和预计地震可能造成的损伤的关键环节之一.文章回顾了钢筋混凝土结构地震损伤模型的发展历程,比较了各种损伤模型的优缺点,并对常用的模型提出了一些修正的建议.     

斜柱式与梁式转换层结构的抗震试验分析

为了研究框支短肢剪力墙斜柱式与梁式转换层结构的抗震性能,分别对一榀框支短肢剪力墙斜柱式转换框架及一榀相同尺寸的梁式转换框架进行了竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的拟静力试验.试验结果表明:斜柱式转换结构传力直接,可有效减小转换梁尺寸,且更易实现"强柱弱梁,强剪弱弯,更强节点"的抗震设计原则.斜柱式转换结构转换层侧向刚度较大,不易使转换层形成结构薄弱层;斜柱式转换结构,只要设计合理,可以获得较好的抗震性能.     

钢管混凝土板柱节点冲切试验研究

本文选用＂大空间钢管混凝土板柱高层节能住宅结构体系＂中设计的板柱节点,常规设计的板柱结构,一般都采用钢筋混凝土板柱。近年来,钢管混凝土板柱由于其卓越的力学性能,逐渐代替钢筋混凝土板柱应用到工程实践中[1]。但无论哪种类型的板柱,其节点设计都选用刚性节点。这类节点在水平荷载作用下,会产生附加弯矩和剪力,降低自身的抗冲切能力。节点成为抗震的薄弱环节。针对这一现象本文拟设计了两组节点为铰支撑的板柱节点,通过试验研究铰支撑节点的力学性能。