基于MIDAS Gen的多层钢筋混凝土框架结构倒塌数值模拟分析

汶川地震中大量钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架结构破坏严重,极震区其倒塌率却远超过多层砖混结构。2022年9月以来,四川频发地震,为重新探讨倒塌机理及抗震性能,本文研究通过实地震害及多层RC框架结构破坏形式,结合数值模型并应用MIDAS Gen有限元计算方法,研究了RC框架结构的倒塌机理、地震响应分析。结果表明：框架柱的破坏与屈服是RC框架倒塌的主要因素,模拟增设填充墙,当地震烈度达到10度时,层间位移角大约1/46,降低柱的轴压比,提高柱的破坏延性,增大结构的极限抗侧能力,起到抗震第一道防线的作用,避免整体屈服破坏。     

框架房屋抗震设计的几点措施

指出了钢筋混凝土框架房屋是我国工业与民用建筑常用的结构形式,未经抗震设计或抗震设计不合理的框架结构,在遭遇地震时所受到的破坏难以修复.框架房屋的抗震设计通过梁柱及节点核心区箍筋的配置、纵向钢筋的配置、混凝土强度等级、截面尺寸等几方面,合理地采取构造措施,使抗震结构有足够的强度和延性,从而最大限度地减少地震所造成的损失.结合现行有关规范及工程实践,提出了框架房屋抗震设计的几点措施.     

汶川地震中都江堰市房屋建筑失效模式分析

根据都江堰市内房屋建筑的震害,分析总结了其在汶川地震中的失效模式及失效机理.首先给出了房屋建筑的地震失效模式判别准则,重点分析了都江堰市内房屋建筑在汶川地震中的典型失效模式和相应的失效机理.分析发现,对于多层砌体房屋和底部框架房屋,按现行规范进行抗震设防比较有效,对于钢筋混凝土框架房屋,还存在一些突出问题:结构形成了弱柱强梁的破坏机制,底层易于变成薄弱层,柱的截面尺寸相对较小和纵向钢筋配筋偏低,柱在端部和节点区的箍筋配置普遍不足.并根据房屋建筑的典型失效模式提出了相应建议.该研究工作可为房屋建筑的抗震设计和加固提供参考依据.     

框架偏心节点反复荷载下的受力性能

通过8个框架节点的试验，研究了节点的受力性能：偏心节点偏心一侧核心区的开裂、通裂荷载比普通节点低，远离偏心一侧的开裂、通裂荷载比普通节点高；当节点都为粱端受弯破坏或都为核心区受剪破坏时，偏心节点的耗能能力小于非偏心节点；由于核心区箍筋及混凝土强度得到充分利用，偏心节点如果既发生梁端受弯破坏又发生核心区剪切破坏，则其耗能能力好于仅发生梁端受弯破坏的非偏心对比节点．推导了引入偏心距的节点有效宽度计算公式，并验证其在偏心节点的开裂、通裂剪力计算中的可行性．     

钢混框架节点受力特点及影响节点抗震性能单的主要因素研究

各种荷栽作用在框架上后,梁端和柱端利用钢筋和混凝土的粘结作用将各种内力传到梁柱相交所围成的节点核心区,梁端及柱端的配筋方法、配筋率和梁柱的几何尺寸对节点核心的抗震受力性能及破坏模式有直接的影响,而且梁端和柱端的抗震性能及破坏模式也与节点核心区有着紧密联系。梁端扣柱端及其围成的节点核心区组成一个有着紧密联系的结构单元。综上所述,框架节点主要是指粱端和柱端及其围成的节点核心区,水平和竖向的力在此进行传递和分配,节点在结构整体性中起着关键作用。     

钢筋混凝土框架节点抗震设计尺寸控制的探讨

结合多维拟静力空间框架节点试验和非线性有限元分析研究成果,对不同节点破坏形式和传力机理进行分析,探讨了《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》等规范中关于框架梁柱节点核心区截面尺寸的规定。分析结果表明:梁高也是影响核心区受剪承载能力的因素,规范在截面尺寸限制公式中应引入梁高的影响,在混凝土框架结构设计中应加以强调,以保证强节点的抗震设计准则。     

高强混凝土框架节点抗震性能研究

通过对四榀高强混凝土框架节点缩尺模型的抗震性能研究 ,发现用高强混凝土做框架节点 ,其破坏形式同普通混凝土一样 ,也是经历了初裂、通裂直至破坏 .通过核心区配箍量的变化 ,从梁端位移延性和节点的抗裂强度可以得出 :用高强混凝土做框架节点能保证抗震工程实践要求 .     

再生混凝土框架边节点抗震性能试验研究

通过2榀再生混凝土框架边节点试件在低周反复荷载作用下的试验,了解了再生混凝土框架边节点核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏形态;得到反复荷载作用下节点核心区箍筋和梁端纵筋荷载-应变滞回曲线,以及核心区箍筋应力随荷载变化规律,运用ABAQUS软件建立了节点有限元模型,采用正反向单调加载的方法近似模拟试件的受力状况,2榀试件的混凝土以及钢筋应力数值计算结果与试验实测结果吻合较好,梁端极限荷载计算值与试验值相差在1.3％～10.3％之间.     

再生混凝土框架中节点抗震性能试验研究

文章通过2榀再生混凝土框架中节点试件在低周反复荷载下的加载试验,对其破坏形态、滞回特性、位移延性、耗能性能、刚度退化等进行了研究.结果表明,再生混凝土节点受力和破坏过程可分为初裂阶段、通裂阶段、极限阶段、破坏阶段.节点核心区剪切破坏时,表现出明显的脆性性质,施加适宜的轴压力可以延缓核心区的开裂.再生混凝土试件具有良好的...     

钢骨高强混凝土框架节点拟动力试验研究

通过5个低周期反复荷载下钢骨高强混凝土柱与钢筋高强混凝土梁框架边节点试验,分析了节点核心区水平剪力的分配情况,讨论了节点核心区水平剪力的计算方法,研究了节点核心区中高强混凝土、钢骨腹板及箍筋在各个受力阶段的抗剪受力情况·研究表明,节点核心区钢骨的存在并不能提高节点的抗裂承载力,却能大大增加节点的抗剪承载力,同时在节点荷载 位移曲线上没有明显的拐点;节点核心区抗剪强度由核心区混凝土、钢骨和箍筋三部分提供,且高强混凝土是节点抗剪能力的主要承担者·     

汶川地震后学校砌体建筑结构破坏情况调查与分析

根据现场实地调查的结果,对5·12汶川大地震后学校砌体建筑物的破坏情况进行了归纳总结.将调查的房屋破坏类型分为主体结构破坏、局部破坏和非结构构件破坏.另外,为便于分析和查找原因,将主体结构的破坏程度划分为整体倒塌、严重破坏但不倒塌以及中等损坏等几种类型.分析了造成结构出现这些不同程度破坏的原因,指出房屋所在地的地震烈度、是否符合抗震设计要求以及结构是否存在多道抗震防线是造成结构出现不同破坏程度的主要原因.最后,对学校砌体结构建筑物建议从建筑设计的规则性、多道抗震防线等方面提高抗震设防水平.     

采用闭合预应力钢丝绳-聚合物砂浆加固RC框架节点技术研究

首先评述目前国内外有关RC框架节点加固技术研究现状,指出现有节点加固方法存在的问题.在前期研究成果的基础上,提出采用闭合预应力钢丝绳加固RC框架节点的新技术,对该技术的基本思想、施工过程和技术优势进行详细阐述.为验证该加固方法的有效性,开展闭合预应力钢丝绳加固RC框架节点抗震性能试验,试验结果表明预应力钢丝绳加固RC框架节点可有效提高梁柱节点核心区受剪承载力,加固试件由对比试件的节点剪切破坏转变为梁端弯曲破坏.     

低周反复荷载下再生混凝土框架边节点受力性能试验研究

文章对再生混凝土框架边节点的受力性能进行了研究,通过2榀边节点试件在低周反复荷载下的试验,了解节点的破坏过程、承载能力、滞回曲线、耗能性能和延性指标,分析节点核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏2种破坏模式对构件承载能力和延性性能的影响。研究表明,再生混凝土框架边节点构件发生梁端弯曲破坏时,纵向钢筋屈服,截面充分转动,滞回曲线丰满,具有良好的耗能能力,可满足抗震性能要求。     

分散式配筋梁异形柱框架节点在低周反复荷载作用下试验研究的抗震性能

通过低周反复荷载下的3个分散式配筋梁异形柱框架顶层边节点、中节点的试验研究，分析了节点核心区的开裂荷载、屈服荷载、极限承载能力、破坏形态、抗剪性能及其滞回特性等；研究了按比例分散梁上部纵筋到现浇板内对节点核心区抗震性能的影响；并给出了分散纵筋的设计建议。     

现浇框架节点区抗震设计

钢筋混凝土现浇框架结构在地震作用下,应做到节点基本不破坏,节点应保证框架整体结构的安全可靠、经济合理和便于施工。影响框架节点抗剪强度的主要因素有混凝土强度等级、柱轴压力、体积配箍率、梁纵向钢筋的锚固和延伸。建议从这几方面采取措施加强节点设计。     

浅谈碳纤维加固框架节点的研究

框架结构在钢筋混凝土结构中应用最为广泛，而框架节点则是框架结构最重要的部位，它在框架中起着传递和分配内力、保证结构整体性等的特殊作用，所以框架节点在地震到来时最容易破坏。因而怎样对现有框架节点进行改造和加固，使其在最大程度上能被重新利用，已成为现今研究的一个重要方向。     

钢框架栓焊连接梁柱子结构抗倒塌性能分析

对钢框架中栓焊连接节点的两跨三柱型梁柱子结构进行单调静力加载试验,分析了在连续倒塌条件下试件的破坏模式和抗连续倒塌机理.试验结果表明:试件破坏表现出多次、间断性破坏特征,先是失效柱梁柱节点处梁端受拉翼缘发生断裂,进而梁端受拉翼缘与边柱连接附近处发生断裂;试件因两跨梁协同工作在后期阶段可提供高于前期受弯阶段的承载力,表现出较为富余的后期强度储备.同时对影响钢框架梁柱子结构抗连续倒塌性能的边界条件(边柱刚度和周边构件约束)进行数值分析,若边柱足够梁端约束,则周边构件对结构抗倒塌承载力的提高影响较小.     

分散式配筋梁异形柱框架节点在低周反复荷载作用下试验研究的抗震性能

通过低周反复荷载下的3个分散式配筋梁异形柱框架顶层边节点、中节点的试验研究,分析了节点核心区的开裂荷载、屈服荷载、极限承载能力、破坏形态、抗剪性能及其滞回特性等;研究了按比例分散梁上部纵筋到现浇板内对节点核心区抗震性能的影响;并给出了分散纵筋的设计建议.     

汶川大地震汉中市村镇房屋震害调查研究

在汶川大地震中,砖混结构和生土建筑作为汉中市村镇房屋的主要建筑形式损坏严重。为了提高当地村镇房屋抗震性能,指导人民重建家园,对汶川地震中汉中市村镇砖混和生土房屋,从屋盖及楼盖、墙体、楼梯间和其他构件破坏等方面分析震害特征,针对倒塌、开裂等震害特征提出村镇房屋震害主要原因是由强度不足和抗震构造措施不完善引起。     

汶川地震桥梁震害的特征

汶川地震中公路桥梁遭受重创,大量桥梁破坏甚至垮塌,难以修复.这些桥梁震害体现出山区桥梁震害的典型特征,为山区桥梁抗震设防提供了丰富的实例资料.在汶川地震现场桥梁震害调查资料的基础上,对汶川地震桥梁震害进行归纳、总结,提炼出该地震中桥梁震害的主要特征,为下一步继续深入探讨汶川地震桥梁震害形成机理和结构破坏过程,以及山区桥梁抗震设防对策与措施提供参考.