多层工业厂房火灾后加固设计与抗震性能分析

为探究多层钢筋混凝土工业厂房在加固前后以及火灾前后的抗震性能变化情况,围绕火灾后多层工业厂房的加固设计和抗震性能分析展开研究.首先,建立多层钢筋混凝土框架结构火灾后抗震性能的有限元分析方法;随后,介绍某多层工业厂房结构特点和火灾后结构损伤情况,据此综合利用增大截面、粘贴钢板和粘贴纤维复合材料等方法对结构进行了加固设计;进而,建立了结构三维有限元模型,开展了结构动力特性和弹性地震响应分析;最后,进行了结构的动力弹塑性分析,探究了火灾前、后结构整体的抗震性能和加固措施对火灾后结构抗震性能的改善,并探讨了不同地震动特性对多层钢筋混凝土框架抗震性能的影响.研究结果表明:火灾后,整体结构地震响应明显大于火灾前,层间位移角最大增加了143％,且不同楼层层间位移角的增大幅度与楼层受火情况密切相关;近场地震作用下的结构响应大于远场地震,罕遇地震作用下底层层间位移角在近场地震作用下可达远场地震作用的2.71倍;所提出的加固方案有效提升了结构抗震性能,罕遇地震作用下底层层间位移角平均减少115.7％.研究成果可为多层工业厂房火灾安全性评估和加固设计提供参考.     

异形柱框架-抗震墙结构振动台试验与理论分析

通过12层钢筋混凝土异形柱框架-抗震墙结构模型的模拟地震振动台试验及弹塑性理论分析,研究了该结构体系的动力特性、不同烈度地震作用下的反应及破坏形式.结果表明该结构体系拥有优越的建筑功能,在地震作用下呈弯剪型变形特征,传力明确,受力合理,具有良好的抗震性能和较强的抵御罕遇地震的能力,满足了小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求,适于在中高层住宅中应用.     

地铁区间隧道三维地震反应分析

针对地铁区间隧道结构,基于粘弹性人工边界单元,利用大型通用有限元ABAQUS软件建立了考虑土-结构动力相互作用的地铁区间隧道的三维有限元计算模型,研究地铁区间隧道衬砌结构和车站结构的地震响应及影响因素.分析区间隧道在不同地震波作用下的地震反应,比较SV及P波方式传播的影响,对比分析区间隧道衬砌结构在不同衬砌厚度、采用不同衬砌材料情况下衬砌结构的地震反应.明确了在地震作用下区间隧道容易遭受破坏的一些薄弱部位,设计时应重视这些薄弱部位的抗震设计,对薄弱部位进行加强.总结了一些区间隧道的地震响应规律,对区间隧道的抗震设计具有参考意义.     

底部框架-抗震墙砌体结构静力弹塑性分析

为了得到底部框架-抗震墙砌体结构在地震作用下的弹塑性反应,研究了这种结构水平位移模式和水平力模式的分布形式,并采用倒三角分布、均匀分布、倒三角 均匀分布等加载形式对结构进行了静力弹塑性分析.结果表明:水平力模式比位移模式更能准确反映不同地震强度作用下底部框架-抗震墙砌体结构的变形特征;随着地震强度的增加,均匀分布水平力模式的静力弹塑性分析结果更接近时程分析结果.     

交错桁架钢框架结构抗震设计方法研究

为实现交错桁架钢框架结构的延性设计,提高结构的抗震性能,通过研究桁架腹杆设计方法与结构层间位移角限值要求,提出了一种交错桁架钢框架结构抗震设计方法.首先分析了交错桁架钢框架结构中桁架的典型破坏机制,基于桁架空腹节间弦杆破坏的理想失效模式,提出了水平地震作用下桁架杆件的内力计算模型及罕遇地震作用下腹杆内力的调整方法;其次,基于桁架理想失效模式和极限变形能力,分析了罕遇地震下桁架层间位移角的组成,推导并提出了不同空腹节间距下结构的弹塑性层间位移角限值;最后,提出了水平地震作用下交错桁架钢框架结构抗震设计方法及流程.算例分析表明,采用本文提出的抗震设计方法,能有效地耗散地震能量,实现结构"强腹杆弱弦杆"和"大震不倒"的抗震设计目标.     

地震作用及其确定理论

本文在探讨了地震作用的由来及特点的基础上,回顾并详细地叙述了确定地震作用的几种经典理论,并根据影响地震作用的几个因素,探讨了减小结构地震作用的几种方法。本文所述对于优化结构抗震设计、提高结构抗震安全度都具有一定的意义。     

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.     

最小地震剪力系数

为了研究最小地震剪力系数对结构抗震性能的影响,首先考察最小地震剪力系数的设置背景,然后考察不满足最小地震剪力系数时,不同处理方式及其对结构抗震性能的影响。以设防烈度7度(0.10g,g为重力加速度)区不满足最小地震剪力系数规定的一超高层结构为例,按不同处理方式(不做调整、调整承载力、调整刚度)形成3种不同的结构分析模型,对其进行弹塑性地震反应测试,并对比分析3种不同最小地震剪力系数处理方法引起的结构抗震性能的差异。研究结果表明:受非抗震组合和最小配筋率的影响,不做调整的模型与调整承载力的模型相同,其罕遇地震作用下的抗震性能良好,抗倒塌能力也较强;与不做调整的模型和调整承载力的模型相比,调整刚度模型的抗震性能更好,抗倒塌能力也更强,但调整付出的较大经济代价和对建筑使用功能的干扰与获得的抗震性能改善幅度并不对等。考虑到非抗震组合和最小配筋率的影响,建议合理对待关于7度(0.10g)区最小地震剪力系数的规定,即对于7度(0.10g)区不满足最小地震剪力系数规定的建筑结构,允许不调整承载力或刚度,但须通过性能设计保证结构具有足够的抗震安全性。     

中国钢筋混凝土结构抗震措施优化的思路及示例

中国抗震设计规范与国外同类规范在处理各设防烈度区设计用地震作用相对水准与相应抗震措施严格程度的关系问题上存在实质性差异,为了弥补这种差异对结构抗震可能造成的不利影响,保证不同设防烈度区的结构具有基本一致的强震反应性态,以8度0．30g区二级抗震等级混凝土框架结构为例,完成了若干结构算例在罕遇地震水准的多条地面运动输入下的非弹性动力反应分析;对结构在强震下的反应性态进行了对比分析;初步探讨了中国规范延性抗震设计措施的优化方案．分析结果表明,在保持现行设计用地震作用相对水准不变的条件下,采用适当优化“强柱弱梁”措施及其他抗震构造措施的做法,可以使各设防烈度区结构在罕遇地震下保持基本一致的性态控制水准．     

中国抗震规范中R-μ关系探析

抗震设计思路要赋予结构以必要的非弹性变形的能力,使结构能够承受一定能量区间地震的作用.中国抗震设计规范采用多遇地震作为建筑结构截面设计的依据,考虑各类结构的延性,对不同的结构取相同影响系数C,一定程度上忽视R-μ基本准则.     

采用剪力墙体外加固的中小学校舍框架结构抗震性能分析

采用外加剪力墙的体外加固方法,对一个不满足抗震要求的4层中小学框架结构校舍进行加固.通过对不同加固方案的加固结构进行弹性和弹塑性地震反应分析,研究地震作用下不同加固方案对结构的抗震性能影响.数值分析结果表明:外加剪力墙可使原结构各榀框架所受的地震剪力有较大幅度的降低,剪力墙越宽,降幅越大;可使各楼层层间位移角趋于均匀,...     

软土地铁结构非线性地震反应分析

基于天津典型粉质黏土层条件,建立两层双柱三跨地铁车站与隧道三维有限元模型,从地下结构的变形、损伤和应力方面研究其在不同地震波作用下的非线性地震反应.分析了地连墙及回填土密实度对车站结构地震反应的影响.结果表明,在地震作用下,结构的变形沿高度方向增加;地铁车站中柱顶、底受到交替的动拉压应力,且出现较大的拉伸损伤,是抗震薄弱构件.此外,地震波频谱特性对结构的地震反应有很大影响,天津波和人工波作用下结构的地震反应远大于El-Centro波作用下的地震反应.地连墙和回填土会改变地下结构周围介质的物理性质,从而影响到结构的地震反应,在通常的地下结构抗震分析中不考虑地连墙的存在会高估地震对结构的影响;为减轻结构震害,地铁施工时应保证回填土的密实度.     

装配式地下综合管廊抗震性能影响因素分析

地震作为影响城市地下构筑物安全的关键因素,研究地下综合管廊的抗震性能,提前采取抗震减灾措施,对提高当前地下综合管廊抵抗地震的性能具有重要的意义。通过采用线弹性单元简化管廊模型,对不同回填土体、管廊连接节点刚度及地震波方向等因素作用下管廊的地震响应进行研究。结果表明：(1)管廊周边回填土体对管廊的地震响应性能影响较大,且管廊两侧及顶部的土体基床系数对管廊地震响应不一致;(2)管廊节点刚度对结构地震响应影响较小,为确保节点处抗渗性能,建议采用柔性材料以承受管廊节点处位移。结合对不同因素对管廊地震响应的影响,提出了管廊结构的抗震减灾措施,为今后综合管廊抗震设计提供一定的参考。     

基于能力谱法导管架平台抗震性能评估

针对现行海洋平台抗震规范无法考虑平台结构弹塑性抗震性能及地震失效机制问题,提出基于能力谱法海洋平台抗震性能评估方法,获得平台结构抗震性能及失效模式,解决强震作用下海洋平台结构弹/塑性抗震评估技术难题。基于规范推荐地震弹性设计谱,采用折减系数建立弹/塑性反应谱,结合渤海某导管架平台,采用能力谱法进行弹/塑性抗震性能评估。结果表明:能力谱法计算简便,对于以第1阶振型为主导地震响应的平台结构具有较好的精度;采用能力谱法评估地震惯性载荷时须考虑其高度效应,可采用倒三角或高度等效加载方式;桩基失效是平台结构地震作用下主要失效模式,平台抗震设计时应保证桩腿具有足够强度和入泥深度,避免强震作用下桩基失效而导致平台结构整体倾覆。     

长周期地震动下框架-剪力墙结构隔减震改造

长周期地震作用是一种特殊的地震动,框架-剪力墙抗震结构在长周期地震动下的响应与普通地震动下的响应明显不同.运用ETABS建立11层框架-剪力墙抗震结构及3种改造结构(即基础隔震结构、层间隔震结构及阻尼减震结构),分别输入远场类谐和长周期地震波、近断层脉冲型地震波和普通地震波3种不同性质的地震波进行罕遇地震下的非线性时程...     

粘滞阻尼器耗能减震结构的地震易损性分析

评价结构采用消能减震技术后的损伤破坏水平,需要对减震结构进行地震易损性和可靠性研究。本文以钢筋混凝土框架结构为研究对象,粘滞阻尼器为减震装置,采用ETABS有限元软件对结构进行传统时程分析,确定消能减震分析模型;基于增量动力分析(IDA)的基础上,对消能减震结构应用Perform-3D进行了地震易损性分析,依据指定不同强度地震作用下各极限状态的结构地震易损性概率,评定减震结构在地震作用下的破坏程度。结果表明,设置粘滞阻尼器后可有效地提高结构的抗震性能,能够满足抗规“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震要求。基于增量动力分析方法的结构易损性分析也可以为实际工程结构的地震破坏和损失评估提供有力的科学依据。     

带箱形转换层高层建筑结构的抗震性能研究

进行了带箱形转换层高层建筑结构模型的地震模拟振动台试验.采用微粒混凝土制作1/10比例的结构模型,得到结构在地震作用下的动力特性以及加速度、位移等地震响应,研究了模型结构的受力机理和破坏模式.在试验研究的基础上,采用有限元分析程序对原型结构进行抗震分析,理论分析与试验结果吻合较好.研究表明,该结构体系总体抗震性能良好,大震作用下仍具有较好的工作性能,能满足我国抗震设计规范的要求.     

基于可靠度的抗震结构优化设计

考虑结构不同功能失效时损失情况不同这一事实，遵循抗震设计规范的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则，提出了基于不同功能要求的可靠度优化设计方法，计算结果表明，采用此方法可以在概念意义上合理改善结构体系的抗震性能，降低结构在地震作用下的损失。     

基于增量理论的震损结构抗震性能评估方法

为了准确评估地震受损结构的抗震性能,基于模态弹塑性理论,提出了一种考虑结构动力特性的增量静力弹塑性分析方法(IDPA)。该方法结合动力时程分析方法和静力弹塑性分析方法的优点,对传统Pushover分析方法中结构在地震作用下的顶点目标位移确定方法进行了改进,同时考虑高阶振型影响,改进了传统方法中侧向力的加载模式;确定了建立地震受损构件抗震性能分析模型的方法,给出了IDPA方法针对地震受损结构抗震性能评估的实施步骤。将改进方法应用于某10层受损钢筋混凝土框架结构的抗震性能评估中,对比分析了传统方法和IDPA方法计算结果与时程分析计算结果的差异。计算结果表明,IDPA方法能够有效模拟损伤结构在地震作用下的真实反应,也能体现损伤结构再次遭遇地震作用时的非线性行为,特别是对于高阶振型影响明显的结构,IDPA方法能够获得较理想的评估结果。     

基于性能的抗震设计理论及其在抗震加固中的应用研究

早期的工程设计人员认识到,结构在地震作用下的破坏并不是随机发生,而是基于一定的概率,并不一定所有建筑在其生命周期内都可能经历地震作用的危害,尤其是遭遇罕遇大地震的概率则更小,因此对所有建筑都采用高的抗震设防是很不经济的。由此,工程设计人员逐渐的提出不同地区的抗震设防烈度,并根据结构的功能对结构的重要性进行划分,按照不同的设防烈度和重要性对结构进行抗震设计,这些研究可被看做结构基于性能抗震设计的基础。之后的数年间,不同国家和地区的研究人员都逐渐的对其进行完善。