混凝土框架摇摆墙结构体系的抗震性能分析_曹海韵
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摇摆墙—框架结构抗震损伤机制控制及设计方法研究一、概述随着社会的快速发展和城市化进程的推进,框架结构建筑因其良好的空间布局和建筑灵活性,已成为现代城市建筑的主流形式。
随之而来的地震安全问题也愈发凸显。
在地震发生时,框架结构的抗震性能直接影响到建筑的安全性和人员的生命安全。
研究框架结构的抗震损伤机制控制及设计方法,对于提高建筑抗震性能、保障人民生命财产安全具有重要意义。
《摇摆墙—框架结构抗震损伤机制控制及设计方法研究》一文,旨在深入探讨摇摆墙这一新型抗震技术在框架结构中的应用。
通过对比分析传统框架结构与带有摇摆墙的新型框架结构的抗震性能,揭示摇摆墙对框架结构抗震损伤机制的控制作用,并提出相应的设计方法。
文章首先回顾了国内外在框架结构抗震领域的研究现状和发展趋势,然后详细介绍了摇摆墙的基本原理、设计原则及施工要点,最后通过实际工程案例,验证了摇摆墙在提高框架结构抗震性能方面的有效性。
本文的研究不仅有助于深化对摇摆墙抗震技术的认识,还为框架结构的抗震设计提供了新的思路和方法。
对于推动建筑抗震技术的进步,提高我国建筑行业的整体抗震水平,具有重要的理论价值和实践意义。
1. 地震对建筑结构的影响与危害地震作为一种突发的自然灾害,以其巨大的破坏力和不可预测性,对建筑结构产生深远的影响和严重的危害。
地震波通过地壳传播到地表,引发建筑物的振动,这种振动如果超出建筑物的承载能力,就会导致其结构破坏,甚至整体倒塌。
地震对建筑结构的影响主要体现在以下几个方面。
地震会导致建筑结构的整体稳定性丧失。
当强烈的地震波冲击建筑物时,其结构会产生大幅度的晃动,这种晃动会破坏结构的稳定性,使其无法承受自身的重量和外部荷载,导致建筑物坍塌。
地震还会引起建筑结构的变形和裂缝。
在地震的反复作用下,建筑物的各个部分会产生相对位移,导致结构变形,同时在应力集中的地方产生裂缝。
这些变形和裂缝会严重影响建筑物的使用功能和安全性。
再者,地震会破坏建筑结构的连接节点。
钢筋混凝土框架结构的地震响应谱分析与优化设计过去几十年来,钢筋混凝土框架结构一直是地震工程设计中最常用的结构形式之一。
钢筋混凝土框架结构以其良好的韧性和抗震性能,在地震发生时能够有效地吸收和分散地震能量,从而保护生命和财产的安全。
为了进一步提升钢筋混凝土框架结构的地震性能,地震响应谱分析与优化设计成为一个重要研究方向。
首先,我们来了解一下地震响应谱分析的基本原理。
地震响应谱是描述结构在地震作用下相对位移、加速度或速度等响应与地震激励间的关系曲线。
将地震激励输入到结构中,通过计算结构的动力响应,可以获得不同周期下的结构响应谱。
地震响应谱分析的目的是根据地震的特点,预测和评估结构在地震中的响应,并为结构的抗震设计提供依据。
在进行地震响应谱分析时,我们需要确定几个关键参数。
首先是地震输入,即确定合适的地震动记录作为分析的输入。
通常会选择代表性的地震动记录,例如历史地震数据或人工合成的地震动记录。
其次是结构模型,即将结构抽象为一种数学模型,通常以有限元模型来描述钢筋混凝土框架结构的刚度、质量和阻尼特性。
最后是分析方法,可以采用线性弹性或非线性时程分析等方法,以考虑结构的材料非线性和几何非线性特性。
在进行地震响应谱分析后,我们可以得到结构在不同地震作用下的动态响应。
通过分析地震响应谱中的峰值加速度、峰值位移或峰值速度等指标,可以评估结构的抗震性能,并发现结构的薄弱环节。
通过进一步的优化设计,可以提高结构的抗震性能,从而减小结构在地震中可能遭受的破坏程度。
钢筋混凝土框架结构的优化设计包括两个方面:构造优化和材料优化。
构造优化主要涉及结构的几何形态和布局参数的优化。
在设计过程中,通过对结构的几何形态进行调整和优化,可以减小结构的质量和刚度,提高结构的柔性和抗震性能。
另外,通过对结构的布局参数进行优化,例如柱和梁的尺寸比例和间距,可以提高结构的承载能力和刚度分布,从而提高抗震性能。
材料优化主要包括混凝土和钢筋的合理选择和配置。
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2019, 8(2), 413-419Published Online March 2019 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2019.82048Seismic Performance Analysis ofFrame-Rocking Wall StructuresWei Nie, Shuxian Liu, Shasha Lu*, Wei Wang, Tianbao Liang, Li Nie, Lin Wang, Wei Zhang School of Civil Engineering, Liaoning Technology University, Fuxin LiaoningReceived: Mar. 2nd, 2019; accepted: Mar. 19th, 2019; published: Mar. 26th, 2019AbstractIn order to study the seismic performance of the frame-swing wall structure system, a six-story concrete frame model is designed according to the seismic code of concrete. The structural model of the frame-swing wall and the frame structure model are established by the finite element soft-ware. And combined with the shaking table experiment, the seismic response of the two models before and after the additional rocking wall is obtained. The analysis results show that the inter layer displacement angle of the model after the additional rocking wall tends to be consistent, and the concentration of deformation between the layers is effectively controlled, which improves the failure mode of the structural “strong column weak beam” and forms the failure mechanism of the overall yield. Compared with the typical shear failure characteristics of the frame structure, that is, the overall deformation is “U” type, the overall deformation of the frame rocking wall is “swinging”type, which can effectively control the displacement concentration of the bottom layer of the structure, and has a good shock absorption effect.KeywordsFrame Rocking Wall Structure, Shaking Table Experiment, Overall Yielding框架–摇摆墙结构抗震性能的研究聂伟,刘书贤,路沙沙*,王伟,梁天宝,聂莉,王林,张伟辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁阜新收稿日期:2019年3月2日;录用日期:2019年3月19日;发布日期:2019年3月26日*通讯作者。