基于非延性RC结构的侧向抗倒塌性能研究.pdfVIP

第22卷第2期 新 余 学 院 学 报 Vo1．22，NO．2 2017年4月 JOURNAL 0F XINYU UNIVERSITY Apr．2017 基于非延性RC结构的侧向抗倒塌性能研究 ● 蒋 认 (萍乡学院， 江西 萍乡 337000) 摘 要：我国存在大量已建非延性钢筋混凝土(RC)框架结构，这类结构在遭受强震作用时存在破坏甚至倒塌的风险而 急需加固，采用拟静力分析方法对以五层 RC框架结构为代表的多层 RC结构进行抗震性能研究是一种很有效的途径。 研究结果表明基于已有的试验数据采用OpenSees有限元验证了未加固和加 固RC结构数值模拟的正确性，表明了未加 固Rc结构首先在结构底层柱下端塑性铰区出现损伤破坏，且 同一楼层边柱塑性铰 区较 中柱损伤严重，逐渐向顶层塑 性铰 区发展最终使整体框架结构整体发生破坏直至失效倒塌；加固RC结构相对于未加 固结构塑性铰发展迟缓不充分 且有延缓塑性铰破坏的能力和 良好的滞后性能。 关键词：非延性钢筋混凝土；拟静力分析方法；塑性铰；RC框架结构 中图分类号：TU375．4 文献标识码：A 文章编号：2095—3054(z017)o2—0o13—05 近年来，随着人们的生活水平和安全意识不断 fiberreinforcedpolymer(FRP)普遍 应用于加固工程 提高，且国内外频繁遭遇破坏性地震，尤其是我国 结构领域，实际工程中也证明了FRP加固是一种有 2008年汶川地震以来经历的几次强震中有大量 RC 效的途径。因此考虑经济和社会多种因素对其采用 (钢筋混凝土)框架结构发生破坏甚至倒塌。因此人 碳纤维的加固方法，使这些非延性RC框架结构能满 们对住房和公共建筑结构的安全性和耐久实用性的 足人们对结构的耐久性与安全性的要求，继续为社 要求也增加了。我 国工程建筑结构行业处于发展 会服务。 期，建造的RC框架结构水平差别较大，在78版抗震 1钢筋混凝土结构塑性铰概念 规范前 RC框架结构都没有考虑抗震设防；78版规 基于OpenSees数值分析中梁柱单元主要有非线 范修订后建造于八十年代后期的房屋采取了一定的 性梁柱单元 (NonlinearForced—BaseBeam—Column 抗震构造措施；汶川地震发生针对O1版规范之前建 Element)和集中塑性铰梁单元(BeamWithElement)， 造的房屋虽然抗震性能有了很大的提高和抗震构造 基于塑性理论非线性变形集 中于塑性铰区域 LP之 措施相对完善，但汶川地震发生之前设计的房屋不 内。建模梁单元采用beamWithHinges该模型考虑 能满足现在抗震规范的设计要求；因此将这些采用 RC框架结构端部成塑性铰，而框架结构中部为弹 旧的抗震规范设计，或仅用来承担竖向荷载而未进 性，用来更为精确的模拟 RC框架结构发生的破坏， 行抗震设计或考虑水平荷载的作用，或随着抗震规 随着 RC框架损伤的加剧框架结构的两端形成的塑 范不断地修订而不能满足现行抗震规范要求的RC 性铰直至结构发生倒塌破坏。建模时采用 Priestley 框架结构称为 “非延性 RC框架结构”。这些结构没 和Pauly等学者 提出RC框架结构塑性区长度 L。 有满足当今抗震规范要求 ，在强震作用下有可能发 的方程式如下： 生不同程度的破坏，但结合社会和经济方面的实际 = 0．08L+0．022ald ≥0．044f~d6 情况考虑又不可能对完好的RC框架结构全部推倒 式中：a表示钢筋滑移参数，当有限元分析考虑 重建，因此对这些工程结构建筑利用增强RC框架结 钢筋的滑移时a =1不考虑钢筋的滑移a，=0ifv表 构构件的强度和延性来抵御遭受更强地震作用的能 示钢筋的屈服强度；db表示钢筋的直径；L表示RC框 力，吸收地震的能量进行加固是必然的选择。 架结构构件的长度。 事实上过去地震的悲痛教训表明对非延性 RC RC框架柱采用王福明 提出的塑性铰区长度 框架结构进行补强加固显得更为重要。而当今纤维 计算L的方程式如下： 收稿