典型装配式框架节点抗震性能随时间衰减规律研究及服役期结构动态震害预测

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近年来装配式结构在我国得到了快速发展,但装配式混凝土结构节点的钢筋连接方式及新旧混凝土的粘结等与现浇结构存在明显区别,因此随着服役期不断增长,装配式结构的抗震性能将随着龄期的增加而不断变化。为了分析服役期装配式框架结构在不同龄期的抗震性能,本文基于一般大气环境中钢筋混凝土材料的时变特性,以南京市某装配式框架结构为工程案例,通过ANSYS有限元软件研究了该装配式结构的边节点及中节点抗震性能随龄期变化的规律;利用SAP2000软件对该装配式框架结构进行静力弹塑性分析及动态震害预测。本文得到的主要研究成果如下:(1)采用有限元软件ANSYS对南京市某装配式框架结构的边节点及中节点进行建模并拟静力加载模拟,并将计算结果与相同现浇节点进行比较分析。基于钢筋混凝土材料的时变规律特性,通过ANSYS模拟计算出服役期装配式框架边节点及中节点在不同龄期的抗震性能,并根据计算结果分别分析出了服役期装配式中节点及边节点承载力、刚度和延性的退化规律。(2)利用有限元软件SAP2000建立该装配式混凝土框架结构模型,采用在X和Y方向的均布加载及倒三角加载模式下进行该装配式框架结构的Pushover推覆分析。结果表明:建筑物结构的层间位移、层间位移角均符合抗震规范要求,虽然梁柱出现了塑性铰,但都在可修复阶段范围内,并且塑性铰分布规律也表明该结构满足“强柱弱梁”的抗震原则。(3)基于前述分析模型,通过SAP2000对该服役期装配式混凝土框架结构进行不同龄期下的Pushover推覆分析,通过获取不同地震动强度作用下的性能点谱位移,再利用HAZUS99中基于地震动参数的震害预测算法,分别计算出该结构的时变易损性曲线和动态震害矩阵。最后,对结构的动态震害预测结果进行分析,分别得出了该结构在各强度的地震动作用下的主要破坏状态,获得了该结构服役期震害变化规律。
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