高层建筑可恢复功能结构体系
各种功能混凝土介绍

各种功能混凝土介绍混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施中的材料。
它由水、水泥、沙子和粗骨料(如石子或碎石)混合而成,并经过特殊的加工过程而变得坚硬和耐久。
混凝土具有许多不同的功能和特性,使其成为各种建筑项目的理想选择。
在本文中,我将介绍几种常见的混凝土功能。
1.承重功能:混凝土是一种强大的结构材料,能够承受巨大的压力和重量。
因此,它常被用于建筑物的地基、梁柱和楼板等部分。
混凝土以其强度和稳定性而闻名,使得建筑物能够抵挡自然灾害和其他外部压力。
2.耐久功能:混凝土是一种长寿的材料,能够抵御时间和自然环境的侵蚀。
正常情况下,混凝土可以使用数十年甚至数百年之久,使其成为建筑物和基础设施的可靠选择。
此外,混凝土还能抵御火灾、冻融循环和化学物质的侵蚀。
3.隔音功能:混凝土具有出色的隔音功能,可以减少建筑物内外的噪音传播。
这是因为混凝土的密度高,能够有效地阻挡声波的传递。
因此,在需要隔音的场所,如办公楼、公共设施和娱乐场所,混凝土常被用于隔音墙、地板和天花板的建造。
4.火灾防护功能:混凝土是一种耐火材料,能够减少火灾对建筑物的破坏。
与其他材料相比,混凝土不会燃烧或释放有毒的气体,可以提供更长时间的抗火保护。
许多高层建筑和公共建筑都选择使用混凝土作为防火墙、楼梯和逃生通道。
5.节能功能:混凝土具有出色的隔热性能,可以减少室内外温度差异对建筑物的影响。
混凝土可以吸收和储存热量,在夏季保持室内凉爽,在冬季保持室内温暖,减少能源消耗和空调系统的负担。
这种节能的特性使得混凝土成为可持续建筑设计中的重要组成部分。
6.可塑性功能:混凝土可以通过添加不同的配料和控制水泥混合物的比例来调整其性能。
这使得混凝土具有可塑性,可以适应不同的建筑需求。
例如,在需要特殊形状或曲线结构的建筑中,可以使用可压力混凝土或玻璃纤维混凝土。
7.可修复功能:由于混凝土的耐久性,在使用过程中可能出现磨损和损坏。
然而,混凝土具有可修复的特性,可以通过修补材料和技术来恢复其原始性能。
高层建筑抗震设计中的新技术应用

高层建筑抗震设计中的新技术应用在当今社会,随着城市化进程的加速,高层建筑如雨后春笋般在城市中矗立。
然而,地震等自然灾害的威胁始终存在,这就使得高层建筑的抗震设计成为至关重要的课题。
近年来,随着科技的不断进步,一系列新技术在高层建筑抗震设计中得到了广泛应用,为保障人们的生命财产安全发挥了重要作用。
一、消能减震技术消能减震技术是通过在结构中设置消能装置,如阻尼器,来消耗地震能量,从而减轻结构的地震响应。
常见的阻尼器包括粘滞阻尼器、金属阻尼器和摩擦阻尼器等。
粘滞阻尼器利用液体的粘性来消耗能量,其工作原理类似于汽车的减震器。
在地震作用下,粘滞阻尼器中的液体在活塞的运动下产生阻尼力,有效地减少结构的振动。
金属阻尼器则通常利用金属材料的塑性变形来吸收能量,如屈曲约束支撑。
这种支撑在正常使用状态下能够提供结构所需的刚度,而在地震发生时,其内部的金属芯材可以发生屈服变形,从而消耗大量的地震能量。
摩擦阻尼器则是通过摩擦力来消耗能量,其结构相对简单,可靠性较高。
消能减震技术具有施工方便、不改变结构原有刚度等优点。
它可以有效地控制结构在地震作用下的变形和内力,提高结构的抗震性能。
二、隔震技术隔震技术是在建筑物基础与上部结构之间设置隔震层,通过延长结构的自振周期,避开地震的卓越周期,从而减少地震能量向上部结构的传递。
常见的隔震装置有橡胶隔震支座、滑动隔震支座和组合隔震支座等。
橡胶隔震支座由多层橡胶片和钢板交替叠合而成,具有良好的竖向承载能力和水平变形能力。
滑动隔震支座则利用摩擦系数较小的材料,如聚四氟乙烯,来实现隔震效果。
组合隔震支座则结合了橡胶隔震支座和滑动隔震支座的优点,能够更好地适应不同的工程需求。
隔震技术可以显著降低上部结构的地震加速度响应,提高建筑物的抗震安全性。
同时,隔震建筑在地震后往往能够保持较好的使用功能,减少了维修和重建的成本。
三、智能材料在抗震设计中的应用智能材料如形状记忆合金(SMA)和压电材料等也逐渐在高层建筑抗震设计中崭露头角。
什么叫剪力墙结构体系(框架为什么没有剪力墙)

什么叫剪力墙结构体系(框架为什么没有剪力墙)本文目录什么是剪力墙结构什么是剪力墙啊全剪力墙和框架剪力墙结构的区别什么是剪力墙,剪力墙有哪些特点?框架为什么没有剪力墙什么叫剪力墙什么是剪力墙什么是剪力墙结构剪力墙结构是一种常见的建筑结构形式,它是由混凝土或砖石等材料构成的墙体,用于承受建筑物的水平荷载,以保证建筑物的稳定性和安全性。
剪力墙结构的主要特点是墙体具有较高的刚度和强度,能够有效地抵抗水平荷载的作用,从而减小建筑物的震动和变形。
剪力墙结构的设计原理是利用墙体的强度和刚度来承受水平荷载,将水平荷载转化为垂直荷载,从而保证建筑物的稳定性和安全性。
在剪力墙结构中,墙体通常设置在建筑物的外围或内部,形成一个或多个连续的墙体系统,以承受水平荷载的作用。
总之,剪力墙结构是一种常见的建筑结构形式,它通过墙体的强度和刚度来承受水平荷载,保证建筑物的稳定性和安全性。
什么是剪力墙啊剪力墙是承受风荷载或地震引起的水平、竖向荷载的房屋墙体。
剪力墙也被叫做抗风墙、抗震墙或结构墙。
可以承受风荷载或地震引起的水平、竖向荷载,防止结构的损坏,一般由钢筋混凝土制成。
剪力墙分为平面剪力墙和柱面剪力墙。
剪力墙用于钢筋混凝土框架、平板和无梁楼盖,同时为了增加结构的刚度、强度和抗倒塌,钢筋混凝土剪力墙可现浇或者部分预制。
全剪力墙和框架剪力墙结构的区别框架剪力墙结构和全剪力墙结构是目前比较常见的两种墙体结构。
框架剪力墙和剪力墙结构的区别1.概念范畴不同框架剪力墙,又被叫框剪构造,此种构造是在框架构造中布置相关数目的剪力墙,该种剪力墙称为“框架剪力墙”,由它们组成灵动的利用空间,满足不同建筑性能的要求,同时具备充足的剪力墙,有较强的刚度。
剪力墙结构,利用混凝土墙来替换框架构造里的梁柱,并且可以承受各类载荷产生的内力,同时还可有效抑制构造的水平力,此种用混凝土墙板来承担竖向及水平力的构造,叫“剪力墙结构”。
此外,该种构造在高层建筑中被广泛应用。
高层建筑地下室规范及设计要点

高层建筑地下室规范及设计要点1. 高层建筑地下室规范及设计要点(风格一)1.1 目的和范围本文档旨在规范高层建筑地下室的设计和施工,并提供相关要点,以确保地下室的安全、功能和可持续性。
1.2 术语和定义1.2.1 高层建筑:指建筑物的高度超过一定标准的建筑,一般指超过6层的建筑。
1.2.2 地下室:指建筑物地下部分的结构,通常用于存储、停车等功能。
1.2.3 规范:指建筑行业的标准规范和相关法律法规。
2. 设计要点2.1 结构设计2.1.1 地基和地下室结构应满足承受荷载和抗震要求。
2.1.2 地下室墙体、地板和屋顶应符合强度和防水要求。
2.2 防水设计2.2.1 地下室墙体外侧应设置防水层,确保地下室不受地下水渗透。
2.2.2 地下室地板和屋顶应进行防水处理,防止水漏和渗透。
2.3 通风和照明设计2.3.1 地下室应设置机械通风系统,确保空气质量和舒适度。
2.3.2 地下室应设置合适的照明系统,保证工作和生活环境的舒适度。
3. 施工要点3.1 地基处理3.1.1 地下室地基应进行合理的开挖和填土处理,确保地基的稳定性。
3.1.2 地下室基础应符合设计要求,保证地下室的承重能力。
3.2 环境保护3.2.1 施工期间应采取合适的排污和灰尘控制措施,保护周边环境。
3.2.2 施工完工后应进行垃圾清理和环境修复,恢复原貌。
4. 附件本文档附带地下室设计图纸和相关技术资料。
5. 法律名词及注释5.1 规范:指建筑行业的标准规范和相关法律法规,以保证建筑质量和安全。
5.2 承重能力:指地下室结构对于荷载的承载能力。
5.3 环境修复:指施工完工后对周边环境进行清理和修复,恢复原貌。
2. 高层建筑地下室规范及设计要点(风格二)1. 目的和范围本文档旨在规范高层建筑地下室的设计和施工,以确保地下室的安全、功能和可持续性。
适用于各种高层建筑地下室的规划、设计和建设。
2. 术语和定义2.1 高层建筑:指建筑物的高度超过一定标准的建筑,一般指超过6层的建筑。
多、高层房屋结构的分析和设计计算

对质量及刚度沿高度分布比较均匀的结构,基本 自振周期可用下列公式近似计算:
Un——结构顶层假想侧移(m)。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
初步计算时,结构的基本自振周期按经验公式估算: n—建筑物层数(不包括地下部分及屋顶小塔楼) 。
Tg=0.4s (Ⅱ类场地,第二组)
T=1.5s(Tg∽5Tg)地震影响系数
T=4s(5Tg∽6s)地震影响系数 T=0~0.1s 地震影响系数 0.45 max∼2 max T=0.1s~Tg地震影响系数2 max
0.015 0.012
0.023∼0.05 0.05
0.027 0.021
0.036∼0.09 0.09
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(2)振型分解反应谱法
对不计扭转影响的结构,振型分解反应谱法可仅考虑 平移作用下的地震效应组合,并应符合下列规定: (a) j振型i层质点的水平地震作用标准值
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(b) 水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形) :
突出屋面的小塔楼,应按每层一个质点进行地震作用计 算和振型效应组合。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
顶部突出物:底部剪力法计算顶部突出物的地震作用, 可按所在的高度作为一个质点,按其实际定量计算所得水平 地震作用放大3倍后,设计该突出部分的结构。
增大影响宜向下考虑1~2层,但不再往下传递。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
基本自振周期 T1:
(3)竖向地震作用
第3,4章 高层建筑荷载

高层建筑的荷载包括竖向荷载和水
平荷载。竖向荷载的计算与一般房 屋并无区别,这里不再重复。以下 主要介绍水平荷载——风荷载和地 震荷载的计算方法。
3.1 风荷载
空气流动形成的风遇到建筑物时,会使建筑物表面产 生压力或吸力,这种作用称为建筑物所受到的风荷载。 风的作用是不规则的,风压随风速、风向的变化而不 断改变。实际上,风荷载是随时间波动的动力荷载, 但设计时一般把它视为静荷载。长周期的风压使建筑 物产生侧移,短周期的脉动风压使建筑物在平均侧移 附近摇摆。对于高度较大且较柔的高层建筑,要考虑 动力效应,适当加大风荷载数值。确定高层建筑风荷 载,大多数情况(高度300m以下)可按照《建筑结构荷 载规范》规定的方法,少数建筑(高度大、对风荷载敏 感或有特殊情况)还要通过风洞试验确定风荷载,以补 充规范的不足。
• 位于山区的高层建筑,按上述方法确定风压高度 变化系数后,尚应按现行国家标准 《建筑结构荷 载规范》GB50009的有关规定进行修正。 • 对于山区的建筑物,风压高度变化系数可按平坦地 面的粗糙度类别,由表7· 1确定外,还应考虑地形 2· 条件的修正,修正系数h分别按下述规定采用:
1 对于山峰和山坡,其顶部B处的修正系数可按下 述公式采用:
局部风荷载:用于计算局部构件或围护构件或
维护构件与主体的连接。 对于檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等突出构件的 上浮力,取μs>=-2.0。 对封闭式建筑,按外表面风压的正、负情况取2.0或+2.0。
3.1.3风洞试验
(JGJ3-2002)规定:有下列情况之一的建筑物, 宜按风洞试验确定风荷载。 1 高度大于200m 2高度大于150m,且平面性状不规则、立面形 状复杂,或立面开洞、连体建筑等 3 规范或规程中没有给出风载体形系数的建筑 物 4 周围地形和环境复杂的建筑物
混凝土设计复习要点

1、单层厂房结构的横向定位轴线如何确定?在厂房尽端如何处理?为什么?(1)中间柱与横向定位轴线的定位:柱的中心线与横向定位轴线重合。
(2)横向变形缝处柱与横向定位轴线的定位:采用双柱双轴线定位,柱的中心线均自定位轴线向两侧各移600mm 。
(3)山墙处柱与横向定位轴线的定位:山墙內缘与横向定位轴线重合,端部柱自横向定位轴线内移600mm 。
山墙內缘应与横向定位轴线相重合,且端部柱的中心线应自横向定位轴线向内移600mm ,其目的是使端部屋架与抗风柱和山墙的位置不发生冲突,这时屋面板端头与山墙内边缘重合,形成封闭式的横向定位轴线。
2、单阶排架柱需要进行哪些控制界面的内力组合?对上柱,底部I-I 截面的弯矩和轴力比其他截面大,取该截面为控制截面;对下柱,牛腿顶截面处的弯矩最大,柱底截面的弯矩也较大,取牛腿顶截面(II-II 截面)和柱底截面(III-III 截面)作为下柱的控制截面。
3、等高铰接排架内力分析一般采用什么方法?说明其计算步骤?采用剪力分配法(1)先在排架柱顶附加一个不动铰支座以阻止水平侧移,求出支座反力R 。
(2)撤除附加不动铰支座,并将R 以反方向作用于排架柱顶,以恢复到原来结构体系。
(3)将前两步的计算结果叠加,可得荷载作用下排架柱顶剪力,然后求出各柱内力。
4、排架结构计算简图时有哪些基本假定?(1)柱下端与基础顶面为刚接(2)柱底与排架横梁为铰接(3)横梁为轴向刚度很大的刚性连杆5、框架结构的竖向及水平可变荷载有哪些?如何考虑?楼面活荷载、风荷载楼面活荷载可根据《荷载规范》取用,在设计楼板时可以直接取用;而在计算梁、墙、柱及基础时,应将其乘以折减系数。
当计算主要承重结构时,垂直于建筑物表面的风荷载标准值仍按公式计算,对于多、高层框架结构房屋,式中的计算参数应按规定采用。
6、简述反弯点法和D 值法的异同,D 值法的计算步骤?相同之处:先确定反弯点位置不同之处:D 值法考虑了柱两端节点转动对其侧向刚度和反弯点位置的影响,对柱的抗侧刚度和柱的反弯点位置进行了修正。
高层建筑结构抗震与设计考试重点复习题(含答案)

⾼层建筑结构抗震与设计考试重点复习题(含答案)1.从结构的体系上来分,常⽤的⾼层建筑结构的抗侧⼒体系主要有:_框架结构,剪⼒墙结构,_框架-剪⼒墙_结构,_筒体_结构,悬挂结构和巨型框架结构。
2.⼀般⾼层建筑的基本风压取_50_年⼀遇的基本风压。
对于特别重要或对风荷载⽐较敏感的⾼层建筑,采⽤_100_年⼀遇的风压值;在没有_100_年⼀遇的风压资料时,可近视⽤取_50_年⼀遇的基本风压乘以1.1的增⼤系数采⽤。
3.震级――地震的级别,说明某次地震本⾝产⽣的能量⼤⼩地震烈度――指某⼀地区地⾯及建筑物受到⼀次地震影响的强烈程度基本烈度――指某⼀地区今后⼀定时期内,在⼀般场地条件下可能遭受的最⼤烈度设防烈度――⼀般按基本烈度采⽤,对重要建筑物,报批后,提⾼⼀度采⽤4.《建筑抗震设计规范》中规定,设防烈度为_6_度及_6_度以上的地区,建筑物必须进⾏抗震设计。
5.详细说明三⽔准抗震设计⽬标。
⼩震不坏:⼩震作⽤下应维持在弹性状态,⼀般不损坏或不需修理仍可继续使⽤中震可修:中震作⽤下,局部进⼊塑性状态,可能有⼀定损坏,修复后可继续使⽤⼤震不倒:强震作⽤下,不应倒塌或发⽣危及⽣命的严重破坏6.设防烈度相当于_B_A、⼩震 B 、中震C、中震7.⽤《⾼层建筑结构》中介绍的框架结构、剪⼒墙结构、框架-剪⼒墙结构的内⼒和位移的近似计算⽅法,⼀般计算的是这些结构在__下的内⼒和位移。
A ⼩震B 中震C⼤震8.在建筑结构抗震设计过程中,根据建筑物使⽤功能的重要性不同,采取不同的抗震设防标准。
请问建筑物分为哪⼏个抗震设防类别?甲:⾼于本地区设防烈度,属于重⼤建筑⼯程和地震时可能发⽣严重次⽣灾害的建筑⼄:按本地区设防烈度,属于地震时使⽤功能不能中断或需尽快恢复的建筑丙:除甲⼄丁外的⼀般建筑丁:属抗震次要建筑,⼀般仍按本地区的设防烈度9.下列⾼层建筑需要考虑竖向地震作⽤。
(D)A 8°抗震设计时B 跨度较⼤时C 有长悬臂构件时D 9°抗震设计10. 什么样的⾼层建筑结构须计算双向⽔平地震作⽤下的扭转影响?对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及⾼度超过100m 的⾼层建筑结构11. 结构的⾃振周期越⼤,结构的刚度越_⼩_,结构受到的地震作⽤越_⼩_。
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高层建筑可恢复功能结构体系一、木结构受力机理木结构绿色环保、低碳节能、建造快且轻质高强, 低层和多层木结构房屋抗震性能好、舒适宜居, 已成为绿色建筑的最佳选择[1]。
更重要的是,木结构建筑具有很好的抗震性能,在地震多发区能够有效降低人员的伤亡数量。
1.1 古代木结构受力机理研究表明,古代木结构在地震作用下是通过柱础的摩擦滑移、半刚性卯榫节点的转动以及枓栱铺作层的滑移使得地震响应大幅度减小的,满足了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计要求[2]。
我国保存至今的多数古代木质结构立柱与础石通常采用平摆浮搁的连接形式, 地震作用下柱脚与础石产生相对摩擦滑移, 伴随立柱抬起回落, 使结构发生摇摆运动, 并利用结构自重使柱脚不断复位, 进而延长结构的自振周期以降低结构的地震作用。
椎卯节点具有不同于现代传统建筑结构节点的特性,其既具有很强的转动能力又能够传递一定的弯矩,具有明显的半刚性特性。
在水平反复荷载作用下,半刚性椎卯节点由于榫与卯之间的滑移和限位转动使得节点能产生一定的挤压变形而具有明显的耗能减震作用。
枓拱铺作层是柱额层与梁架层或平座层之间的过渡,是以横木交叠铺成的弹性垫梁支座层,在水平荷载作用下枓与栱的剪切挤压变形、弯曲挤压变形以及层间摩擦滑移有效地起到了减震的作用[2]。
1.2 现代木结构受力机理现代木结构按照使用材料分类, 主要分为轻型木结构、重木结构以及混合木结构[3]。
轻型木结构由5.08 cm×10.16 cm、5.08 cm×15.24 cm、5.08 cm×20.32 cm、5.08 cm×25.40 cm等尺寸的规格材(SPF) 形成框架结构,多用于住宅;重木结构主要采用胶合木(Glulam) 或大断面的原木作为结构框架, 多用于大型公共建筑和商业建筑等。
下面重点介绍一下轻型木结构。
轻型木结构具有轻质高强的特点,它的主要结构构件采用断面较小的结构规格木材,与其它次要结构构件(木基的墙面板、楼面板和屋面板)共同作用来承受各种荷载。
从结构体系的特点上看,现代轻型木结构是一种高次超静定的结构体系,具有相对较高的冗余性,为荷载的传递提供了多种途径[4]。
同时,轻型木结构还有专门抵抗地震水平力作用的抗震连接构件,在可靠连接的条件下,即使某一个传力路径受到破坏,它所承担的荷载可以由相邻的其它结构构件来承担。
二、像木结构一样设计高层混凝土结构的思路基于经济与损失均衡的考虑,根据现行的建筑结构抗震设防目标,建筑结构在强烈地震作用下产生一定程度的损伤是不可避免的。
长期以来,保证结构具有足够的延性被认为是提高结构抗震性能的经济途径,但结构延性加大同时意味着结构损伤程度增大。
地震后的房屋建筑通常都会由于结构损伤太大、费用高、甚至无法修复,造成巨大的经济损失。
从中可以思考是否能设计出一种在地震作用下以产生较大整体位移为代价来,来保持构件为弹性的结构体系。
近年来,有研究者提出了“可恢复性功能抗震结构”的概念。
可恢复功能抗震结构是指地震后不需修复或者稍加修复就可恢复使用功能的结构。
这类结构易于建造和维护,全寿命成本效益高。
这种结构在地震作用下能使变形集中于专门的耗能构件中,并且具有可恢复性,维修加固成本低。
类比木结构可以发现,这种可恢复功能抗震结构亦能具备在地震作用下构件是弹性(低损伤),整体结构产生较大变形的特点。
三、可恢复功能抗震结构的性能分析可恢复功能抗震结构从结构形式上有多种实现方法,目前主要有自复位结构、摇摆结构、带可更换构件的结构这3种形式。
本文主要分析的是摇摆及自复位结构体系。
摇摆振动是指物体以在水平面上摇摆的方式运动而形成的振动。
摇摆振动的恢复力可来自重力及预应力筋的弹性力,振动的激励可来自于物体初位移或外部输入激励(如地震作用)。
1963年Housner[5]首次报道了由于对高位水槽的基础不经意做了弱化处理,允许整体结构发生摇摆,避免了高位水槽结构在1960年智利大地震中的破坏。
摇摆结构一般通过放松结构构件间及结构与基础间的约束,使得结构能与基础发生脱离并从底端抬起,进而产生摇摆振动以达到减小结构动力响应的目的。
摇摆结构最重要的特性是在遭遇地震作用时往往会产生摇摆振动运动,其主要耗能途径是通过摇摆振动将变形集中到摇摆界面上,利用这些部位的耗能构件来碰撞耗能,而不是利用结构楼层本身的变形。
地震作用下摇摆结构损伤较少,甚至可做到主体结构无损伤。
结构的摇摆降低了地震作用和结构本身的延性设计需求,减小了地震破坏。
一般的摇摆及自复位框架包括自复位梁柱节点和自复位柱脚节点。
吕西林等[6]提出了一种新型三向自复位钢筋混凝土框架,具有自复位梁柱节点、带橡胶的自复位柱脚节点和自复位梁板连接,见图1所示。
通过1/3尺寸比例的两跨三层自复位框架振动台试验,验证了其良好的抗震性能。
试验中可以观察到梁柱自复位节点的张开和楼板的滑动,震后残余位移很小,主体结构基本保持弹性。
图1 自复位节点示意图四、摇摆及自复位结构体系的可行性论证4.1 摇摆柱的设计Roh和Cimellaro[7]对带有受控摇摆柱和阻尼技术改进的RC框架作了易损性分析,分析表明,利用摇摆柱“弱化”结构的办法可以减小结构在地震时的层间加速度;利用粘滞阻尼可以控制层间位移。
图2 摇摆柱示意图4.2 摇摆墙的设计摇摆墙是采用无粘结的后张预应力墙体作为整体摇摆构件,并在摇摆墙体与主体结构之间设置钢阻尼器的一种新型墙体。
它能够有效控制结构在地震作用下的侧向变形模式,且能够以多种方式与消能减震装置结合,提高结构的耗能能力, 进而提升结构整体的抗震能力。
1999年,Kurama等[8]系统地研究了无粘结预应力混凝土自复位剪力墙的工作性能,它由钢筋混凝土剪力墙与内置竖向无粘结预应力钢绞线组成,墙体与基础没有固接,在水平荷载作用下,墙体可以绕中轴转动,通过预应力钢绞线提供恢复力,如图2所示。
这种剪力墙表现出了令人满意的抗震性能,它在较大侧向变形时几乎没有破坏,具有良好的自复位能力。
图2 摇摆墙示意图(参考文献[8])4.3 自复位梁柱节点的设计美国的PRESSS计划[9]在试验中首先给出了具有自复位能力的梁柱节点构造,节点的构造见图3。
该节点采用无粘结预应力筋为节点提供可靠的恢复力,并使用角钢包裹梁端边缘以保护接触界面。
为增加节点的耗能能力,节点内设置了少量贯穿节点的耗能钢筋。
结果表明采用该构造措施的节点能有效的减轻损伤并实现自复位,同时具有一定的耗能能力。
图3 PRESSS计划中的梁柱节点4.4 顶铰梁的设计对于框架结构而言,完全放松柱和梁之间的节点后,框架在水平荷载作用下会在水平方向伸长,从而导致楼板由于承受过大拉力而破坏。
随着梁高的增加,框架的水平向伸长越明显,破坏也越严重。
同时在变形时,由于梁柱紧密接触处局部压力过大,会造成梁柱局部受压破坏[10]。
针对这个问题,坎特伯雷大学的A. Amaris,S. Pampanin提出了顶铰梁[11](Top-hinging beams)的概念,如图3所示,并进行了相关试验。
因为梁顶部存在一个可以转动的铰,所以在地震作用下,梁可以以铰为轴进行转动,可以避免框架出现拉伸现象,故而楼板也就不会被拉裂。
从图3我们也可以看到由于梁柱的端面不直接接触,这样可以避免由于接触时由于局压过大而造成的受压破坏。
图4 顶铰梁节点示意图参考文献:[1]熊海贝,欧阳禄,吴颖. 国外高层木结构研究综述[J]. 同济大学学报(自然科学版),2016,44(9): 1297-1306[2]张风亮. 中国古建筑木结构加固及其性能研究[D]. 西安: 西安建筑科技大学,2013[3]费本华,刘雁. 木结构建筑学[M]. 北京: 中国林业出版社,2011[4]朱光前,庄晓峻. 现代轻型木结构建筑体系的抗震性能[J]. 住宅产业,2008,(6)[5]Housner G W. The behavior of inverted pendulum structures during earthquakes[J]. Bulletinof Seismological Society of America,1963,53(2): 403-417[6]Cui Y,Lu X L,Jiang C. Investigation of seismic performance of tri-axial reinforced concreteframes with self-centering capacity[C]//16WCEE. Santiago,2017,Paper No. 184[7]Roh M, Gian Paolo Cimellaro, Seismic Fragility Evaluation of RC Frame Structures Retrofittedwith Controlled Concrete Rocking Column and Damping Technique [J]. Journal of Earthquake Engineering,2011,15(7): 1069-1082[8]Kurama Y,Sause R,Pessiki S,et al. Lateral load behavior and seismic design of unbondedpost-tensioned precast concrete walls[J]. ACI Structural Journal,1999,96(4): 622-633[9]Cheok G S,Stone W C. Performance of 1/3-scale model precast concrete beam-columnConnections subjected to cyclic inelastic loads Report No.3. [R]: Gaithersburg, US National Institute of Standards and Technology; 1993.[10]Cheok G,Lew H. Model precast concrete beam-to-column connections subject to cyclicloading[J]. PCI J,1993,38(4)[11]A. Amaris,S. Pampanin. Experimental Investigation on a Hybrid Jointed Precast Frame withNon-tearing Floor Connections.[C]//2008,NZSEE Conference。