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《地震后有损伤钢筋混凝土框架耗能减震加固试验分析 - 副本》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、南京建筑工程学院学报1996年JournalofNanjingArchitecturaland第4期CivilEngineeringInstituteSumNo.39地震后有损伤钢筋混凝土框架X耗能减震加固试验分析1)2)2)李洪泉欧进萍王光远(1)南京建筑工程学院建工系,南京,210009;2)哈尔滨建筑大学,哈尔滨,150001;第一作者39岁,男,讲师)摘要通过地震模拟振动台试验,研究用耗能减震装置修复震后有损伤钢筋混凝土框架的效果和可行性,并对一座三层钢筋混凝土剪切型框架进行震后损伤修复加固试验,给出地震后损伤结
2、构物理参数识别方法,以及震后有损伤结构抗震加固设计的具体步骤。关键词地震控制;地震模拟试验;结构修补;耗能装置;损伤结构;震后修复中图号TU375我国现行抗震设计原则是:“小震不坏,中震可修,大震不倒”。基于这一原则,对中震后有损伤结构需进行修复加固,使其保证具有抵抗下次地震的能力。传统的加固方法基本上都是通过增强结构自身的强度或刚度来实现抗震加固的目的。文献[1,2]已提出结构控制与维修策略,使其保证结构具有整体性能。随着被动控制技术的发展,该技术已应用于完好结构在震前[3,4]的抗震加固,但是,这一技术应用于震后有损
3、伤结构的抗震修复在国内尚不多见,本文通过震后损伤结构耗能减震修复试验,力图在这方面做一点有益的尝试。1有损伤结构加固控制参数的确定在结构修复加固之前,应确定结构完好时及损伤后的层间刚度。结构损伤前、后的层间刚[5]度参数确定,归结为结构参数识别问题。目前,结构参数识别方法较多,但多数方法仅能识别结构的动力特性及物理参数,如:结构自振频率、振型及结构整体或总刚度矩阵等参数。而对于有损伤结构进行修复加固,主要是要确定结构的层间刚度退化值,才能进行加固设计。本文提出结构层间刚度识别方法,既能确定结构刚度损伤值,又能确定损伤所在
4、的层位,为损伤结构的修复提供可靠信息。111完整模态参数状态下的物理参数识别对于有损伤结构进行激振,通过测试和识别得到结构全部模态参数时,即已知:Xd1,Xd2,⋯,Xdn及振型矩阵[5A]d,根据弹性体系振动理论可以求得结构损伤后的整体刚度矩阵T-1-1[K]d=([5]d)diag(Kd)[5]d(1)X国家自然科学基金资助项目(59378365)收稿日期:1995212221©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserv
5、ed.http://www.cnki.net第4期李洪泉等:地震后有损伤钢筋混凝土框架耗能减震加固试验分析9式中diag(Kd)是有损伤结构广义刚度矩阵,可以由下式计算2diag(Kd)=diag(m)diag(Xd)(2)式中diag(m)是结构广义质量矩阵,按下式计算Tdiag(m)=[5]d[M][5]d(3)[M]是结构质量矩阵,假设损伤不引起结构的质量改变,所以,对于剪切型框架[M]是已知的对角矩阵。由式(1)可求得剪切型框架损伤后的各层刚度值Kdi(i=1,2,⋯,n)ddKd1=K11-ûK21ûdKdn=
6、Knn(4)dKdj=ûKj-1,jû(j=2,3,⋯,n-1)d式中Kij是[K]d中的元素。112非完整模态参数状态下的物理参数识别当识别得到非完整模态参数,即仅获得某阶频率Xdj及对应的振型向量5dj时,则根据弹性体无阻尼自由振动方程2[K]d5dj=Xdj[M]5dj(5)及剪切型框架总刚度矩阵形成特点,损伤后层刚度值由下式计算n2Tll=1Kd1=(6)U1jn2Tll=iKdi=(i=2,3,⋯,n)Uij-Ui-1j2式中Tl=XdjmlUdl是式(5)右端列向量第l个元素,Uij是5dj中第i个元素。2耗
7、能减震装置的力学特性及设计耗能减震是通过采用附加子结构或一定措施,以消除地震传递给结构的能量为目的的减震手段。本文着重讨论这一技术在震后有损伤结构修复加固领域中的应用。耗能减震装置是利用装置的变形或摩擦原理吸收能量,主要分为四类:耗能支撑、耗能剪力墙、阻尼器和耗能构件。本文所做的震后有损伤框架修复试验,采用的软钢阻尼器是利用金属的塑性变形吸能原理,形状如图1所示。其力学性能是阻尼器进入屈服后剪力不再增加,单片恢复力模型如图2所示。修复加固安装在框架层间的阻尼器系统由支撑及软钢阻尼片构成图(3)示。支撑设计为刚图1三角钢板
8、耗能片ömm图2耗能片恢复力模型图3装有阻尼器系统的结构示意图©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net10南京建筑工程学院学报1996年性,计算时仅考虑阻尼器的侧移刚度,因
