某地下广场柱头损伤后静载及结构抗震分析.pdf

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1、第26卷第3期华中科技大学学报(城市科学版)Vo1．26No．32009年9月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Sep．2009某地下广场柱头损伤后静载及结构抗震分析徐文胜，褚以悖(1．华中科技大学a．土木工程与力学学院；b．控制结构湖北省重点实验室，武汉湖北430074；2．中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北武汉430056)摘要：某地下广场部分钢筋混凝土柱柱头损伤。为了避免不恰当改造对结构性能的负面影响，对其进行了结构静力分析和抗震研究。分析了在设计静载和地震荷载作用下损伤柱对结构性能的影响，提出加固方案的重点要放在增强结构的竖向剐度上，而

2、水平方向适当处理即可，分析结果为结构的补强加固提供了理论依据和改造参考。关键词：地下广场；钢筋混凝土柱；损伤；抗震分析；静力分析中图分类号：TU311．3文献标识码：A文章编号：1672-7037(2009)03-0093-05结构宽度的9倍范围，即以结构物为中心，两侧各1工程概况延4倍结构物宽度作为侧向人工边界。人工边界采用粘弹性人工边界’。边界线上要在土体侧荆州宝丽景房地产有限公司中心广场位于荆向边界的法线方向上施加并联的阻尼器和线性弹州市沙洋县荷花中路西侧，主体工程为框架结构，簧元件，阻尼系数C=pv(P为密度，。为土体剪用作地下娱乐城，初设埋深3．1m，地上1．8m，

3、主切波速)，线性弹簧的刚度系数=G／2r(G为体高度4．9m。该工程在建设过程中，由于施工不剪切模量，r为边界半径)。ANSYS程序中采用当，造成2号轴线和3号轴线上的柱损坏，柱顶混凝单元Combinl4模拟弹簧一阻尼元件，该元件利用土脱落，钢筋裸露，丧失了设计承载力，如图1所示。的是集中阻尼和集中弹簧的概念。因此，每个元件的阻尼系数和刚度系数要乘以该元件所在节点的支配面积。由于实际结构较为复杂，因此时候根据主要因素和次要因素原则，对结构进行适当简化。对梁、柱采用梁单元Beam188模拟，对板和壁板采用壳单元Shell163模拟，粘弹性人工边界使用弹簧单元Combinl4模拟

4、。材料模型采用线弹性模型，通过调整结构的弹性模量来考虑钢筋的加强作用，具体调整基于同等截面抗弯刚度原则。根图1柱头损伤照片据结构力学原理，由截面形状、混凝土强度等级、考虑到结构的耐久性和使用安全，有必要分配筋情况，可计算出各梁、柱、板的截面弹性模量。析结构的损伤情况，明确柱头损伤对结构性能的土体采用DP弹塑性本构模型。影响，并在此基础上，提出恰当的补强加固方案。对柱头损伤柱子，在柱头处只考虑其20％的承载力，通过对该处单元刚度的折减实现。中心2计算分析模型广场的ANSYS有限元模型如图2所示。考虑到该中心广场大部分埋设在地面以下。3结构静载分析因此，土和结构的相互作用不可忽略

5、。根据相关文献[1～3]，在土一结构动力相互作用问题中，取静载分析考虑结构的自重和楼面、屋面恒、活收稿日期：2009-06-20作者简介：徐文胜(1968一)，男，湖北武汉人，工程师，博士研究生，研究方向为结构损伤检测与寿命评价，italy．wolf@163．BOrn。·96·华中科技大学学报(城市科学版)2009庄E一×／JE__0一x、浍32●OO0442，OO∞042468O8642O82468O8642O862耋＼．E卜(】一×＼漤晕E432●鬟卜246示408(3板cO2)O边4缘8顶0何64板时移8Z4间5山02／6向S64O位448移726响82声0O246_＼

6、4324．0485．66．47．28．02432404856647280时间／S时『RJ／s(d)_。x方阳位移响应(e)一Y方IU何移响应(n⋯z方l柚伊移响应注：一表示一板损伤柱上方位移；⋯表示板中心位移图7未损伤结构水平地震作用下位移响应_L22●A-J4O62^：E__，{＼々，g=I＼·一×ll×漤l＼；辽。V-_r253．03．54．04．55．0556065705O时间／S(a)顺板X方I位移响应注：一表示板存损伤柱上方位移：⋯一表示板中心位移；一表示板边缘位移●5I考4，磊}：，2fL『LI耋：，：≮．3253035404550556065702530354．

7、0455．055606．570253O354045505560657()时间／S时间／S刚fRJ／S(d)层X山向位移响府(e)层Y力向位移响麻(f)层z山向位移响府注：一表示一板损伤柱上方位移：⋯表示板中心侍移图8损伤结构地震位移响应根据以上分析结论，建议对结构进行补强加参考文献固，加固方案重点要放在增强结构的竖直刚度上，增强对一层板的竖直方向的支撑约束。水平方向[1]殷琳，薛嵩，盛宏玉．考虑桩一土-结构相互作由于结构自身刚度较大，而且还有周围土层的约用的脱硫塔动力特性分析[J]．安徽建筑工业学院学报