1:4比例模型的非线性响应豪华坟墓依山而与部分砌体填充墙钢筋混凝土框架

Gaurav Rastogi¹哈立德Moin²阿巴斯,克里³

研究学者,土木工程系,Jamia Millia Islamia, Jamia Nagar,新德里印度
教授,土木工程系,Jamia Millia Islamia, Jamia Nagar,新德里,印度
教授,土木工程系,Jamia Millia Islamia, Jamia Nagar,新德里,印度

文摘

3层钢筋混凝土框架1:4比例有砖加密是捏造的,推动测试循环荷载作用下位移控制。计划和砖的结构是对称加密在上两层。自由振动测试也表现在不同层飘来评估频率和阻尼比。观察实际结构的非弹性反应,不同的非线性参数如极限强度,延性系数,累积的能量耗散和等效粘滞阻尼评估实验结果的帮助。这些参数用于更新分析结果从SAP 2000钢筋混凝土非线性分析程序框架。更新后的分析结果,整个结构的非线性行为和极限强度的垂直分布strorey漂移可以预测具有良好的可靠性

关键字

非弹性响应,推倒测试、非线性分析钢筋混凝土框架,砌体填充墙。

我的介绍。

钢筋混凝土框架结构的地震反应是主要的主题感兴趣的结构工程研究人员在过去的几年里。钢筋混凝土结构的复杂的行为和他们的脆弱性地震感兴趣这背后的主要原因。钢筋混凝土与砌体填充墙框架建筑广泛建造工业、机构、商业和住宅使用全球地震频发地区。这些砌体填充墙通常不被认为是在设计过程中,被视为非结构组件。然而,砌体墙在结构强度和刚度有显著增加而裸露的钢筋混凝土框架。

建筑结构的行为遭受严重地震可能会发生非线性塑性变形。钢筋混凝土框架结构的非弹性行为起着至关重要的作用在当前的钢筋混凝土结构的抗震设计和requalification实践。在这个实践的非线性结构线性分析间接考虑通过减少地震需求响应的结构或换算系数成正比的预期延性结构有时某种非线性分析如推覆分析或非线性时程分析进行更好地估计由于地震的需求结构。非线性时程分析是最严格的程序来计算地震的要求,当前土木工程实践更喜欢使用非线性静态过程或推倒分析根据联邦应急管理局356文档。几项研究在过去在[1]、[2]和[3]利用缩尺模型检查钢筋混凝土框架结构的反应。缩尺模型实验,总是被证明是成本更低的制造和测试比全尺寸模型。考虑测试设备的局限性,三维1:4比例模型的三层钢筋混凝土框架建筑结构砖填充墙在两个上层是根据相似法律制作的。推倒测试执行循环荷载与位移控制实验观察的反应钢筋混凝土框架对侧向力的线性弹性和非弹性区域。

二世。短的审查

在过去的几年里,大量的实验和分析研究已经进行梁柱接头组件,测试准静态加载下[4],[5],[6],[7],[8]。在大多数情况下只使用恒定的轴向载荷,楼板的作用和横向梁一直被忽视。框架模型也被测试在最近几年。实验报告[9],[10]和[11],包括2 d中产规模和全面的框架,没有地板板和横梁,quasi-statically测试。在第一个实验中只有2:3规模纯框架进行了测试。在第二次调查全面与楼板被认为是内部帧,而在第三个研究两个1:2.5级通过楼板被用来外部框架连接在一起形成一个三维结构。现在天几个分析计算机程序[12]和[13],可用于结构的非弹性行为的预测。之前使用这种技术作为一种声音和万能工具,似乎有必要验证这些程序通过调查的可信度之间的相关性分析和实验。在这一方面的研究已经有[14],[15]和[16]。然而很少有研究这些程序的升级来预测结构的实际响应与横向力。 Thus the main objective of this study is to update the analytical model to observe the actual inelastic response of the structure with the help of results obtained from the quasi static experiment.

三世。实验程序

发展的一个实验模型应该能够表示准确的原型结构的非弹性响应失真度越小。为此,按比例缩小原型材料(聚合物混凝土和钢筋直径的大小)用于制造1:4比例模型后的3层钢筋混凝土框架相似需求[17]。物理/模型的几何尺寸是决定根据可用的准静态测试设备的局限性。实验模型的细节呈现在图1。钢筋混凝土1:4比例模型设计按456:2000[18],1893(第一部分):2002 [19]。

准静态(推倒)和自由振动模型进行测试。测试的原理图建立图2所示。护林员地震检波器被放置在两个垂直的水平方向的屋顶模型。模型是兴奋不已的影响在屋顶级木锤和自由振动记录记录。位移控制循环荷载模型的应用在屋顶水平在2.5毫米的增量位移致动器在每一个周期。自由振动测试在每10毫米的屋顶模型的位移。推动在测试执行,直到模型已经失去了近似极限强度的80%

的磁滞曲线和信封的磁滞行为模型载荷-变形曲线的形式,分别为图3和图4所示。

漂移率,频率和阻尼系数如表1所示。

屋顶层配置文件对漂移率图5所示。

平均刚度在不同实验模型的漂移率如表2所示。

线性和非线性参数累积能量耗散,等效粘滞阻尼比和强度[20]来自磁滞曲线和表3所示。

四、更新的非线性分析1:4比例模型

非线性分析建模相同的1:4规模3层钢筋混凝土框架具有等效struts加密墙进行了非线性分析程序使用SAP 2000 [21]。非线性建模的结果的准确性取决于各种输入参数产生互动,轴向和弯曲的力量,时刻,曲率和旋转特征适当的非线性本构材料等一起推倒加载适当的估计的高度也是非常重要的非线性模型的性能。

在这项研究的非线性分析模型的基础上开发联邦应急管理局356年指南[22],这样结构的非线性行为在地震可以预测提供足够的精度。基底剪力-位移曲线和屋顶层偏移剖面从准静态测试的结果获得循环载荷作用下的实验模型是用来更新的非线性参数分析模型在非线性范围。

模型的破坏模式和破坏模式从实验结果是试图获得与更新验证非线性分析模型。介绍了非线性铰链的分析模型按照联邦应急管理局356指南以下列方式:

我)轴向和弯曲铰链两端的列。

(二)弯曲铰链梁的两端。

3)轴铰链等效杆用于加密的中心。

表4。建模参数和数值验收标准非线性铰链的性能水平

塑料旋转的每个组件的值在不同的试验分析模型已被修改的最佳匹配推倒曲线与荷载变形曲线获得实验结果。采取了不同的性能水平的验收标准按照联邦应急管理局356年指南如图6和表4所示。

最后分析的非线性推倒分析模型进行了使用上述参数和保持加载模式一样应用于准静态测试。推倒曲线分析得到图7所示。

诉的比较和验证的结果分析和实验测试

推覆曲线叠加信封从实验中获得的磁滞曲线和图8所示。控制非线性参数的修改已经完成匹配误差曲线在一个可接受的比例。错误的比例在整个位移分为三个范围——线性范围即到产量、非线性范围即最终收益率和破坏阶段即超越极限。

曲线显示的百分比误差3范围以上已经绘制,图9所示。曲线表明,比例的错误是在线性范围限制在9%。这个比例的错误可能是由于近似有效刚度的组件。非线性误差的比例范围是观察到的非常低,限制在5%。在破坏阶段误差的比例增加到8%。

层位移概要文件的比较模型获得的高度分析和实验从准静态测试结果图10所示。的基本频率分析模型是几乎一样的频率从自由振动测试获得的实验模型。也观察到推覆测试期间,加密砌体的应力沿高度是不同的。然而加密的建模是相同的,无论沿高度位置。进一步,信息的非线性铰链获得更新的非线性分析模型与破坏模式相比发生在循环荷载下在准静态测试实验模型。更新分析模型中的非线性铰链的形成被观察到相似的序列过程中观察到的损伤模式测试循环荷载下的模型。

六。结论

基于调查、分析和实验响应之间的升级和验证一个1:4比例3层钢筋混凝土框架砖填充式,可以得出以下结论:

1。钢筋混凝土建筑的非线性建模和更新非弹性性质,可以评估线性和非线性范围下的实际行为。仔细分析实验循环性能匹配的推覆曲线以及相应的层配置文件可以获得。

2。整个结构的极限强度和垂直分布的层飘可以预测具有良好的可靠性。

3所示。的形成和分布的非线性序列铰链类似于测试结果。地震时结构的性能可以通过轻微修改评估更好的非线性参数。

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