巴基斯坦是一个欠发达的国家,仍在努力改善建设做法。在克什米尔(2005年)的地震中,大多数私人建筑都是非工程化的,造成了大约8.5万人的生命损失。然而,克什米尔(2005)地震后,政府和工程界强调了地震规范的实施。虽然目前的施工实践被认为比以前的施工工作更好,但这些结构的脆弱性仍有待确定。它的目的是评估在巴基斯坦最近的RC建设仍然需要评估的脆弱性。研究工作从标定描述节理剪切退化的面板区域单元(PERFORM 3D)开始,同时将分析结果与文献中的实验工作进行比较。然后,该框架工作被用于评估钢筋混凝土结构在巴基斯坦目前典型的施工实践的脆弱性,同时使用先进的能力谱方法,由Kyriakides开发的,已经考虑了三个案例,更频繁地由公共部门建设,在不同的地震带,以设计为基础,通常是该地区的建筑商遵循的。最后得出了结论,并提出了进一步改进结构抗震性能的建议。
自人类社会发展以来,地震是造成结构破坏的主要原因之一。大地震在过去十年像Bhuj(2001)在印度,Bam(2003)在伊朗,苏门答腊造成海啸(2004),在巴基斯坦克什米尔(2005),海地(2010)、中国(2010)、印度尼西亚(2010)、智利地震和海啸(2010),和Christchurch-New新西兰(2011)已经唤醒了人类生命安全和国家严重的经济。在巴基斯坦这样的发展中国家,克什米尔(2005年)地震之前的大多数建设都没有详细考虑抗震设计参数,这是克什米尔(2005年)地震造成约85000人死亡的基本原因。
在结构(尤其是建筑物)的设计阶段,旧做法仅涉及梁、柱、板和基脚的设计,同时考虑到大变形期间的感应能量被仔细设计的塑性铰链吸收,通常位于连接梁中,然而,由于粘结和剪切特性,接缝表现出较差的能量耗散机制,因此被视为弹性元件。相反,在实验室进行地震试验或观察地震后结构的破坏时,接头剪切破坏是结构损坏的主要原因之一(Lafave et al.2004)。当结构遭遇地震时,由于其连接梁和柱,连接区域受到弯矩反向作用。在类似的线路上,另一个被称为钢筋拔出的重要参数是最显著的破坏模式,尤其是对于角节点,当框架受到地震侧向力时,梁钢承受相当大的轴向应力。
从文献综述中,发现工程师已经确定,当关节在一侧经过显着的非弹性剪切变形时,加强钢也经受轴向应力,导致钢的混凝土键损坏,当抗塑动力矩抵抗框架结构时抗震力。因此,通过在结构的分析和设计期间忽略关节剪切和杆拉伸,可能出现结构性能和延展性需求的结构性性能和误差的误解。因此,对于更现实的楼层漂移结果,必须迎合关节和杆拉伸的非弹性剪切行为。
该研究是Kyriakides(2012)和Ahmed [
本研究工作的第一部分包括通过在PERFORM 3D中建模和分析接头组件,开发分析接头剪切模型,与Lafave et al.(2004)的实验工作进行比较。然而,在进行分析性评估的描述时,提供了对文献回顾的一瞥。
虽然看着对地震激发的联合行为的文学,但研究人员已经努力逼近关节的非线性行为,而结构受到横向力,特别是地震激发。已经制定了以下研究审查,以便快速概述较早的研究。
吉拉森[
Lafave等人(2004年)测试了四个梁柱组件,这些组件在梁和柱的钢筋细节方面存在差异。通过在顶部施加横向荷载,使用液压致动器,对组件进行测试,并据此编制接头剪切应力与应变的结果。在本研究中,已为SL1试样建立了分析模型。样本SL1的简要图示说明如图所示
关节子组件SL1的显着(所有单位为MM)。
执行3D已被用作分析工具,并将结果与Lafave等人的公开实验工作进行比较。(2004)。该子组件已在2D中进行建模,带梁和柱作为弹性元件和接合区域作为无弹性连接元件区域,如图所示
(a)柱截面和(b)梁截面(单位均为mm)。
表中提到了材料的属性
混凝土性能。
| 标本 | 1(MPA) | 2 (MPa) | 3(兆帕) | 4(MPA) |
|---|---|---|---|---|
| 除了上面列 | 29.9 | 36.2 | 47.4 | 31.2 |
| 上柱 | 35.8. | 40.7 | 45.4 | 31.5 |
钢的性质。
| 酒吧尺寸 | 三号(9.5毫米) | 第五(15.9) (毫米) | 数字6(19.1毫米) | 篮球柱子 |
|---|---|---|---|---|
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448. | 506 | 539. | 466 |
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0.0022 | 0.0027 | 0.0026 | 0.0045 |
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0.008 | 0.017 | 0.016 | 厦门市 |
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703 | 662. | 690 | 715 |
对于非弹性接头元件,已经使用连接面板区域元件。用于定义连接元件的输入参数是通过连接和剪切应变的瞬间。如前所述,接合区域经受高位逆转导致时刻通过与剪切失效的结果进行连接;因此,作用在关节上的水平剪切力乘以光束的顶部和底部条之间的距离,以通过连接赋予时刻[
Stevens等人后的联合剪应力应变曲线[
在定义执行3D中的建模参数之后,已经进行了静态循环(推送)分析,因此结果用于开发能力曲线,与Lafave等人的公开实验结果进行比较。(2004)。
在进行分析之后,获得了接头剪切应力与应变和叠层剪切与漂移的骨干曲线。在图中
结果比较。
在这一部分中,作者将实际的三层、五层和八层典型巴基斯坦建筑(在建)作为案例研究。如前所述,巴基斯坦经历了多次地震,其中最近一次地震发生在阿瓦兰·奎达(2013年)和克什米尔(2005年),如图所示,这两次地震造成了严重的人员伤亡和结构破坏
巴基斯坦地震造成的损失。
保持看见地震强度和频率,巴基斯坦已被细分为地震区,如图所示
巴基斯坦地震带[
大部分建筑在巴基斯坦,特别是在私营部门,没有结构工程师的咨询。在进行这项研究时,作者发现,虽然在巴基斯坦已经开发了地震代码,但在不考虑适当地震设计的情况下正在进行建设。数字
巴基斯坦的建设趋势。
现代建筑在巴基斯坦。
费萨尔清真寺,伊斯兰堡
伊斯兰堡的滨海
卡拉奇住宅大厦
WAPDA房子,拉合尔
从图
从上一段可以很容易地理解巴基斯坦建设趋势的多样性。基于可变的建设趋势,Shehzada等人[
结合以往的研究和建设的总体趋势,作者选择了3个案例进行地震易损性评估,这些案例目前正在巴基斯坦不同地区建设中。其中3层和8层为住宅楼,5层为商业楼。之所以选择这些建筑,是因为它们通常是在巴基斯坦各地的不同地震带的公共部门建造的,在监督下施工,被认为是合适的工程结构,但没有充分考虑到抗震设计。
如前所述,考虑的案例包括3层、5层和8层钢筋混凝土框架结构,通常由公共部门在不同的地震带建造,通常由该地区的建筑商遵循设计。Usman(2014)收集了相关施工现场的试验数据,混凝土平均强度为25 MPa,钢材平均强度为423 MPa;因此,本研究考虑混凝土强度为21 MPa,钢强度为415 MPa。为了更好地逼近结果,将杆拔出(CEB FIP Code)和节理剪切退化[
CEB-FIP模型代码提出的平均粘合应力滑动模型的参数[
| 参数 | 无限制的混凝土 | 在混凝土 | ||
|---|---|---|---|---|
| 良好的债券条件 | 所有其他键合条件 | 良好的债券条件 | 所有其他键合条件 | |
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0.6毫米 | 0.6毫米 | 1.0毫米 | 1.0毫米 |
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0.6毫米 | 0.6毫米 | 3 嗯 | 3 嗯 |
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1.0毫米 | 2.5毫米 | 清晰的肋骨空间 | 清晰的肋骨空间 |
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0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
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0.15 |
0.15 |
0.40 |
0.40 |
特征债券应力与滑动曲线[
为了更加自信地应用联合剪切劣化和酒吧拉出模型的概念,以分析实际情况结构,作者分析了地震缺陷的RC结构(低上升2层和单个湾建筑物),比较了相同的脆弱性,如图所示
低层缺陷建筑脆弱性曲线比较。
在进行对比后,进一步对3、5、8层实际结构进行易损性评估,在定义各结构材料特性和建模后,在定义最大层位移的同时进行静力循环分析。在进行分析之后,得到了各结构抗层剪力与顶节点位移的滞回曲线,并绘制了骨干承载力曲线,进一步采用Kyriakides(2012)方法绘制了地震易损性曲线。数字
三层,五层和八层和八层建筑物(所有单位为MM)。
三层框架
五层框架
持框架
经过分析,得到图中随层剪力与顶节点漂移的骨干承载力曲线
推杆骨干曲线。
三层框架
五层框架
持框架
脆弱性曲线。
三层框架
五层框架
持框架
采用Kyriakides(2012)方法对选定案例进行地震易损性评价。Kyriakides(2012)以能力谱法(CSM)为基本框架,对塞浦路斯的缺陷建筑进行了地震易损性评估。但是,研究人员发现,在处理降解结构时,这种方法存在缺点。根据Kyriakides [
Kyriakides(2012)基于这一不足,提出了一种针对不合格建筑中复杂退化行为的修正方法,即先进的能力谱法,该方法采用多个不同的后场刚度为零的弹-完美塑性系统来近似能力曲线的形状。数字
从脆弱性曲线可以得出如下评论。
从限制状态,为数字绘制
五层楼(图
八层楼(图
比较的漏洞。
通过本研究,得出以下结论。
关节剪切劣化是重要的结构建模参数之一。从Kyriakides等脆弱性曲线的比较。[
通过查看易损性曲线,得出结构,特别是3层和5层,在达到最大PGA后出现了突然破坏。该结构表现为超过60%损伤指数的脆性破坏模式;因此,为了结构和生命安全,需要进一步改进设计以确定结构直至倒塌的延性行为。然而,人们观察到八层楼的反应更好、更安全。
从易损性曲线与GESI曲线的对比可以看出,结构表现出100%的损伤,远早于GESI曲线推荐的更安全损伤PGA。尽管GESI曲线适用于地震缺陷结构,但它可能高估了此类结构的抗倒塌能力。
自2007年以来,巴基斯坦采用了地震码;然而,这些代码不完全理解和实施,因为在建筑行业仍然观察到码的偏差。
作者声明本文的发表不存在利益冲突。