钢结构同舟讲坛第31期 | 东京大学Satoshi Yamada教授谈弱梁型抗弯钢框架的极限抗震性能
发布时间:2024-12-02   浏览次数:10    

2024年11月28日19:00,由建筑钢结构教育部工程研究中心和国家土建结构预制装配化工程技术研究中心主办、《建筑钢结构进展》编辑部和高性能钢结构国际研究中心(HiPerSTEEL International Research Center)协办的钢结构同舟讲坛系列公益讲座第二季(国际知名学者季)第十八期来自东京大学的Satoshi Yamada教授作了弱梁型抗弯钢框架的极限抗震性能的报告。


本期讲座由同济大学贾良玖教授主持,以线上直播形式呈现,同时作为同济大学研究生高等讲堂,Zoom会议和国家土建结构预制装配化工程技术研究中心视频号同步直播,统计观看人数达750人。


在建筑结构中,柱是承受重力最重要的结构构件。如果柱在地震力作用下严重损坏,导致恢复力丧失时,建筑物将发生倒塌。在强震作用下,由柱和梁组成的抗弯框架(MRF)中一旦形成弱柱机制,损伤会集中在该楼层(薄弱层破坏),导致结构过早倒塌。因此,在当前的抗震设计中,强震下抗弯框架的设计目标是形成整体的侧向变形机制,即强柱弱梁机制。然而,在整体侧移机制形成之后,可能会出现不同的机制并控制建筑结构的极限状态。当形成这种整体侧移机制时,第一层柱的底端会屈服。随着变形的加剧,柱达到其最大强度,并且由于局部屈曲而发生承载力退化。随着柱底端承载力的降低,反弯点的位置会下移,柱顶部的弯矩随之增加。此外,梁的应变硬化进一步增加了柱的强度需求。因此,第一层柱的顶端可能屈服并形成薄弱层机制,最终导致结构失去稳定性。在一个四层抗弯钢框架的足尺振动台试验中,使用日本抗震设计规范设计的建筑结构试件在设计地震力下开始形成整体侧移机制(弱节点域机制)。然而,在极强的激励下,它形成了弱柱机制(薄弱层机制)并完全倒塌。确定由于柱劣化而导致这种机制变化发生的时间点,对于确定弱梁型抗弯框架的抗震性能是十分必要的。在本次讲座中,介绍了一个四层钢结构建筑的足尺振动台试验。与此同时,介绍了设计为形成弱梁机制的抗弯钢框架的弹塑性响应分析结果。交流讨论环节,大家向Satoshi Yamada教授提出了一些问题,都得到了解答,讲座圆满结束。


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