自定心抗震結構體系——理論、試驗、模擬與應用

自定心抗震結構(self-centering earthquake-resistant structure)是將現代預應力技術和耗能減震技術應用到傳統建築和橋樑結構中的一種新型結構體系，主要包括自定心框架、剪力牆和橋墩等典型結構形式。

傳統的抗震結構體系基於延性設計理念，通過結構自身的塑性變形來吸收地震能量，避免結構在地震中倒塌，從而保護生命和財產的安全。然而，在這一指導思想下設計出來的結構往往在地震後存在較大的結構損傷和殘餘變形，給震後修復帶來困難，並造成巨大的直接和間接經濟損失。

自定心抗震結構通過後張無黏結預應力及附加耗能元件，可以有效控制結構在地震中的「最大變形」和減少結構的震後「殘餘變形」，實現震後自動複位和主體結構無損的目的。不管從設計理念還是具體的構造措施，自定心抗震結構和傳統基於延性抗震設計理念的結構均有較大不同。自定心抗震結構的經濟性主要體現在震後修復方面，從全壽命周期成本的角度來考慮，這一類結構是具有發展潛力的新型結構形式，是土木工程結構未來的重要發展方向之一。

《自定心抗震結構體系：理論、試驗、模擬與應用》由以下內容構成：

第一篇(第1～11章)為自定心混凝土框架結構，對樑柱節點的力學行為進行了理論分析，推導了梁端軸力、剪力、彎矩以及節點張開後轉動剛度的表達式，建立了節點梁端彎矩-相對轉角關係和側向力-側向位移關係的理論分析模型；提出了樑柱節點的改進構造形式，對樑柱節點和整體框架的抗震性能進行了試驗和數值模擬研究；建立了自定心混凝土框架基於性能的抗震設計方法，基於彈塑性分析方法和概率分析方法對自定心混凝土框架的抗震性能進行了評估;進行了自定心混凝土框架的長期性能試驗，並研究了自定心混凝土框架的時變抗震性能。

第二篇(第12～20章)為自定心混凝土牆結構，針對牆體傾覆彎矩-牆頂側移角和傾覆彎矩-牆底轉角關係，推導了結構在各受力階段的變形、位移和抗側剛度等計算公式；對自定心混凝土抗震牆進行了低周反覆載入試驗和數值模擬研究；建立了自定心混凝土牆的抗震設計方法，對自定心混凝土抗震牆進行了地震易損性分析和生命周期成本分析；介紹了採用自定心混凝土抗震牆加固框架結構的工程應用，並對加固前後結構的抗震性能進行了評估。

第三篇(第21～25章)為自定心混凝土橋墩結構，針對橋墩的頂點側向力-側向位移關係，分別基於精細模型和簡化模型，推導了結構在各受力階段的變形、位移和抗側剛度的計算公式；對自定心混凝土橋墩在循環荷載下的抗震性能進行了試驗和數值模擬研究；基於地震易損性分析方法，對自定心混凝土橋墩的抗震性能進行了評估。

本文摘編自郭彤、宋良龍編著《自定心抗震結構體系：理論、試驗、模擬與應用》一書，內容有刪節，標題為編者所加。

《自定心抗震結構體系：理論、試驗、模擬與應用》

郭彤，宋良龍 編著

北京：科學出版社

ISBN： 978-7-03-059299-6

責任編輯：李涪汁 邢華

Hello，夥伴們

傳統的抗震設計基於延性設計理念，結構通過自身的延性變形吸收地震能量，以避免結構倒塌，但殘餘變形較大，給震後修復帶來困難，且直接和間接損失嚴重。通過後張無黏結預應力及附加耗能元件，以實現震後自動複位和主體結構無損的自定心抗震結構是近年來出現的新型結構體系，代表了土木工程結構未來的重要發展方向之一。本書是一部較為全面系統地介紹自定心抗震結構體系研究以及工程應用的專著，內容包括：自定心混凝土框架樑柱節點的理論研究、試驗研究和數值模擬；自定心混凝土框架的抗震設計方法、振動台試驗、長期性能試驗和抗震性能評估；自定心混凝土牆的理論研究、試驗研究、數值模擬、抗震設計方法、地震易損性研究和工程應用；自定心混凝土橋墩的理論研究、試驗研究、數值模擬和地震易損性研究。本書適用於結構設計人員及高等院校土木工程專業教師、研究生。

（本期編輯：王 芳）

一起閱讀科學!

科學出版社│微信ID：sciencepress-cspm

專業品質 學術價值

原創好讀 科學品味

更多好素材，期待您的來稿

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！