一、浅谈结构延性设计与静力弹塑性分析(论文文献综述)
倪韦斌[1](2021)在《装配式钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能足尺试验与分析》文中研究表明异形柱结构室内柱楞不外露、美观适用,能获得较好的建筑功能并减轻结构自重;装配式结构是我国建筑业发展的重要方向之一,以混凝土结构为例,可通过工厂预制大幅减少现场湿作业,具有节能环保、装配建造高效等特点;农村新民居建设有利于改善农村基础生活环境,提升农民生活质量,对于实施乡村振兴战略具有重要意义。采用装配式混凝土异形柱框架结构有利于促进新民居建筑的设计标准化、生产工厂化、施工装配化发展,然而,由于《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149-2017)尚没有关于装配式混凝土异形柱框架结构抗震设计的有关规定,加之异形柱截面的特殊性,因此本文以某装配式新民居的研发与示范建设为背景,通过拟静力试验与数值分析,研究装配式混凝土异形柱框架结构的抗震性能,为其工程应用提供参考,具有重要意义。论文主要工作及结论如下:(1)验证了基于“等同现浇”设计的装配式混凝土异形柱框架结构抗震性能的可靠性,完成了2榀足尺比例设计的现浇整体式与预制装配式混凝土异形柱框架结构在竖向荷载作用下的拟静力试验。研究结果表明,现浇与装配试件破坏模式均为梁铰破坏机制,符合“强柱弱梁”设计原则;现浇与装配试件极限承载能力相当且均表现出良好的承载稳定性能,其中峰值荷载平均值相差7.3%,两试件承载能力退化系数稳定在0.89~1.00;与传统现浇试件相比,预制装配试件在刚度退化、耗能能力及延性等方面略优,采用浆锚连接装配式混凝土异形柱框架结构遵从现行“等同现浇”设计理念可行且偏于安全。(2)探明了轴压比对装配式混凝土异形柱框架结构抗震性能的影响,完成了2榀足尺比例设计的轴压比分别为0.14、0.28的装配式混凝土异形柱框架结构的拟静力试验。研究结果表明,“浆锚连接+节点后浇”连接方案安全可靠;轴压比增大,装配式混凝土异形柱框架结构在相同侧移下对应的抗侧承载力增大,其中屈服荷载、峰值荷载平均值分别提高约16.8%、14.5%;同时结构极限变形与耗能能力下降、延性降低,但各延性系数平均值均在3.20以上;两试件实测各层弹性层间位移角均小于《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149-2017)规定限值1/550,表明装配式混凝土异形柱框架结构存在过早开裂现象,究其原因为一榀平面框架试验时未考虑楼板、内外墙板对侧向刚度的贡献作用;就弹塑性层间位移角而言均符合规范1/50限值要求,满足“大震不倒”抗震设防要求。(3)探明了二层二跨装配式混凝土异形柱框架结构的抗震性能,完成了1榀足尺比例设计的二层二跨装配式混凝土异形柱框架结构的拟静力试验。研究结果表明,模型终极失效呈“强柱弱梁”破坏特征;模型各层弹性层间位移角均小于规范限值1/550要求,究其原因是装配式异形柱框架结构在构件拼接处过早开裂所致,建议适度放宽弹性层间位移角限值;模型一层、二层弹塑性层间位移角分别为1/25、1/48,均大于规范限值1/50,满足“大震不倒”抗震设防要求;试验模型具有良好的承载变形与耗能能力,满足延性框架要求;模型中间十字节点呈“X”型剪切裂缝且损坏较重,宜采取必要措施增强。(4)实现了基于“等同现浇”设计的装配式混凝土异形柱框架结构的静力弹塑性分析,完成了混凝土异形柱空间框架及其开间与进深方向单榀框架在SAP2000的推覆分析研究。研究结果表明,通过将混凝土异形柱原位等效为矩形柱,在SAP2000平台开展的静力弹塑性模拟结果与试验结果吻合较好,为开展同类结构的推覆分析提供了便捷、可靠手段;拓展分析表明,对于二层二跨装配式混凝土异形柱框架结构,考虑轴压影响后,极限荷载略有提高、极限变形能力缩短,但极限位移角仍满足规范限值;进一步针对新民居工程背景开展了空间结构推覆分析,结果表明空间框架模型失效呈“梁柱铰混合屈服机制”破坏模式,层间位移角满足规范要求,符合“小震不坏、大震不倒”抗震设防目标。本文创新点如下:(1)验证了采用浆锚连接的足尺装配式混凝土异形柱框架结构的抗震性能可靠性,揭示了其失效破坏机制。(2)建立了基于原位等效代换和修正截面特性的装配式混凝土异形柱框架结构的静力弹塑性分析方法。
李鑫炜[2](2021)在《带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架结构影响系数研究》文中研究指明传统偏心支撑框架往往将耗能梁段与框架梁进行一体化设计,需要通过增大梁柱和支撑构件的截面来实现耗能梁段耗能的目的,这样的设计方法增加了钢材用量,且一体化的设计形式使得震后难以评估损伤、不易对结构进行修缮。针对以上问题,通过将剪切耗能梁段与框架梁分离进行单独设计,引入双槽钢作为可更换耗能梁段构件,两个背对背的槽钢与框架梁腹板通过高强螺栓进行连接,通过合理的构件参数设计把结构的非弹性变形集中于可替换的双槽钢型耗能梁段上,为震后替换和修复提供便捷,同时也减少了用钢量,使得结构更加经济合理。同时引入防屈曲支撑,最终形成了带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架,防屈曲支撑能够为结构提供足够的抗侧刚度、提供第二道抗震防线,提升整体结构的抗震性能。作为基于性能的抗震设计理论中的重要理论基础和关键因素,结构影响系数、位移放大系数和结构超强系数取值的合理性对于发展和完善现有结构抗震设计理论、提高抗震设计的安全性和经济性具有深远影响,而我国《建筑抗震设计规范》对于钢结构体系地震作用进行折减时,仍与混凝土结构的折减方法相同,使得钢结构优点不能发挥。虽然在《建筑工程抗震性态设计通则》中给出了偏心支撑钢框架结构影响系数的建议值,但对于耗能梁段细节构造的相关参数的变化对于结构影响系数取值的影响没有考虑。带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架中耗能梁段的参数是影响结构的抗震性能的重要因素,因此有必要针对耗能梁段参数变化对结构影响系数的影响做出系统性地分析研究。对带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架结构中耗能梁段的截面尺寸、耗能梁段长度、加劲肋个数以及结构层数等参数的变化对于结构影响系数R、超强系数RΩ和位移放大系数C的影响进行了主要的研究,进行的工作如下:(1)依据我国现行相关规范按不同的耗能梁段参数以及结构层高设计了36个带双槽钢型可替换剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架结构模型,用于Pushover和增量动力时程分析(IDA)方法的非线性分析,研究结构的R、Cd和RΩ。(2)选取具有代表性的结构进行一、三、五层结构缩尺模型进行静力Pushover试验以及振动台动力响应研究,研究结构在地震作用下的响应、受力特点、破坏模式及性能曲线等,对结构抗震性能进行评价。建立缩尺有限元模型分别进行Pushover分析和IDA分析并与试验结果对比,验证了有限元模型的合理性。(3)依据考虑高阶振型影响的能力谱法,通过OpenSees有限元分析软件分别采用Pushover方法和IDA方法求解所有模型的结构影响系数R、位移放大系数Cd和结构超强系数RΩ。比较不同参数变化对于3个性能系数的影响,并对比两种分析方法得到的结果。结果表明,两种分析方法得到的参数变化对于性能地影响规律比较相似,通过合理设计耗能梁段的构造参数,能够提高带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架的抗震能力、变形能力。为偏心支撑钢框架结构影响系数的研究提供了参考。
周明潭[3](2021)在《钢结构异形柱框架结构的结构影响系数》文中研究说明在住宅设计中采用钢结构时,结构体系一般采用H形钢,这会使得结构的柱角在室内突出于墙面,会占用一定的室内空间,影响建筑的美观。为了解决这个问题,工程师们设计出了一种特殊形状的钢柱,如T形截面钢异形柱应用于边柱,十字形截面钢异形柱应用于中柱,就能解决柱角在室内突出的问题。我国在结构影响系数的研究主要集中在框架结构,对钢结构异形柱框架结构没有研究。所以本论文研究此结构的结构影响系数,弥补在此结构的结构影响系数的空白。对比国外钢框架结构影响系数的取值与我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中隐含钢结构框架的结构影响系数,可以发现我国对不同材料的所有结构体系采用单一的结构影响系数,这是不完全合理的。所以本文通过建模计算分析对钢结构异形柱框架结构的结构影响系数提出建议参考值。本文先用Midas-Gen软件建立了四个不同楼层的钢结构异形柱框架结构模型,楼层数分别为3层,6层,9层,12层。然后通过软件中的Pushover模块对上述四组模型进行静力推覆分析。并根据静力推覆所得结果分析求解出R’,然后对比求解出来的R’和规范中所隐含的R,如果相差小于5%,说明了规范规定的R准确。如果相差超过5%,这也说明了规范规定的R存在问题。需先假定结构影响系数为R’,然后把地震作用乘以系数R’/R进行调整重新设计分析计算,最后得出新的结构影响R’’,直至Pushover方法分析求解出的R’’与假定的R’相差不超过5%,即可以得出四个模型的结构影响系数。结果表明,按我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)设计时,六层及六层以下多层异形柱钢框架结构的地震作用取值偏大,建议适当降低。本文还对四个模型进行静力推覆分析,通过位移控制法加载后得出四个模型的内力曲线和需求曲线,然后通过计算得出结构的的结构影响系数,结构延性系数和结构超强系数以及位移放大系数,最终发现随着建筑楼层数的增加,结构影响系数,位移放大系数以及结构超强系数均减小,结构延性系数增大。本文还对异形柱钢框架结构塑性铰进行研究,发现在地震作用下一层梁内力增长最快,塑性铰出现最早,一层梁即是结构在地震作用下薄弱部位,这为此类结构的抗震设计和结构加固提供了可靠的依据。
王世毅[4](2021)在《扁钢管混凝土柱-H型钢梁节点抗震性能研究》文中指出扁钢管混凝土柱是指柱截面高宽比为2~4之间的矩形钢管混凝土柱,由于扁钢管混凝土柱截面短边尺寸较小,可以有效隐藏于墙体内部,既能节省居住建筑的使用空间,也能增加建筑的美感,因此具有重要的工程应用价值和良好的发展前景。本文在国内外相关研究基础上,提出了一种节点加强型扁钢管混凝土柱-H型钢梁连接节点,并对该新型节点的力学性能进行了研究,主要研究内容及结论如下:(1)采用核心区钢管柱壁局部加厚、竖向纵隔板、箱型钢牛腿等措施对节点进行优化,建立了基准试件的数值分析模型;同时对受力性能类似的相关扁柱节点的试件进行了有限元模拟分析,验证了分析方法的准确性和可靠性。(2)研究了该节点在低周反复荷载作用下的破坏模式和抗震性能,结果表明:构造设计合理的节点的破坏模式主要表现为梁端翼缘的屈曲破坏,符合“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的设计原则;同时对该新型节点进行了有限元参数化分析,研究了核心区钢管柱壁局部加厚厚度、箱型钢牛腿厚度、柱壁局部加厚区域高度等参数对该新型节点抗震性能的影响规律。(3)根据相关规范提出了节点核心域的设计方法,并进行了基准节点试件在低周反复荷载作用下的弹性验算,验算结果均满足规范要求。(4)以采用该扁柱体系的某钢框架住宅楼为例,对该结构进行风荷载和多遇地震作用下的弹性分析以及罕遇地震作用下的静力弹塑性分析,验算了结构的整体指标,得到了整体结构的屈服机制。
徐瑾[5](2021)在《公路桥梁双柱式墩横桥向抗震性能分析》文中研究说明中小跨径的混凝土梁式桥为我国公路桥梁广泛采用的一种桥型。这种桥型上部结构主要采用多跨简支梁或几跨一联的连续梁,下部结构根据桥面宽度一般采用双柱式或多柱式轻型桥墩,其中双柱式桥墩应用更为广泛一些。双柱式桥墩在横向水平地震作用下,墩柱构件内将产生与水平地震惯性力变化相对应的动态轴力,即双柱式桥墩横桥向具有刚架效应。为了探讨动态轴力对双柱式桥墩的弹塑性变形能力的影响规律,本文首先基于力法建立了双柱式墩动轴力与水平地震惯性力的解析关系式,然后基于XTRACT软件分析了动轴力对墩柱截面有效抗弯刚度的影响,最后探讨了影响双柱式墩横桥向弹塑性位移能力的几何参数。具体研究内容如下:(1)为研究双柱式墩横桥向动轴力与墩柱几何参数的相互关系,以墩顶施加单位水平力的双柱式桥墩为研究对象,基于力法建立了双柱式墩主要受力指标与墩柱几何参数的解析关系式。以某双柱式桥墩实际工程为背景,系统分析了主要几何参数(包括:墩高、双柱墩间距、梁墩截面惯性矩比)对墩柱动轴力、反弯点位置以及控制截面弯矩的影响规律。(2)以一座典型的双柱式桥墩公路高架桥为分析对象,进行了结构动力特性分析,分别采用单模态反应谱法与多模态反应谱法分析了E1地震作用下结构的弹性地震反应,探讨了墩柱主要几何参数对其弹性地震反应的影响规律。(3)研究了E2地震作用下双柱式桥墩横桥向位移需求分析时的墩柱刚度修正方法,并分别基于反应谱法与时程反应分析方法分析了墩柱刚度不同修正方法对墩顶位移需求的影响。探讨了墩柱主要几何参数对其双柱式墩横桥向位移需求的影响特点。(4)详细阐述了基于集中塑性铰模型,采用Pushover分析方法通过迭代计算获得了双柱式桥墩横桥向墩顶屈服位移、极限位移、位移延性系数等参数的主要分析过程。并以某一实际工程为基准模型,系统分析了墩柱主要几何参数对其双柱式墩横桥向位移能力等主要参数的影响规律。
周娜敏[6](2021)在《采用软钢阻尼器的钢筋混凝土框架结构子结构基于延性设计研究》文中指出传统的抗震设计主要依赖于结构中梁、柱自身的强度及变形能力来抵抗地震作用,但这种完全依靠结构的变形来吸收和消耗地震能量的方法在遇到特大地震时依然无法确保结构的安全,因此一种比传统抗震体系抗震性能更显着的新体系—消能减震技术被提出。该技术通过阻尼器消耗向上部结构传递的地震能量可以显着提高结构的抗震性能,但阻尼器能否充分发挥作用,取决于消能子结构的设计,如果消能子结构设计承载力不足,在阻尼器还没发挥作用时就损坏,那么结构中采用减震设计就毫无意义。为此提出对消能子结构设计方法的研究,以保证阻尼器能够充分发挥作用。在消能减震技术规程中对消能子结构提出的设计要求是:消能子结构应基于提高承载力及增强延性两方面来设计,但是具体的设计指标不明确。目前大多数的消能子结构设计都是基于承载力的设计,并未考虑到延性。对此本文在保证消能子结构承载力的基础上引入延性设计理念,分析了钢筋混凝土结构的延性影响因素,并从美国太平洋地震研究中心钢筋混凝土柱抗震性能试验数据库(PEER-Structural Performance Database)提取低周反复荷载作用下的钢筋混凝土柱的试验数据,分析延性影响因素对钢筋混凝土柱的影响规律;然后对一个采用软钢阻尼器的三层框架结构进行减震设计,首先运用Pushover分析方法对该结构进行减震分析,然后对消能子结构的设计引入延性理念,通过调整消能子结构的截面尺寸、配筋率,控制其梁、柱的出铰步数,调整出消能子结构不同出铰步数下的弹塑性结构模型:消能子结构与非子结构同时出铰(同时出铰)、消能子结构在非子结构后一步出铰(后出铰1)和消能子结构在非子结构后三步出铰(后出铰2)。对三个弹塑性结构模型进行对比分析,结果表明:(1)根据剪力-位移曲线分析,消能子结构出铰步数越靠后,结构的基底剪力增大,结构的位移延性系数增加,结构的整体延增加。(2)根据抗震性能分析,消能子结构出铰步数越靠后,结构的顶点位移越小,结构的层间位移角减小,结构的整体抗震性能得到提高。(3)针对软钢阻尼器框架结构的三个弹塑性模型分析,消能子结构在非子结构后一步出铰(后出铰1)的模型,在非子结构破坏之后,消能子结构紧跟着破坏,此时阻尼器耗能最好。(4)对于采用软钢阻尼器的钢筋混凝土框架结构来说,当非子结构与消能子结构的曲率延性系数比为0.65时,消能子结构的设计比较合理。
陈才华[7](2020)在《高层建筑框架-核心筒结构双重体系的刚度匹配研究》文中指出高层建筑已经成为我国量大面广的最主要的建筑形式,而框架-核心筒结构是我国高层特别是超高层建筑最主要的结构形式。抗震概念设计要求框架-核心筒结构的框架应具备合理的刚度和承载能力,中外设计规范均有加强框架的相关规定。我国设计规范和超限审查技术要点通过控制框架分担最小剪力比(框剪比)和框架剪力放大来增强框架的刚度和承载力,已有研究成果表明,这对提高框架-核心筒结构的抗震安全性有重要的作用。但框剪比及其限值的规定基于定性化的抗震概念,定量化的研究成果不足,成为近年来国内高层建筑结构设计的一个热点问题。本文针对这一问题,从框架-核心筒结构双重体系协同工作原理和抗震二道防线出发,通过采用基于线弹性的连续化理论分析、基于弹塑性的静力推覆分析和增量动力时程分析,对框架-核心筒结构框剪比指标的物理意义、分布规律、影响因素、变化规律以及对整体抗震性能的影响等开展了系统的研究。主要工作内容和结论如下:1.基于双重抗侧体系协同工作原理,采用连续化方法推导建立框架-核心筒结构等刚度条件下考虑弯剪耦合效应以及变刚度条件下的基本微分方程组并求解,借助有限元分析结果验证了方程推导正确、求解结果准确。连续化分析结果表明:为了保证框架-核心筒结构双重抗侧体系充分发挥协同工作效应,必须保证框架具备一定的刚度;框剪比指标可以定量反映框架与核心筒之间相对刚度的大小,规范采用“框剪比”这一指标是合理有效的,其本质为限定框架与核心筒相对刚度的比值(刚度特征值)不宜过小。高层尤其是超高层框架-核心筒结构刚度沿高度变化,导致框剪比曲线沿高度分布呈现“中部大、两端小”的特点,可采用“最大框剪比”来限定框架与核心筒的相对刚度,放松顶部楼层框剪比限值。2.基于整体抗侧刚度相近的原则,分别设计了9个和12个外框与核心筒具有不同刚度比(框剪比)的模型,利用Perform3D软件进行静力弹塑性分析,对比研究不同模型的塑性发展过程和框剪比变化规律。分析表明:随着结构进入塑性,内力会在核心筒剪力墙和框架之间重分布,框剪比曲线的变化存在两种模式,且仅由框架与核心筒弹性状态的刚度比(框剪比)决定;当弹性分析的最大框剪比大于5%时,其变化规律为“先增大后减小”,当弹性分析的最大框剪比小于5%时,其变化规律为“一直增大”;前者内力重分布的过程体现了双重体系的优势,二道防线作用充分发挥,后者二道防线作用有限,整体性能接近于单重抗侧体系。从抗震二道防线角度,框架-核心筒结构双重抗侧体系的框架应具备一定的刚度,本文的算例模型分析结果表明,“弹性分析的最大框剪比大于5%”可作为框架的最低刚度要求。3.基于整体抗侧刚度相近的原则设计了5个不同框剪比的框架-核心筒模型(含一个单重抗侧体系),利用ABAQUS软件进行增量动力时程分析(IDA),对比不同模型的动力推覆曲线、塑性发展和损伤、框剪比与框架倾覆力矩占比变化、刚度退化、倒塌概率和倒塌储备系数,研究框剪比对整体抗震性能的影响。分析表明:相同输入条件下,双重体系的抗震性能优于单重体系;框剪比越大的模型,其墙体损伤越小,刚度退化越缓慢,延性越好。在设防大震下,经过合理设计的单重抗侧体系和不同框剪比的双重抗侧体系均可以到达预定的性能目标要求;但随着地震强度的进一步增加,当峰值加速度超出设防烈度大震较多时,双重体系结构具有更高的抗震冗余度;且框剪比越大的模型抗震冗余度更高。结构倒塌储备系数随着框剪比增大而增大,单重抗侧体系的倒塌储备系数明显低于双重抗侧体系。4.IDA分析表明,随着峰值加速度增大,框架分担的倾覆力矩占比逐渐增大;且框剪比越大的模型框架倾覆力矩占比增长越多。在设防大震下及超设防大震作用下,单重体系模型倾覆力矩基本由核心筒承担,双重体系模型外框分担的倾覆力矩增大较多,发挥了重要的抗倾覆作用,从而延缓整体结构的刚度退化。单重体系模型的平均框剪比曲线和平均框剪比最大值均呈现“一直增大”的状态,双重体系模型呈现“先增大后减小”的状态,框剪比的变化模式反映了单重体系和双重体系的区别。基于底层框架倾覆力矩占比以及框剪比的变化模式,本文的算例模型分析结果表明,弹性分析时最大框剪比大于5%的框架-核心筒模型,其框架刚度可以满足双重抗侧体系抗震二道防线的要求。5.提出了框架-核心筒结构基于动力作用下刚度退化的整体抗震性能评价指标——“刚度退化系数”,其定义为结构各阶平动刚度的加权平均刚度退化率,并通过两个实际工程缩尺模型振动台试验进行验证。利用该指标对5个框架-核心筒模型进行抗震性能评价和比较,结果表明:模型的刚度退化系数随着峰值加速度的增加而增加;在设防大震及超设防大震作用下,单重体系模型的刚度退化系数明显高于双重体系模型,且框剪比越大的模型刚度退化系数越低;证明双重体系的抗震性能优于单重体系,框剪比越大的模型抗震冗余度越高。6.弹塑性动力时程分析表明,大震下框架-核心筒结构发生内力重分布,框架应具备一定的强度(承载力)承接从核心筒转移的地震力。以四个双重体系框架-核心筒模型为例,对现行中美规范的框架剪力调整方法进行了比较分析,并分别基于弹塑性时程分析和基于等效线性化分析提出了两种实用的框架剪力调整方法。
李潇[8](2020)在《剪切型多自由度体系地震性能系数谱与P-Δ效应分析》文中指出鉴于结构非线性反应分析的复杂性,各国均用地震性能系数将依据弹性反应谱计算的弹性地震力折减来获得弹塑性地震力。本文基于多自由度(MDOF)体系串杆与强柱/弱梁设计的框架模型,计算了 102条C类场地地震波,利用双特征周期标准化保留谱的峰值特性,重点分析了多自由度体系中,刚度比、屈服强度比、结构破坏模式等因素对地震性能系数的影响。通过静力与动力分析,研究了结构在承受竖向荷载时而产生的重力P-△效应对地震性能系数的影响。基于对不同的目标延性选择的分析比较,提出新的高层结构抗震设计思路。主要研究工作如下:(1)通过构建考虑屈服后强度强化/弱化及刚度退化的修正Clough模型,研究了多自由度体系串杆模型的地震性能系数谱。大量分析结果表明,地震性能系数谱除特征周期处的峰值外,还存在由高阶振型影响产生的峰值。同时,考虑了结构的层间刚度比与屈服强度比,结果表明,当屈服强度比大于刚度比时,地震性能系数更大。采用了放大结构后期刚度系数的方法来近似模拟强柱/弱梁设计,对比发现,后期刚度的提高有利于地震性能系数的增大,但后期刚度的影响是有限的。引入MDOF调整系数,并提出了地震性能系数及调整系数公式。(2)构建框架结构计算模型,其中框架梁端及柱脚设置塑性铰以满足强柱/弱梁的设计要求。分析不同刚度比与屈服强度比之间的关系、后期刚度、自由度数等因素对地震性能系数的影响。结果表明:结构顶层的屈服强度越大,地震性能系数越大。同时,采用了基于抗震规范的随周期变化的刚度比及实际设计中应用的周期范围来构建地震性能系数谱,引入了 MDOF调整系数定量分析多自由度体系与单自由度(SDOF)体系的区别,通过分析可知,MDOF调整系数受自由度数影响较大,受延性影响较小。提出了 MDOF调整系数的近似公式。(3)通过静力分析,推导得出地震力放大系数的简洁公式。对框架模型进行动力分析,研究了 P-△效应作用下的单自由度体系结构的地震性能系数谱,并通过两种不同的方法处理地震性能系数谱及相应地震力放大系数的周期横坐标轴。结果表明:考虑P-△效应的地震性能系数明显减小,而后期刚度和跨数的增加并不能完全抵消P-△效应带来的不利影响。提出地震力放大系数公式并与其它结果进行比较。总结讨论了抗倒塌能力谱及其在规范中的应用,将抗倒塌能力谱与地震性能系数谱比较发现,地震性能系数谱受地震波的选择影响,且当P-△效应系数大于0.1时,抗倒塌能力谱不一定是地震性能系数谱的上限。(4)研究了P-△效应作用下的多自由度体系结构的地震性能系数谱,考虑了结构层数、层间屈服强度比及刚度比、延性、结构破坏模式等因素的影响,并同样引入地震力放大系数进行比较,结果表明:对于串杆模型,随着结构层数的增加,地震性能系数降低,而地震力放大系数变化不大,说明高阶振型对P-△效应较不敏感;对于框架模型,一方面是由于强柱/弱梁的设计方法大幅提高不考虑P-△效应时的地震性能系数,另一方面,可能是由于框架结构在P-△效应作用下形成薄弱层,导致地震力放大系数有所增大。(5)对不同延性选择的多自由度体系地震性能系数谱进行研究,分析各层延性分布与延性开展。以10层结构为例,研究高层结构中,不同延性选择对地震性能系数谱的影响,结果表明:结构主要以底层延性开展为主,而上层结构的延性开展受底层结构制约。为充分利用各层的延性性能,构建了上层结构平均延性谱,通过对比可知其与单自由度体系的计算结果接近,因此提出了新的抗震设计思路。研究了不同延性选择对P-△效应作用下的地震性能系数谱的影响。
姜岚[9](2020)在《多层大跨度空间钢网格结构动力性能研究》文中研究说明建设用地是城市发展最重要的资源要素,提高工业与公共建筑用地效率最有效的措施是将传统单层大跨度建筑改为多层建筑。以钢空腹夹层板为楼板,以密柱网格墙为抗侧力构件的空间钢网格结构是一种在多层大跨度建筑中具有良好技术经济效益的新型结构体系。与一般框架结构相比,空腹夹层板空间钢网格结构具有跨高比大、竖向自振频率低、空间受力效应显着的特点。在正常使用及偶然作用下,结构的响应也与传统结构体系有较大的区别。首先对相关文献进行了综述分析,包括多层大跨度楼盖形式、空间钢网格结构静力性能研究、楼板人致激励分析方法及评价标准、大跨度结构抗震分析方法等。分析表明,空腹夹层板空间钢网格结构是一种在多层大跨度工业与公共建筑中具有广泛应用前景的结构体系,其静力性能研究较完善,但动力性能研究滞后,已成为制约其大范围推广的一个重要因素。采用实测方法、数值方法、解析方法相结合的方式,对大跨度钢空腹夹层板开展了模态分析。分析了不同尺度数值模型对自振频率计算结果的影响,分析中考虑了不同结构参数的改变对钢空腹夹层板自振频率的影响。提出了钢空腹夹层板竖向基频的简化计算方法,并得到了数值方法的验证,该方法大幅度简化了设计选型阶段基频计算的工作量。采用数值方法,研究了钢空腹楼板人致振动响应特点,提出了舒适度评估方法。采用时域分析方法,分析了大跨度钢空腹夹层板在人致荷载下的加速度响应特点。分析中考了结构阻尼、荷载参数、结构参数等对楼板响应的影响规律。分析表明,大跨度钢空腹夹层板在人致激励下的加速度峰值分布呈漏斗状,跨中响应极大,向周边急速衰减。针对此特点,提出了基于舒适性保证率的舒适度评估方法,该方法避免了传统评估方法对大跨度钢空腹夹层板舒适度评估过于保守的问题。采用试验方法和数值方法相结合的方式,研究了空腹夹层板节点的滞回性能。根据钢空腹夹层板剪力键节点受力特点,设计了拟静力试验装置,开展了往复加载试验,并进行了数值模型对比分析。采用数值方法,分析了剪力键节点、空腹梁-柱节点的强度、刚度、延性及耗能性能,分析中考虑了节点几何参数对动力性能的影响。基于“强节点弱构件”的抗震概念设计要求,提出了节点构造设计建议。采用数值方法开展了空间钢网格结构的整体抗震性能研究。分析了不同尺度数值模型对剪力键节点的滞回性能的影响,表明多尺度模型计算结果精确但计算效率低,杆系模型虽然计算效率高但无法准确模拟无加劲肋节点的力学性能。针对无加劲肋剪力键受力特点,提出了弹簧-铰半刚性节点模型,并基于弹性力学理论推导了节点刚度表达式。采用数值方法分析了单榀空腹梁-柱框架在地震作用下的动力时程响应,分析中讨论了壳单元模型、多尺度模型、半刚性节点杆系模型的计算效率与精度,验证了弹簧-铰半刚性节点模型的适用性。开展了空腹夹层板空间钢网格整体结构的静力弹塑性分析。研究表明空间钢网格结构在强震作用下,形成了四道抗震防线,具有良好的延性。此外通过计算分析,给出了弹塑性层间位移增大系数取值。总之,本文通过对空腹夹层板空间钢网格结构在人致激励和地震作用下的动力性能开展了研究工作,揭示了结构动力作用下的响应机制,建立了数值分析模型,提出了理论计算方法,给出了工程设计建议。
游超[10](2020)在《抗震性能梯度GFRP筋—钢筋混凝土桥墩研究》文中研究表明通过观察我国现有桥梁在历年来的地震中的破坏特点,可以发现:在现有的钢筋混凝土结构的桥梁大多表现出上部梁体刚度大而下部桥墩较柔的特性,因桥墩破坏而导致桥梁发生严重破坏甚至整体倒塌,已经成为了此类桥梁地震破坏的主要特点。桥墩的破坏将会导致上部支承结构的垮塌,除造成巨大的经济损失之外,还会严重阻碍交通,影响灾后救援和重建工作的开展。现有的悬臂式桥墩塑性铰区域一般只发生在墩底,桥墩塑性铰区域的变形能力对其抗震性能有着重大影响。桥梁是整个交通体系中的关键节点,桥梁地震破坏产生的后果也是巨大的,提高桥梁的抗震性能显得尤为重要。本文主要以混凝土桥墩作为研究对象,提出了一种具有性能梯度的新型混凝土桥墩,以提高桥墩延性性能,具体进行了以下几个方面的工作研究:(1)本文对国内外桥墩震害破坏表现形式、纤维增强复合材料在实际工程中的应用以及塑性铰的现状进行分析,同时对试验设想进行有限元模拟,并根据钢筋和GFRP筋材料力学性能特点,提出了采用GFRP筋和钢筋混合配筋来形成性能梯度的方案。(2)设计制作了3个加载高度为2700mm,截面尺寸为250mm×250mm的混凝土桥墩试件。对比试件A为常规配置钢筋的试件,B、C试件采用GFRP筋与钢筋混合配筋的方式,通过改变GFRP筋的配筋高度在桥墩中形成三个梯度的抗震性能,主要研究性能梯度形成的过程、机理和对桥墩抗震能力的影响。(3)试验采用pushover单调加载的试验研究方案,双通道作动器加载,采集了加载点的剪力—位移数据曲线。布置了大量应变测点、位移测点、NDI测点位置,采集了应变、位移、曲率等数据,对试验裂缝宽度及现象进行了详细的记录,分析得到应变—荷载曲线,位移曲率和裂缝宽度沿墩高分布变化规律曲线等。(4)在试验数据的基础上通过理论分析分别对塑性铰位移和转角的延性进行计算,讨论了不同GFRP配筋高度对塑性铰的承载能力和变形能力影响,并基于混凝土桥墩塑性铰的形成规律,分析在GFRP筋不同高度下塑性铰形成位置的变化。(5)利用有限元分析软件——ABAQUS对混凝土桥墩进行了有限元模拟,得到了混凝土桥墩的pushover曲线,与试验加载曲线对比吻合良好,再根据混凝土和筋材的应变分析,验证了试验得到的结论。
二、浅谈结构延性设计与静力弹塑性分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、浅谈结构延性设计与静力弹塑性分析(论文提纲范文)
(1)装配式钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能足尺试验与分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 装配式混凝土结构国内外研究进展 |
1.2.1 国外研究进展 |
1.2.2 国内研究进展 |
1.3 装配式混凝土异形柱结构研究进展 |
1.3.1 现浇异形柱结构 |
1.3.2 装配式混凝土异形柱结构 |
1.3.3 装配式型钢混凝土异形柱结构 |
1.3.4 异形柱结构静力弹塑性分析研究 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 试验概况 |
2.1 工程背景与模型设计 |
2.1.1 工程概况 |
2.1.2 模型设计 |
2.2 装配式混凝土异形柱框架结构拆分装配方案研究 |
2.2.1 装配式异形柱框架结构拆分原则 |
2.2.2 梁、柱构件预制单元的确定 |
2.2.3 装配式混凝土异形柱框架的拆分与装配 |
2.2.4 装配式异形柱混凝土连接节点设计 |
2.3 装配式混凝土异形柱框架结构设计与制作 |
2.3.1 试件设计 |
2.3.2 试件制作 |
2.4 装配式混凝土异形柱框架结构试验加载 |
2.4.1 加载装置及加载现场 |
2.4.2 加载制度 |
2.4.3 量测方案 |
2.4.4 材料性能试验 |
2.5 本章小结 |
3 试验结果与分析 |
3.1 试验现象 |
3.1.1 裂缝 |
3.1.2 破坏模式 |
3.2 基于等同现浇设计理念的装配式混凝土异形柱框架结构抗震性能分析 |
3.2.1 滞回曲线 |
3.2.2 骨架曲线 |
3.2.3 变形与承载力特征值 |
3.2.4 承载力退化 |
3.2.5 刚度退化 |
3.2.6 能量耗散 |
3.3 不同轴压比作用下装配式混凝土异形柱框架结构抗震性能分析 |
3.3.1 滞回曲线 |
3.3.2 骨架曲线 |
3.3.3 变形与承载力特征值 |
3.3.4 承载力退化 |
3.3.5 刚度退化 |
3.3.6 能量耗散 |
3.4 二层二跨足尺装配式混凝土异形柱框架结构抗震性能分析 |
3.4.1 滞回曲线 |
3.4.2 骨架曲线 |
3.4.3 变形与承载力特征值 |
3.4.4 承载力退化 |
3.4.5 刚度退化 |
3.4.6 能量耗散 |
3.5 浆锚节点区受力性能分析 |
3.6 本章小结 |
4 基于等效代换的静力弹塑性分析 |
4.1 静力弹塑性分析原理 |
4.1.1 基本假定 |
4.1.2 实施步骤 |
4.1.3 侧向力分布模式 |
4.2 有限元模型 |
4.2.1 塑性铰 |
4.2.2 异形柱截面等效代换原理 |
4.2.3 反应谱设计 |
4.2.4 有限元模型建立 |
4.3 抗震性能评估方法 |
4.3.1 层间位移角限值 |
4.3.2 框架结构屈服机制 |
4.4 开间向单榀混凝土异形柱框架结构推覆分析 |
4.4.1 基底剪力-顶点位移抗力曲线 |
4.4.2 框架屈服机制分析 |
4.4.3 层间位移角分析 |
4.5 进深向单榀混凝土异形柱框架结构推覆分析 |
4.5.1 基底剪力-顶点位移抗力曲线 |
4.5.2 框架屈服机制分析 |
4.5.3 层间位移角分析 |
4.6 混凝土异形柱空间框架结构推覆分析 |
4.6.1 基底剪力-顶点位移抗力曲线 |
4.6.2 框架屈服机制分析 |
4.6.3 层间位移角分析 |
4.6.4 模态分析 |
4.6.5 能力谱曲线分析 |
4.7 本章小结 |
5 讨论 |
5.1 现浇整体式与预制装配式异形柱框架结构抗震性能对比分析 |
5.2 轴压比对装配式异形柱框架结构抗震性能的影响分析 |
5.3 对装配式混凝土异形柱框架结构其它抗震性能指标的讨论 |
5.3.1 残余变形 |
5.3.2 层间不均匀性 |
5.3.3 L形柱压-弯-剪-扭复合受力 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的成果及参与项目 |
(2)带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架结构影响系数研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 偏心支撑钢框架国内外研究现状 |
1.3 可替换剪切耗能梁段国内外研究进展 |
1.4 防屈曲支撑国内外研究现状 |
1.5 结构影响系数国内外研究现状 |
1.5.1 基于SDOF的研究进展 |
1.5.2 基于MDOF的研究进展 |
1.6 位移放大系数研究现状 |
1.7 已有研究存在的问题 |
1.8 研究技术路线和创新点 |
1.8.1 技术路线 |
1.8.2 课题的创新性 |
第2章 结构影响系数的基本理论及求解思路 |
2.1 结构影响系数的定义 |
2.2 分析方法 |
2.2.1 静力弹塑性分析方法 |
2.2.2 增量动力分析法 |
2.3 考虑高阶振型的能力谱法确定结构的目标位移 |
2.3.1 显着屈服点的确定 |
2.3.2 结构能力谱曲线的转化 |
2.3.3 结构的弹性需求谱 |
2.3.4 结构的弹塑性需求谱 |
2.4 结构影响系数的求解方法 |
2.4.1 基于结构地震目标位移的Pushover分析法求解结构影响系数 |
2.4.2 基于地震目标位移的IDA分析法求解结构影响系数 |
2.5 本章小结 |
第3章 静力推覆及振动台试验研究 |
3.1 结构模型设计方案 |
3.1.1 框架梁与框架柱的设计 |
3.1.2 可替换剪切耗能梁段的设计参数 |
3.1.3 防屈曲支撑设计 |
3.1.4 结构模型几何尺寸及模型编号 |
3.1.5 缩尺模型设计 |
3.3 有限元模型的建立 |
3.3.1 单元及材料本构的选择 |
3.3.2 结构模型的建立 |
3.3.3 结构模型的模态分析 |
3.4 静力推覆试验 |
3.4.1 试验加载装置 |
3.4.2 加载及测量方案 |
3.4.3 试验结果分析 |
3.4.4 应力分布及塑性铰产生顺序 |
3.5 振动台试验研究 |
3.5.1 加载方案 |
3.5.2 数据采集 |
3.5.3 试验过程及现象 |
3.5.4 位移反应及加速度反应 |
3.6 本章小结 |
第4章 Pushover分析法求解性能系数 |
4.1 基于结构设防地震性能需求位移求解结构影响系数 |
4.1.1. 各模型的性能曲线及初始刚度 |
4.1.2. 结构的屈服位移和屈服剪力 |
4.1.3. 结构的基底设计剪力V_d和顶点设计位移Δ_d |
4.1.4. 各模型的能力谱曲线 |
4.1.5 各模型的设防地震性能需求 |
4.1.6 各模型的罕遇地震性能需求 |
4.1.7 各模型的性能系数汇总 |
4.3 设计参数对各性能系数的影响 |
4.3.1 设计参数对结构影响系数R的影响 |
4.3.2 设计参数对结构位移放大系数C_d的影响 |
4.3.3 设计参数对结构超强系数R_Ω的影响 |
4.4 有限元静力非线性分析与试验结果对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 增量动力分析法求解性能系数 |
5.1 基于IDA能力谱法求解结构影响系数 |
5.1.1 一个结构模型的各性能系数求解 |
5.1.2 各结构模型的IDA分析曲线 |
5.1.3 各结构模型设防地震目标位移 |
5.1.4 各结构模型罕遇地震需求位移 |
5.1.5 各结构模型性能系数汇总 |
5.2 设计参数对各性能系数的影响 |
5.2.1 设计参数对结构影响系数R的影响 |
5.2.2 设计参数对位移放大系数C_d的影响 |
5.2.3 设计参数对结构超强系数R_Ω的影响 |
5.3 有限元动力非线性分析与试验结果对比 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
附录B 攻读学位期间所参与的项目 |
(3)钢结构异形柱框架结构的结构影响系数(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 背景 |
1.2 结构影响系数 |
1.2.1 结构影响系数的定义 |
1.2.2 结构影响系数的研究动态与发展现状 |
1.3 钢结构异形柱框架结构 |
1.3.1 钢结构异形柱框架结构概述 |
1.3.2 钢结构异形柱框架结构的重要性 |
1.4 本文研究的内容与目的 |
2 分析方法的选取及介绍 |
2.1 Midas软件简介及分析方法的选择 |
2.2 Pushover方法介绍 |
2.2.1 Pushover方法的原理 |
2.2.2 Pushover方法的优势 |
2.2.3 Pushover方法在国外的研究与发展 |
2.2.4 Pushover方法在国内的研究与发展 |
2.2.5 Pushover方法分析步骤 |
2.3 分析结果处理 |
2.4 本章小结 |
3 模型的选取与建立 |
3.1 建立案例模型 |
3.2 设计条件 |
3.3 结构布置 |
3.3.1 构件截面类型 |
3.3.2 构件截面尺寸 |
3.4 建筑模型及静力分析 |
3.4.1 三层模型 |
3.4.2 六层模型 |
3.4.3 九层模型 |
3.4.4 十二层模型 |
3.4.5 静力分析 |
3.5 本章小结 |
4 静力弹塑性分析与结构影响系数的求解 |
4.1 静力弹塑性分析控制方法的选取 |
4.2 静力弹塑性分析结果 |
4.2.1 基底剪力与顶点位移 |
4.2.2 能力谱与需求谱 |
4.2.3 结构的延性系数和超强系数 |
1.结构延性 |
2.结构超强 |
4.2.4 塑性铰类型的选择与定义 |
1.塑性铰的定义 |
2.本文分析塑性铰的布置 |
4.3 结构影响系数,结构延性系数,结构超强系数的求解过程 |
4.4 实例分析 |
4.4.1 荷载取值 |
4.4.2 三层算例求解过程 |
4.4.3 六层算例求解过程 |
4.4.4 九层算例求解过程 |
4.4.5 十二层算例求解过程 |
4.5 计算结果分析 |
4.6 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间所取得的研究成果 |
致谢 |
(4)扁钢管混凝土柱-H型钢梁节点抗震性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 钢管混凝土柱受力机理和基本构造 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 矩形钢管混凝土柱相关节点国内外研究现状 |
1.3.2 装配式钢结构住宅扁钢管混凝土柱相关节点研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 扁钢管混凝土柱-H型钢梁节点数值模型建立 |
2.1 引言 |
2.2 节点概念设计 |
2.2.1 节点构造 |
2.2.2 基准节点尺寸设计 |
2.3 本构关系 |
2.3.1 钢材本构关系及屈服准则 |
2.3.2 约束混凝土本构关系及屈服准则 |
2.4 有限元模型建立 |
2.4.1 建立几何模型 |
2.4.2 单元参数与网格划分 |
2.4.3 相互作用与边界条件 |
2.4.4 荷载施加 |
2.5 有限元模型验证 |
2.5.1 破坏模式 |
2.5.2 滞回曲线和骨架曲线 |
2.6 基准节点破坏模式 |
2.7 本章小结 |
第三章 扁钢管混凝土柱-H型钢梁节点抗震性能参数化分析 |
3.1 引言 |
3.2 新型装配式钢结构节点参数设计 |
3.3 钢管混凝土柱壁局部加厚厚度对节点受力性能影响 |
3.3.1 破坏形态与应力应变云图 |
3.3.2 滞回曲线 |
3.3.3 骨架曲线及极限承载力 |
3.3.4 延性及耗能能力 |
3.3.5 刚度退化 |
3.4 箱型钢牛腿厚度对节点受力性能影响 |
3.4.1 破坏形态与应力应变云图 |
3.4.2 滞回曲线 |
3.4.3 骨架曲线及极限承载力 |
3.4.4 延性及耗能能力 |
3.4.5 刚度退化 |
3.5 节点域加厚高度和纵隔板对节点受力性能影响 |
3.5.1 破坏形态与应力应变云图 |
3.5.2 滞回曲线 |
3.5.3 骨架曲线及极限承载力 |
3.5.4 延性及耗能能力 |
3.5.5 刚度退化 |
3.6 本章小结 |
第四章 扁钢管混凝土柱-H型钢梁节点设计方法 |
4.1 引言 |
4.2 节点域传力机理 |
4.3 节点抗弯承载力 |
4.3.1 钢梁承载力 |
4.3.2 高强螺栓抗剪承载力 |
4.3.3 连接焊缝强度 |
4.4 梁柱节点抗震设计 |
4.4.1 构件连接极限承载力 |
4.4.2 节点承载力验算 |
4.4.3 节点域承载力和稳定验算 |
4.5 算例 |
4.5.1 钢梁 |
4.5.2 刚性连接 |
4.5.3 梁柱节点抗震验算 |
4.6 本章小结 |
第五章 扁柱体系钢结构住宅结构静力弹塑性分析 |
5.1 引言 |
5.2 工程概况 |
5.3 计算模型建立 |
5.4 结构整体分析 |
5.4.1 风荷载分析 |
5.4.2 地震弹性分析 |
5.5 静力弹塑性分析 |
5.5.1 抗震性能目标确定 |
5.5.2 参数设置和荷载施加 |
5.5.3 定义及分配塑性铰特性 |
5.5.4 计算结果与分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(5)公路桥梁双柱式墩横桥向抗震性能分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 小跨径公路梁式桥震害特点及结构特征 |
1.2.1 公路梁式桥震害特点 |
1.2.2 结构特征 |
1.3 双柱式墩梁桥弹塑性地震反应研究现状 |
1.3.1 双柱式桥墩位移需求计算方法 |
1.3.2 双柱式桥墩位移能力计算方法 |
1.4 本文的研究意义与主要内容 |
1.4.1 本文的研究意义 |
1.4.2 本文的研究内容 |
2 从静力角度解析双柱式墩的受力与变形特征 |
2.1 水平单位荷载下双柱式墩受力及变形解析解 |
2.1.1 不考虑盖梁与立柱刚域影响的解析解 |
2.1.2 考虑盖梁与立柱刚域影响的解析解 |
2.1.3 双柱式墩反弯点比值计算 |
2.2 算例分析 |
2.3 本章小结 |
3 双柱式墩桥梁动力特性分析及E1 地震作用下结构受力特征 |
3.1 工程概况及分析内容 |
3.1.1 工程概况 |
3.1.2 分析内容 |
3.2 结构动力特性分析 |
3.2.1 有限元计算模型 |
3.2.2 结构动力特性 |
3.3 E1 地震作用下结构受力分析 |
3.3.1 地震动参数 |
3.3.2 地震反应分析方法及结果对比 |
3.4 E1 地震作用下结构受力特征参数分析 |
3.4.1 墩高对结构受力特征影响 |
3.4.2 双柱墩间距对结构受力特征影响 |
3.4.3 梁墩截面惯性矩比值对结构受力特征影响 |
3.5 本章小结 |
4 E2 地震下双柱式墩横向位移需求分析 |
4.1 横向位移需求分析方法 |
4.1.1 简化弹塑性反应谱法 |
4.1.2 弹性时程反应分析方法 |
4.2 钢筋混凝土墩柱的延性验算 |
4.2.1 混凝土本构模型 |
4.2.2 钢筋本构模型 |
4.2.3 弯矩—曲率关系 |
4.3 工程概况及地震动参数 |
4.3.1 工程概况 |
4.3.2 地震动参数 |
4.4 双柱式墩控制截面抗弯强度判断 |
4.4.1 地震反应分析方法及结果对比 |
4.4.2 墩高对地震反应分析及墩身强度验算的影响规律 |
4.4.3 双柱墩间距对地震反应分析及墩身强度验算的影响规律 |
4.4.4 梁墩截面惯性矩比值对地震反应分析及墩身强度验算的影响规律 |
4.5 横向位移需求计算 |
4.5.1 等效塑性铰长度计算方法 |
4.5.2 墩柱刚度修正方法 |
4.5.3 计算结果 |
4.6 本章小结 |
5 双柱式墩横向延性能力分析 |
5.1 Pushover分析基本假设与分析过程 |
5.1.1 基本假设 |
5.1.2 分析过程 |
5.1.3 塑性铰力学模型 |
5.2 双柱式墩延性分析 |
5.2.1 极限位移计算 |
5.2.2 位移延性系数 |
5.2.3 延性墩柱塑性铰的抗剪能力 |
5.3 典型Pushover分析过程 |
5.3.1 XTRACT软件介绍 |
5.3.2 典型Pushover分析过程 |
5.4 几何参数对双柱式墩延性的影响规律 |
5.4.1 墩高对延性的影响 |
5.4.2 双柱墩间距对延性的影响 |
5.4.3 梁墩截面惯性矩比值对延性的影响 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(6)采用软钢阻尼器的钢筋混凝土框架结构子结构基于延性设计研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 消能子结构概括 |
1.2.1 减震技术 |
1.2.2 消能子结构 |
1.3 消能子结构的研究现状及存在问题 |
1.3.1 消能子结构的研究现状 |
1.3.2 消能子结构存在的问题 |
1.4 本文研究目的及内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究内容 |
第2章 非线性静力弹塑性分析方法 |
2.1 PUSHOVER分析方法概述 |
2.1.1 Pushover分析的基本思路 |
2.1.2 基于水平位移模式下的等效单自由度体系 |
2.2 建立PUSHOVER曲线 |
2.2.1 建立结构的分析模型 |
2.2.2 荷载的加载模式 |
2.2.3 分析控制 |
2.3 ATC-40 能力谱分析方法 |
2.3.1 建立能力谱和需求谱 |
2.3.2 需求谱折减 |
2.3.3 与中国规范反应谱相关的参数转换 |
2.3.4 能力评价 |
2.4 本章小节 |
第3章 钢筋混凝土延性影响因素以及规律分析 |
3.1 钢筋混凝土结构延性抗震性能研究内容 |
3.1.1 延性概念 |
3.1.2 延性指标 |
3.1.3 刚度的退化特性分析 |
3.1.4 耗能分析 |
3.2 钢筋混凝土结构的延性设计分析 |
3.2.1 钢筋混凝土结构延性影响因素分析 |
3.2.2 钢筋混凝土框架结构抗震延性设计分析 |
3.3 PEER数据库试验数据分析 |
3.3.1 PEER数据库介绍 |
3.3.2 PEER数据库数据分析 |
3.3.3 试验结果 |
3.3.4 钢筋混凝土结构延性影响规律分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 消能子结构基于延性设计分析 |
4.1 引言 |
4.2 工程概括 |
4.3 消能子结构弹塑性模型建立 |
4.3.1 结构减震目标确定 |
4.3.2 结构模型的验证 |
4.3.3 软钢阻尼器及塑性铰的定义 |
4.3.4 侧向荷载模式以及分析工况 |
4.3.5 消能子结构弹塑性模型的确定 |
4.4 消能子结构弹塑性模型性能分析 |
4.4.1 结构剪力-位移曲线分析 |
4.4.2 结构阻尼器耗能分析 |
4.4.3 结构抗震性能分析 |
4.4.4 结构层间位移角分析 |
4.4.5 结构塑性铰发展分析 |
4.4.6 曲率延性系数分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A 攻读硕士学位期间所取得的成果 |
(7)高层建筑框架-核心筒结构双重体系的刚度匹配研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 近年来我国高层建筑的发展 |
1.1.2 框架-核心筒结构的特点及应用 |
1.1.3 中外规范对框架-核心筒结构二道防线的规定 |
1.1.4 框剪比限值对框架-核心筒结构设计的影响 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 框架-核心筒结构刚度匹配和抗震二道防线研究 |
1.2.2 框架-核心筒(剪力墙)结构震害调查 |
1.2.3 框架-核心筒振动台模型试验研究 |
1.2.4 框架-核心筒弹塑性仿真分析 |
1.2.5 国外对框架-核心筒双重体系相关规定的研究 |
1.3 本文主要工作 |
第2章 连续化模型分析 |
2.1 概述 |
2.1.1 连续化方法 |
2.1.2 常微分方程求解方法 |
2.2 框架-剪力墙结构 |
2.2.1 等刚度条件下框架-剪力墙模型 |
2.2.2 等刚度条件下考虑弯剪耦合效应的框架-剪力墙模型 |
2.2.3 变刚度条件下框架-剪力墙模型 |
2.3 联肢墙结构 |
2.3.1 等刚度条件下联肢墙模型 |
2.3.2 等刚度条件下考虑弯剪耦合效应的联肢墙模型 |
2.3.3 等刚度条件下多肢联肢墙模型 |
2.3.4 等刚度条件下多榀联肢墙模型 |
2.3.5 变刚度条件下联肢墙模型 |
2.4 框架-联肢墙结构 |
2.4.1 等刚度条件下框架—联肢墙模型 |
2.4.2 等刚度条件下考虑弯剪耦合效应的框架—联肢墙模型 |
2.4.3 变刚度条件下框架—联肢墙模型 |
2.5 框架-核心筒结构 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于连续化分析的框剪比研究 |
3.1 框架-剪力墙结构框剪比研究 |
3.1.1 框架-剪力墙结构剪力分配 |
3.1.2 框剪比变化规律 |
3.1.3 弯剪耦合效应对框剪比的影响 |
3.1.4 刚度变化对框剪比的影响 |
3.2 框架-联肢墙结构框剪比研究 |
3.2.1 框架-联肢墙结构框剪比曲线 |
3.2.2 框剪比变化规律 |
3.2.3 弯剪耦合效应对框剪比的影响 |
3.2.4 刚度变化对框剪比的影响 |
3.3 框架-核心筒结构框剪比限值探讨 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于静力弹塑性分析的框剪比研究 |
4.1 概述 |
4.2 框架-剪力墙模型静力弹塑性分析 |
4.2.1 模型设计 |
4.2.2 推覆曲线 |
4.2.3 塑性发展过程 |
4.2.4 框剪比变化规律 |
4.2.5 提高框架强度对比研究 |
4.2.6 变刚度对比研究 |
4.3 框架-联肢墙模型静力弹塑性分析 |
4.3.1 模型设计 |
4.3.2 推覆曲线 |
4.3.3 塑性发展过程 |
4.3.4 框剪比变化规律 |
4.4 本章小结 |
第5章 基于增量动力时程分析的框剪比研究 |
5.1 概述 |
5.1.1 分析方法 |
5.1.2 基于ABAQUS的分析模型 |
5.2 模型设计 |
5.2.1 模型基本信息 |
5.2.2 主要设计结果 |
5.3 地震输入 |
5.4 分析结果 |
5.4.1 位移 |
5.4.2 层间位移角 |
5.4.3 基底剪力 |
5.4.4 损伤及塑性发展 |
5.4.5 框剪比 |
5.4.6 框架倾覆力矩 |
5.4.7 刚度退化 |
5.5 倒塌概率分析 |
5.5.1 IDA曲线 |
5.5.2 易损性曲线 |
5.5.3 倒塌储备系数 |
5.6 本章小结 |
第6章 框架-核心筒结构整体抗震性能评价指标 |
6.1 概述 |
6.2 刚度退化系数 |
6.3 试验对比验证 |
6.3.1 试验概况 |
6.3.2 结果对比 |
6.4 评价指标应用 |
6.5 本章小结 |
第7章 框架-核心筒结构框架剪力调整 |
7.1 概述 |
7.2 中美规范框架剪力调整方法比较 |
7.3 框架剪力调整方法建议 |
第8章 结论及展望 |
8.1 主要工作及结论 |
8.2 有待进一步研究的问题 |
8.3 创新点 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(8)剪切型多自由度体系地震性能系数谱与P-Δ效应分析(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
重要符号对照表 |
1.罗马字符变量 |
2.希腊字符变量 |
第1章 绪论 |
1.1 地震概论 |
1.2 地震性能系数研究现状 |
1.3 多自由度体系的研究现状 |
1.4 P-△效应的研究现状 |
1.4.1 P-△效应的静力分析 |
1.4.2 研究现状 |
1.5 特征周期的研究现状 |
1.6 本文的主要工作 |
第2章 基于串杆模型的双周期标准化多自由度体系地震性能系数 |
2.1 引言 |
2.2 计算模型与滞回曲线 |
2.2.1 修正Clough滞回模型 |
2.2.2 滞回曲线的验证 |
2.3 地震波选择与迭代方法 |
2.3.1 地震波选择与特征周期 |
2.3.2 基于位移延性计算方法的迭代过程 |
2.4 单自由度与多自由度体系的地震性能系数 |
2.4.1 第二振型的影响 |
2.4.2 屈服强度比对地震性能系数的影响 |
2.4.3 层数对地震性能系数的影响 |
2.4.4 后期刚度对地震性能系数的影响 |
2.4.5 地震性能系数计算公式 |
2.5 结论 |
第3章 基于强柱/弱梁框架模型的多自由度体系地震性能系数 |
3.1 引言 |
3.2 结构分析模型与地震波选择 |
3.3 屈服强度比对多自由度体系地震性能系数的影响 |
3.3.1 2DOF体系 |
3.3.2 3DOF体系 |
3.3.3 5DOF和10DOF体系 |
3.4 非双周期标准化的地震性能系数谱 |
3.5 破坏模式对地震性能系数 |
3.6 多自由度(MDOF)调整系数 |
3.7 结论 |
第4章 考虑P-△效应的单自由度体系的静力和动力弹塑性地震响应 |
4.1 引言 |
4.1.1 研究现状 |
4.1.2 抗倒塌能力谱 |
4.2 弹塑性阶段P-△效应的静力分析 |
4.3 弹塑性阶段P-△效应的动力分析 |
4.4 不同因素对P-△效应的影响 |
4.4.1 破坏模式的影响 |
4.4.2 后期刚度影响 |
4.4.3 跨数的影响 |
4.5 非双周期标准化的地震性能系数谱 |
4.6 与现有结果的比较 |
4.7 结论 |
第5章 P-△效应对多自由度体系中动力弹塑性地震性能系数的影响 |
5.1 引言 |
5.2 串杆结构模型 |
5.2.1 2DOF体系 |
5.2.2 3DOF和5DOF体系 |
5.2.3 变刚度比串杆模型 |
5.3 框架结构模型 |
5.3.1 双周期标准化 |
5.3.2 非双周期标准化 |
5.4 不同P-△效应系数下框架模型与串杆模型的比较 |
5.5 结论 |
第6章 多自由度体系中不同延性选择对地震性能系数的影响 |
6.1 引言 |
6.2 延性分布 |
6.3 不同延性选择的地震性能系数谱 |
6.3.1 底层延性谱 |
6.3.2 平均延性谱 |
6.3.3 非双周期标准化 |
6.4 5DOF体系的延性开展 |
6.5 上层结构平均延性谱 |
6.6 高层结构延性开展及不同延性的地震性能系数谱 |
6.7 考虑P-△效应的不同控制延性地震性能系数谱 |
6.8 结论 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.1.1 基于串杆模型的双周期标准化多自由度体系地震性能系数 |
7.1.2 基于强柱/弱梁设计准则的多自由度体系地震性能系数 |
7.1.3 单自由度体系抗震设计中的静力与动力弹塑性P-△效应 |
7.1.4 多自由度体系中动力弹塑性P-△效应对地震性能系数的影响 |
7.1.5 考虑多自由度体系中不同延性选择对地震性能系数的影响 |
7.2 工作展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历及在学期间取得的科研成果 |
(9)多层大跨度空间钢网格结构动力性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 多层大跨度楼盖及其发展 |
1.1.1 预应力混凝土楼盖 |
1.1.2 组合网架 |
1.1.3 钢-混凝土组合楼盖 |
1.1.4 空腹网架与空腹夹层板 |
1.1.5 其他楼盖 |
1.1.6 本文的研究对象 |
1.2 空腹夹层板钢网格结构的研究与应用现状 |
1.2.1 钢空腹夹层板的静力性能分析与设计方法 |
1.2.2 钢网格墙的力学性能研究 |
1.2.3 空腹夹层板钢网格结构整体力学性能 |
1.2.4 应用情况 |
1.3 大跨度空腹夹层板钢网格结构中的动力学问题 |
1.3.1 人致振动舒适度研究现状 |
1.3.2 大跨度结构抗震研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
1.4.1 研究问题的提出 |
1.4.2 研究思路及流程 |
1.4.3 研究内容及方法 |
第2章 空腹夹层板钢网格结构组成及构造 |
2.1 钢空腹夹层板构造 |
2.1.1 网格形式 |
2.1.2 网格构造 |
2.1.3 节点构造 |
2.2 钢空腹夹层板设计选型 |
2.3 结构体系 |
2.3.1 框架结构 |
2.3.2 筒体结构 |
2.3.3 空间钢网格盒式结构 |
第3章 钢空腹夹层板模态分析 |
3.1 模态分析与实测 |
3.1.1 模态分析理论与参数识别方法 |
3.1.2 钢空腹夹层板工作模态测试 |
3.1.3 有限元分析及模型验证 |
3.2 钢空腹夹层板自振频率影响因素分析 |
3.2.1 分析模型及计算条件 |
3.2.2 影响因素分析 |
3.2.3 基频分析 |
3.3 楼板竖向基本频率简化计算方法 |
3.3.1 楼板竖向基本频率计算理论模型 |
3.3.2 钢空腹夹层板竖向基频简化计算方法 |
3.3.3 频率简化计算公式数值验证 |
3.4 本章小结 |
第4章 钢空腹夹层板人致振动响应特点及评估方法研究 |
4.1 人致楼盖振动舒适度基本理论 |
4.1.1 人致荷载模型及参数 |
4.1.2 人致楼板振动分析方法 |
4.1.3 人对结构振动的感知及评价标准 |
4.2 钢空腹夹层板人致激励振动特点及影响因素 |
4.2.1 分析模型及方法 |
4.2.2 钢空腹夹层板人致振动响应特点 |
4.2.3 阻尼的影响 |
4.2.4 荷载参数的影响 |
4.2.5 结构参数的影响 |
4.3 钢空腹夹层板人致振动响应分布模型构建 |
4.3.1 高斯分布模型 |
4.3.2 参数估计 |
4.4 基于舒适性保证率的舒适度评估方法 |
4.5 本章小结 |
第5章 钢空腹夹层板节点滞回性能研究 |
5.1 节点抗震性能试验 |
5.1.1 试验概况 |
5.1.2 材料力学性能试验 |
5.1.3 破坏模式 |
5.1.4 滞回曲线 |
5.1.5 刚度及延性 |
5.1.6 耗能性能 |
5.1.7 应变分析 |
5.1.8 试验小结 |
5.2 有限元分析模型及验证 |
5.2.1 分析模型与方法 |
5.2.2 有限元模型的验证 |
5.3 剪力键节点的滞回性能分析 |
5.3.1 分析参数设计 |
5.3.2 计算结果及分析 |
5.3.3 分析小结及设计建议 |
5.4 钢空腹梁-柱节点滞回性能 |
5.4.1 分析参数设计 |
5.4.2 计算结果及分析 |
5.4.3 分析小结及设计建议 |
5.5 本章小结 |
第6章 空腹夹层板钢网格盒式结构抗震性能研究 |
6.1 各种有限元模型在钢网格盒式结构中的适用性分析 |
6.1.1 多尺度有限元建模的关键问题 |
6.1.2 多种有限元模型验证 |
6.1.3 剪力键半刚性节点弹簧-铰模型 |
6.2 空腹梁-柱框架抗震分析 |
6.2.1 分析模型 |
6.2.2 计算结果分析 |
6.3 钢网格盒式结构在罕遇地震下的弹塑性性能 |
6.3.1 分析模型及参数 |
6.3.2 弹塑性变形特征 |
6.3.3 弹塑性位移增大系数分析 |
6.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A(攻读学位期间所发表的学术论文) |
(10)抗震性能梯度GFRP筋—钢筋混凝土桥墩研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 静力弹塑性分析方法介绍 |
1.2.1 常用的桥梁抗震设计方法 |
1.2.2 静力弹塑性Pushover分析方法的研究现状 |
1.2.3 试验方法介绍 |
1.3 桥墩塑性铰研究现状 |
1.4 FRP筋的研究应用 |
1.4.1 FRP筋的简介 |
1.4.2 FRP筋力学性能 |
1.4.3 FRP筋混凝土结构研究现状 |
1.5 本文研究目的及意义 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 主要研究内容 |
1.5.3 创新之处 |
第二章 性能梯度混合配筋桥墩试验方案设计 |
2.1 引言 |
2.2 试验方案设计 |
2.2.1 试件尺寸及配筋设计 |
2.2.2 加载设备及连接方案 |
2.2.3 试验加载制度 |
2.3 试验测试内容及测点布置 |
2.3.1 应变片测点布置 |
2.3.2 位移计测点布置及测量 |
2.3.3 NDI测点布置及测量 |
2.3.4 试件安装加载步骤及注意事项 |
2.4 钢筋力学性能 |
2.5 GFRP筋力学性能 |
2.5.1 试件材料及制作 |
2.5.2 试件拉伸 |
2.6 混凝土力学性能 |
2.6.1 材料配合比 |
2.6.2 混凝土应力-应变关系 |
2.7 本章小节 |
第三章 试验现象及分析 |
3.1 引言 |
3.2 基准试件A试验情况 |
3.2.1 试验过程现象描述 |
3.2.2 裂缝宽度发展情况 |
3.2.3 位移曲线记录 |
3.2.4 应变分析 |
3.2.5 曲率及转角分析 |
3.3 试件B试验情况 |
3.3.1 试验过程现象描述 |
3.3.2 裂缝宽度发展情况 |
3.3.3 位移曲线记录 |
3.3.4 应变分析 |
3.3.5 曲率及转角分析 |
3.4 试件C试验情况 |
3.4.1 试验过程现象描述 |
3.4.2 裂缝宽度发展情况 |
3.4.3 位移曲线 |
3.4.4 应变分析 |
3.4.5 曲率及转角分析 |
3.5 试验结果对比分析 |
3.5.1 试验加载曲线对比分析 |
3.5.2 桥墩塑性铰的判定 |
3.5.3 桥墩的延性性能分析 |
3.5.4 应变数据分析 |
3.6 本章小节 |
第四章 性能梯度混凝土桥墩有限元分析 |
4.1 引言 |
4.2 混合配筋桥墩有限元模型的建立 |
4.2.1 模型参数设置 |
4.2.2 材料本构 |
4.2.3 定义约束、载荷、边界条件及分析步 |
4.2.4 网格划分 |
4.3 模拟结果与试验结果对比分析 |
4.3.1 试件A结果对比分析 |
4.3.2 试件B结果对比分析 |
4.3.3 试件C结果对比分析 |
4.4 本章小节 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
四、浅谈结构延性设计与静力弹塑性分析(论文参考文献)
- [1]装配式钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能足尺试验与分析[D]. 倪韦斌. 山东农业大学, 2021
- [2]带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架结构影响系数研究[D]. 李鑫炜. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]钢结构异形柱框架结构的结构影响系数[D]. 周明潭. 中北大学, 2021(09)
- [4]扁钢管混凝土柱-H型钢梁节点抗震性能研究[D]. 王世毅. 合肥工业大学, 2021(02)
- [5]公路桥梁双柱式墩横桥向抗震性能分析[D]. 徐瑾. 兰州交通大学, 2021(02)
- [6]采用软钢阻尼器的钢筋混凝土框架结构子结构基于延性设计研究[D]. 周娜敏. 昆明理工大学, 2021(01)
- [7]高层建筑框架-核心筒结构双重体系的刚度匹配研究[D]. 陈才华. 中国建筑科学研究院有限公司, 2020(01)
- [8]剪切型多自由度体系地震性能系数谱与P-Δ效应分析[D]. 李潇. 浙江大学, 2020(01)
- [9]多层大跨度空间钢网格结构动力性能研究[D]. 姜岚. 湖南大学, 2020(09)
- [10]抗震性能梯度GFRP筋—钢筋混凝土桥墩研究[D]. 游超. 广州大学, 2020(02)