单层柱面网壳风致动力失效特征及简化分析

为简化网壳结构在风荷载下的弹塑性动力失效分析过程,提出了基于动力失效的等效静力风荷载的简化计算方法,使网壳结构的抗风设计同时满足强度和稳定性的要求.通过对单层柱面网壳结构进行风荷载下的静力、动力失效全过程分析,给出了综合Budiansky-Roth准则和Hsu S C准则的动力失效判别方法,以准确、有效地确定网壳结构的动力失效临界荷载系数.结合概念分析和定量计算,指出了风荷载下网壳结构的动力失效模式包括弹性动力失稳破坏、弹塑性动力失稳破坏和塑性动力强度破坏.对比网壳结构的静力、动力失效临界荷载系数,确定了基于动力失效的等效静力风荷载系数,可为网壳结构抗风设计提供参考.     

某雨棚多跨连续张弦梁结构的设计与静力弹塑性分析

多跨连续张弦梁结构是一种新型的平面张弦梁结构形式.介绍了某雨棚多跨连续张弦梁结构的设计概况和结构体系选用,并对结构进行了抗震性能分析.根据静力弹塑性(Pushover)分析的基本原理,对该结构进行最不利荷载组合下的静力弹塑性计算分析.计算结果表明:Pushover分析可以从能力谱曲线、层间位移角和塑性铰分布及变形方面综合地对该类大跨度钢结构进行抗震性能的评估,它是实现基于性能化设计的有效方法.     

多层大悬挑钢结构体系静力与抗震性能设计

内蒙古伊旗全民健身体育中心主体结构采用下部收进、上部多层大悬挑结构,体系的竖向刚度明显不规则,使得结构体系在静力及罕遇地震作用下弹塑性性能成为结构体系安全控制的关键因素。首先对主体结构进行静力弹塑性分析,选取性能目标对不同方案进行对比,优化选择了带外斜交网格结构的多层大悬挑结构体系。随后分别采用振型分解反应谱法、弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析方法对该结构体系进行了抗震性能分析,重点对结构的不规则性、结构安全性、大震下弹塑性性能及抗倒塌性能进行分析。分析表明,按选定性能目标优化得到的结构体系经济合理,实现了多层大悬挑结构在静力及地震作用下性能安全的设计目标。     

框架结构静力弹塑性分析方法与非线性动力分析方法的对比

介绍了静力弹塑性(Pushover)和非线性动力基本分析方法和原理,为了探讨两种方法下结构分析的差异,对一按现行抗震规范设计的8层钢筋混凝土结构进行了3条地震波作用下的时程分析和5种侧向加载方式的静力弹塑性分析。通过结果的比较,提出对现行规范反应谱中长周期结构罕遇地震作用取值修改的建议。修改后,由两种方法分析所得到的结构在大震下的顶点位移、基底剪力、楼层位移和层间位移等结构反应非常接近。     

高层钢结构弹塑性抗震分析静动力综合法

现有的高层建筑结构罕遇地震分析方法可以归结为两大类,弹塑性动力时程分析方法和静力弹塑性分析方法。这两类方法各有其优点和不足。将动力和静力弹塑性分析方法结合起来,发挥各自的优势是改进高层建筑结构罕遇地震分析方法的一种思路。本文提出了一种可以应用于高阶振型和扭转效应不可忽略的高层钢结构罕遇地震分析方法———静动力综合法。该方法结合了动力弹塑性时程分析、高层建筑结构等效弹塑性层模型和静力推覆分析方法的优点。通过算例分析验证了静动力综合法的合理性和适用性,以及静力弹塑性分析方法在三维非对称结构中应用的可行性。     

国家体育场大跨度钢结构罕遇地震性能分析

采用杆端塑性铰模型、动力弹塑性分析法和静力弹塑性分析法对国家体育场大跨度钢结构罕遇地震作用下的性能进行了分析。三维动力弹塑性分析的输入包括4组地震记录和1组人工地震波;静力弹塑性分析包括单向、双向和三向推覆共12种工况。结果表明,罕遇地震作用下,国家体育场大跨度钢结构最大位移小于其限值;主结构的塑性铰主要出现在桁架柱,数量很少,且屈服程度较轻;次结构的塑性铰数量少,极少数铰的强度下降至残余强度;结构的整体刚度没有下降,承载能力未达到最大。国家体育场大跨度钢结构设计达到了预定的抗震设防性能目标。对静力和动力弹塑性分析两种方法的结果进行了比较,探讨了静力弹塑性分析合适的加载模式,为大跨度钢结构的静力弹塑性分析提供了参考。     

框架结构抗震性能评估的可靠性分析

基于静力弹塑性分析方法和随机振动理论,对框架结构进行了分析研究。通过性能评估的能力谱方法,得出罕遇地震作用下结构的层间位移与损伤状态,再利用改进均值反应谱方法计算结构弹塑性层间最大位移的均方响应和不同损伤状态的概率。利用上述方法对规则框架结构算例进行可靠性分析,结果表明,改进均值反应谱方法可以对评估结构进行进一步的概率分析,对结构抗震性能评估具有一定的意义。     

基于能力谱法原理的改进模态静力弹塑性分析

模态静力弹塑性分析法中,动力时程分析部分的可操作性较差,且分析结果不稳定.用能力谱法替代原有的动力时程分析,在现行规范加速度反应谱基础上计算结构各振型等效单自由度体系各性能水平的位移反应,然后将其转化为相应多自由度结构的位移反应,并通过平方和开方法求得结构的总位移反应,用其与结构某一性能水平的位移(层间位移角)限值进行...     

基于性能的既有框架结构隔震加固设计方法

为了提高既有框架结构的抗震性能,采用隔震技术对其进行加固,提出基于性能的隔震加固设计方法。首先采用结构的层间位移角定义结构的性能目标,对非隔震结构进行静力弹塑性分析,基于静力弹塑性的分析结果,提出隔震加固方案,最后通过隔震结构的动力弹塑性时程分析,验证基于性能的隔震加固设计方法的有效性。结果表明,采用基于性能的隔震加固设计方法设计的隔震结构能够达到既定的抗震设防目标。     

大矢跨比单层球面网壳动力试验模型弹塑性稳定分析

为了解水平地震作用下具有不同失效机制的单层球面网壳结构在静力荷载作用下的弹塑性稳定性能,利用有限元软件ANSYS,对两个矢跨比为1/2的单层球面网壳结构试验模型进行双重非线性全过程分析,获得结构的弹塑性极限承载力,比较二者的失稳模态,初步了解二者之间的差异。考察结构杆件屈曲、初始缺陷等因素对结构稳定性能的影响,并分析各因素对结构极限承载力的影响规律。结果表明,地震作用下,具有强度破坏特征的网壳结构在静力下的失稳模式表现为结构的整体失稳,而发生动力失稳破坏的结构则表现为局部失稳破坏。杆件失稳和初始缺陷使结构的临界荷载大幅度降低,且地震作用下属于强度破坏的单层球面网壳结构在静力下对初始缺陷的敏感性大于动力失稳破坏结构。     

浅谈静力弹塑性分析方法

叙述了静力弹塑性分析的基本原理及实施步骤,介绍了两种弹塑性静力分析方法,即ATC-40能力谱法和FE-MA-273/274中的等效位移系数法,从而为建筑结构抗震设计奠定了基础。     

Vibration control of structures using adjustable slippage elements

A new method for passive control of structural vibrations is introduced and investigated. The method is based on providing nonlinearity to the stiffness of a structure by installing elements with adjustable slippage in the proper locations. An adjustable slippage element (ASE) is a mechanical link with a two-branch elastic force–displacement response. The slippage threshold, which is the transition point between the two branches, can be adjusted within a relatively broad range, and can thus control the shape of the force–displacement curve of the element. An ASE can be used to rearrange the elastic restoring forces in the structure protected, and can be used separately or in combination with other passive control systems such as conventional damping devices. A structure equipped with such elements may gain enhanced dynamic performance, because the ASE redistributes elastic and plastic deformations, decreases force transmissibility, and improves resonance escape properties. These effects are achieved by separating the characteristic displacement within the ASE device among four prestressed elastic springs. The relative deformation between these elastic springs is controlled by their designed stiffness and also by the level of prestressing. The latter also controls the value of the slippage threshold of the device. The present study investigates the behavior and effectiveness of the proposed elements by considering a single-degree-of-freedom (SDOF) system equipped with an ASE and subjected to harmonic loading and earthquake base excitation.     

深圳某高层钢结构住宅结构设计

深圳某钢结构住宅项目为高度92.1m的高层建筑,采用钢管混凝土框架-核心筒结构体系,局部采用钢板剪力墙。介绍该工程的主要特点和结构分析的有关内容,包括结构布置、抗震设计等。采用SATWE进行多遇地震作用和风荷载作用下结构的计算分析,采用PUSHEPDA进行罕遇地震下的静力弹塑性推覆(Pushover)分析。计算结果表明,该结构满足规范的各项要求,并采取了一些构造加强措施,可供同类工程参考。     

无梁楼盖结构的弹性与塑性计算方法

阐述了无梁楼盖结构的弹性与塑性的计算方法,介绍了各种计算方法的适用条件,对比了弹性与塑性计算方法各自的特点,指出实际工程中应结合弹性塑性计算方法,给出无梁楼盖经济合理的配筋效果。     

能力曲线折线简化方法对比研究

将结构的能力曲线简化为二折线是确定结构的恢复力骨架曲线特征点（屈服点和屈服后刚度）、计算结构延性和等效阻尼比的关键。文中介绍了三种曾经建议的由结构能力曲线确定等效屈服点和屈服后刚度的方法,对三个框架结构算例采用上述建议方法计算的等效屈服力和屈服位移进行了对比分析,并以此屈服点和屈服后刚度作为等效单质点体系的恢复力骨架曲线,采用非线性动力时程分析法计算了等效单质点体系在罕遇地震下的最大弹塑性位移,通过与杆系模型非线性动力分析法计算的顶点位移对比,从而得到关于能力曲线简化方法的建议。     

能力谱方法中桥梁抗震性能的影响因素

介绍了能力谱方法的原理及基本步骤,并结合桥梁工程分析了在能力谱方法中地震烈度及场地条件对桥梁抗震性能的影响,指出地震烈度越大,性能点的位移也逐渐增大,总体趋势是地震反应由弹性进入塑性;场地条件越差,地震反应越大,性能点位移增加较快,抗震能力下降也较快。     

罕遇地震作用下钢筋混凝土结构的静力弹塑性分析

鉴于建筑结构工程静力弹塑性分析方法(推覆分析法)存在的不足,进行了静力弹塑性分析方法的误差定性分析。采取实用的钢筋混凝土材料模式,完成了基于材料非线性的大型钢筋混凝土结构的弹塑性计算,模拟了北京新保利大厦结构的非线性动力响应特性,提出了推覆分析法中承载力谱曲线的修正方法,使推覆分析法的计算精度得到改善。     

大跨度连续梁拱组合体系桥梁减震设计

分析了大跨度连续梁拱组合体系桥梁的地震易损部位特点,提出了有利于该类桥梁抗震设计的合理塑性铰出现顺序。简要介绍了桥梁地震位移响应的控制机理,以及两类具体的位移控制装置:弹性连接装置和粘滞阻尼器,并对两种位移控制装置进行了参数敏感性分析。最后以一实桥为例,介绍了大跨度连续梁拱组合体系桥梁的减震设计。研究表明,弹性连接装置和粘滞阻尼器均能有效地控制结构的地震位移响应,但如果考虑到经济性和耐久性因素,弹性连接装置稍有优势。     

地震作用下土钉支护边坡动力分析

应用动力弹塑性有限元方法,研究了双向地震激励下土钉支护边坡动力响应。考虑土体与支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型。给出了地震波和阻尼的选取方法。应用了非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用了可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与结构的相互作用由接触单元模拟。研究内容包括边坡竖向地震响应、水平地震响应,土钉的地震响应,土压力地震响应。结果表明土钉支护边坡延性大,有很好的抗震性能;地震作用后各层土钉轴力都增大;边坡在地震作用下产生永久位移;地震作用下土压力峰值形状与地震作用前的土压力形状相似。这些结论对土钉支护边坡的抗震设计与动力分析有较高的参考价值。     

华能大厦单层柱面网壳的设计及分析

以某低矢跨比的单层柱面网壳分析与设计为例,分析该网壳在各种荷载作用下的受力特点;讨论网壳支承刚度对网壳的受力影响;介绍网壳的设计和节点构造方法;并着重研究网壳的整体稳定性。得出：低矢跨比单层柱面网壳的整体稳定对支承刚度和初始几何缺陷较敏感;考虑塑性影响后,低矢跨比柱面网壳的稳定承载力相对弹性稳定承载力有大幅度降低;不同...