钢筋砼摩擦耗能支撑框架结构的单元刚度和力学模型分析

为研究钢筋砼摩擦耗能支撑框架结构的动力反应性能 ,对其中的摩擦耗能器单元和框架杆单元的单元刚度和力学模型做了分析。钢筋砼摩擦耗能支撑单元由支撑杆单元和钢板—橡胶摩擦耗能器单元组成 ,支撑单元可取空间杆单元 ,摩擦耗能器单元为平面应力矩形单元。摩擦耗能器单元的剪切恢复力曲线为理想的弹塑性曲线 ,根据耗能器单元的力学模型 ,可确定其在每一时刻的刚度 ;框架结构空间杆单元的恢复力模型采用双线型模型 ,根据杆单元的力学模型 ,可确定其在每一时刻的刚度。并利用所编制的程序对十层单榀两跨空间普通框架和摩擦耗能支撑框架在地震作用下进行了弹塑性反应时程分析 ,结果表明耗能支撑框架的顶层最大位移明显小于普通框架     

钢筋砼磨擦耗能支撑框架结构的单元刚度和力学模型分析

为研究钢筋砼磨擦耗能支撑框架结构的动力反应性能，对其中的磨擦耗能器单元和框加杆单元的单元刚度和力学模型做了分析。钢筋砼磨擦耗能支撑单元由支撑杆单元和钢板－橡胶磨擦耗能器单元组成，支撑单元可取空间杆单元，磨擦耗能器单元为平面应力矩形单元。磨擦耗能器单元的剪切恢复力曲线为理想的弹塑性曲线，根据耗能器单元的力学模型，可确定其在每一时刻的刚度；框架结构空间杆单元的恢复力模型采用双线型模型，根据杆单元的力学模型，可确定其在每一时刻的刚度。并利用所编制的程序对十层单榀两跨空间普通框架和摩擦耗能支持框架在地震作用下进行了弹塑性反应时程分析，结果表明耗能支撑框架的顶层最大位移明显小于普通框架。     

方钢管高强混凝土柱恢复力模型研究

根据23根方钢管高强混凝土柱在反复水平荷载作用下的试验结果,通过理论分析和试验结果的回归分析,提出了方钢管高强混凝土柱的恢复力模型;确定了轴压比、约束效应系数、长细比等主要参数与恢复力模型之间的关系;给出了各特征点参数的计算方法。研究结果表明:最大荷载与屈服荷载的比值、退化刚度与弹性刚度的比值都随着轴压比和长细比的增加而减小,随着约束效应系数的增加而增大;按建议的恢复力模型计算的骨架曲线与试验曲线符合较好。文中建议的恢复力模型既反映了主要影响因素,又便于对结构进行非线性动力分析。     

剪切模型弹塑性地震反应计算

本文提供一种新的剪切模型,适用于分析每层具有刚度不同和恢复力特性曲线不同的构件的多层结构的弹塑性地震反应。本法选用了三种不同恢复力模型,导出了有关的公式,提供了计算程序。当同一楼层各构件的恢复力特性曲线及参数相同时,本文提供的模型可简化为通常的多质点剪切模型。 文中附有两个8层建筑的算例。     

基于钢筋混凝土足尺柱拟静力试验的离线模型更新混合试验方法

离线模型更新混合试验对构件拟静力数据进行恢复力模型参数识别,并更新数值子结构中相应构件的模型参数来提高混合试验精度,但该方法尚缺少真实试验的验证。本文基于课题组开展的足尺RC柱拟静力试验,取恢复力模型为集中塑性铰Ibarra-Medina-Krawinkler（IMK）模型,进行框架结构离线模型更新混合试验研究。结果表明,当物理子结构取为RC足尺柱时,离线模型更新混合试验能获得接近于真实试验情况下结构的地震响应,从而对该方法的有效性进行了试验验证。利用IMK经验公式,将真实试验模型参数识别值按轴压比进行对照修正,应用于不同层数的框架结构地震响应模拟,实现了试验数据的重复利用。     

R.C.框架结构的振动台试验和面向设计的时程分析方法

钢筋混凝土框架结构的弹塑性时程反应分析是抗震设计规范所要求的一项重要内容,但目前还滑有比较简单实用肯计算可靠的方法。本文进行了两个六层钢筋混凝土框架结构模型的地震模拟震动台试验,通过分析试验模型的自振特性、变形形式、加速度反应、位移反应和破坏开矿以及钢筋混凝土框架结构的实际震害,建立了面向设计的钢筋混凝土框架结构弹塑性里程反应分析的计算方法。在这一方法中,对钢筋混凝土框架整体结构采用层间剪切模型,     

中等跨径斜拉桥塔梁弹性约束装置的减震效应研究

对于高烈度设防区的中等跨径斜拉桥,往往采用漂浮或半漂浮体系结构,为防止梁端位移过大,需在桥塔和主梁之间设置合理的弹性索约束。为了得到合理的弹性索刚度值,以一座中等跨径混凝土斜拉桥为例,首先推导了塔、梁之间弹性约束刚度值的估算公式,并建立桥梁的动力分析模型,利用反应谱方法分析了弹性约束装置刚度参数变化对桥梁动力特性、索塔内力和塔顶、梁端位移的影响规律,通过参数分析得到了与公式计算值相吻合的最优解。分析结果表明:本文的弹性索刚度估算公式可以较准确估算弹性索的刚度初始值;弹性索能有效地控制漂浮、半漂浮体系斜拉桥过大的梁端位移,并改善斜拉桥索塔的受力状况。     

钢筋混凝土框架结构层间位移角与构件变形关系研究

层间位移角已作为检验建筑结构抗震性能的主要指标之一而被广泛应用。为实现该指标在钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计中的应用,研究了层间位移角与构件变形之间的关系。首先,采用对部分子结构的弹性理论分析得到了弹性阶段梁变形对层间位移角贡献比例的计算公式。接着,采用对15层钢筋混凝土框架整体结构的非线性地震反应计算结果的统计分析得到了在塑性阶段梁变形对层间位移角的贡献比例回归计算公式。所建立的计算公式反映了梁与柱的相对刚度和强度比例、层闽塑性变形程度的影响。最后,应用该方法进行了一算例分析,计算结果和试验结果比较一致。利用本文提出的计算方法可以方便地把对框架结构的层间位移需求转变为对梁、柱构件的变形要求。     

型钢高性能混凝土剪力墙恢复力模型研究

在前人研究成果的基础上,本文通过对6个型钢高性能混凝土剪力墙荷载-位移滞回曲线的分析,得出了简化的三折线型恢复力模型,并提出各个特征参数的计算公式,计算值与与试验值较为吻合。滞回规则采用考虑刚度退化和强度退化的剪切滞变模型,为型钢混凝土剪力墙的弹塑性分析提供了依据。     

地震作用后钢筋混凝土框架结构恢复性模拟研究

钢筋混凝土框架结构在地震冲击后,其刚体退化特性复杂,存在模拟时结果失真明显的问题。为此,在考虑刚度退化规律的基础上进行分析模拟,研究地震冲击下钢筋混凝土框架结构的恢复性。提取地震作用下钢筋混凝土框架结构滞回曲线,通过有限元分析获取不同的特征点,形成恢复力模型的骨架曲线;依据恢复力模型骨架曲线和刚度退化规律,构建滞回曲线,模拟地震作用后钢筋混凝土框架结构恢复过程。在模拟的钢筋混凝土框架结构恢复实验中,层间位移结果低于5 mm、层间绝对加速度和柱底抬升结果的误差均低于0.1 mm;模拟得到结构的弯矩缝隙都能够实现闭合,钢筋混凝土结构未出现屈服现象,说明模拟的结果较好。     

型钢混凝土柱恢复力模型试验研究

开展了6个1/2比例的型钢混凝土(SRC)框架柱试件的低周反复加载试验.重点考虑轴压力系数和配箍特征值对型钢混凝土柱变形性能和滞回特征的影响.在试验研究基础上,分析了滞回曲线特征,并确定了恢复力模型的滞回规则.通过对试验结果的回归分析确定了卸载刚度和反复加载下的强度退化率,主要考虑参数包括位移延性比和轴压力系数.恢复力模型的骨架曲线由弹性段、强化段和强度退化段组成三线形骨架曲线.骨架曲线采用基于截面条带法和按实验数据的统计回归分析方法确定,其强化段和强度退化段均考虑了轴压力系数的影响.从而建立了能够考虑轴压力系数对滞回特性影响的型钢混凝土柱剪力-侧移恢复力模型.     

楼层侧向刚度比对砌体结构地震易损性的影响分析

砌体结构的震害现象表明楼层侧向刚度不均匀分布是造成其破坏的重要原因之一。本文开展楼层侧向刚度变化对结构易损性的影响分析。以3层和6层砌体结构为例,采用等效多自由度层间剪切模型,基于非线性动力时程分析,定量研究了竖向刚度不规则性对砌体结构易损性的影响。以结构最大层间位移角为地震反应参数,借助增量动力分析及回归拟合方法,建立了基于峰值加速度的结构易损性曲线。通过改变楼层的侧向刚度值来模拟薄弱层,研究了楼层刚度变化对结构不同破坏状态超越概率的影响。通过改变底层与二层的侧向刚度比,分析了底部刚度突变对结构不同破坏状态超越概率分布的影响。研究表明:与规则结构相比,当刚度突变位于结构底层时,在地震作用下结构易损性相对较高;随着底层与二层的侧向刚度比从0.5增大至1.2,结构易损性逐渐降低。当刚度比为1.5时,结构薄弱层由底层转移至二层,结构整体易损性增加;当底层与二层侧向刚度比小于1时,结构倒塌易损性要显著高于规则结构。     

极低屈服点软钢阻尼器恢复力模型的研究

本文通过试验和理论分析探讨极低屈服点软钢阻尼器的恢复力特性。随着塑性变形的发展将恢复力模型中的骨架曲线进行平移,其卸载曲线用Ramberg—Osgood函数来描述,由此得到的恢复力模型定义为骨架平移模型,将其应用于描述极低屈服点软钢阻尼器的恢复力特性、为了验证该馍型的有效性并确定合理的参数,对安装极低屈服点软钢阻尼器的3层钢框架结构进行了拟动力试验．同时用该骨架平移模型模拟极低屈服点软钢阻尼器的恢复力特性进行了大量的弹塑性地震反应分析,通过取用不同平移系数时的数值计算结果与拟动力试验结果的比较,发现平移系数为0．6左右时,该模型具有较高的精度。     

部分柱顶滑移钢筋混凝土框剪结构的简化分析

本文推导了弹性状态下部分柱顶滑移钢筋混凝土框剪结构在摩擦支座滑移和不滑移两种情况下的基本微分方程及周期、位移、内力计算公式,并给出了算例比较。研究表明:(1)摩擦支座滑移情况相比不滑移情况,周期增大,总水平地震作用减小,顶点位移及最大层间位移角均有所减小,总剪力墙的最大弯矩和最大剪力、总框架的层剪力有较大幅度减小;(2)摩擦支座滑移带来的附加剪切刚度比摩擦支座滑移前总滑移柱剪切刚度小;(3)中震或大震当主体结构基本处于弹性工作阶段时,考虑摩擦支座滑移进行计算分析比不考虑摩擦支座滑移更加经济。     

多层砖房的地震可靠性分析

本文给出了多层砖房在其使用期内的地震破坏概率的计算力法。地震扰动用随机过程表示,结构的破坏用最大位移和累积能量耗损两个参数来评定。建议了一个砖结构的恢复力模型,据此模型,通过拟合非弹性反应谱给出了简单砖结构的等效线性参数。在动力分析中,不仅考虑了荷载的随机性,同时还考虑了参数的不确定性和分析模型的误差的影响。作为应用例子,用本方法计算了满足我国现行抗震规范要求的一座三层砖房的地震破坏概率。     

带钢板暗支撑叠合板式剪力墙恢复力模型研究

大量的研究结果表明,在叠合板式剪力墙中引入钢板暗支撑能够有效提高叠合板式剪力墙的抗震性能。为了指导该种带钢板暗支撑叠合板式剪力墙的抗震设计,利用已有的带钢板暗支撑叠合板式剪力墙的试验数据,基于四折线骨架模型,对开裂点、屈服点、峰值点、极限点的荷载、位移及刚度进行计算分析,同时采用逐步回归分析得到了残余位移计算模型,进而构建了带钢板暗支撑叠合板式剪力墙的恢复力模型。通过与试验结果的对比发现：建立的四折线骨架模型获得的各受力阶段的荷载、位移及刚度与试验结果吻合良好,提出的逐步回归分析得到的残余位移模型可以较好地预测带钢板暗支撑叠合板式剪力墙各加载循环的残余位移,因此,文中提出的恢复力模型与残余位移模型能够较为真实地反映带钢板暗支撑叠合剪力墙的滞回特性,可为其抗震设计提供理论依据。     

土石坝地震响应的非线性剪切条模型与对比分析

对一维剪切条计算模型进行改进,提出了土石坝非线性地震反应的简化计算方法。首先将坝体沿坝高离散为一系列的具有不同剪切刚度与阻尼比等参数特性的层状体系,建立了各层的振动控制方程及其边值条件,进而采用数学物理方程方法进行了求解,确定了体系的振动特性,并根据振型叠加原理和Duhamel积分确定了坝体地震反应的线弹性解。采用等价线性化方法考虑坝料的动力非线性性质,通过对线弹性地震响应的反复迭代计算,使得各层土的模量和阻尼比与其相应的剪应变水平相协调,确定出与非线性坝体系统相等效的线性解答,并将所得到的地震响应作为非线性地震响应的近似解。最后,以均质坝和心墙坝作为算例进行了具体的数值计算,将所得结果与有限元数值解进行对比分析,论证了所提方法的适用性和合理性。     

强震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌破坏的三维仿真分析

近年来强烈地震造成的钢筋混凝土框架结构倒塌破坏日益受到关注。本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对强震作用下钢筋混凝土框架结构,从弹性工作阶段到构件开裂直至倒塌破坏的全过程进行了三维非线性仿真分析,仿真结果与真实倒塌过程吻合较好。证明了框架结构底层抗震能力薄弱,由梁柱连接部位的剪切破坏引起的节点区混凝土碎裂是导致结构倒塌的主要原因。同时也说明通过合理选取计算参数和计算模型,可以成功地再现钢筋混凝土框架结构倒塌破坏的全过程,从而发现其在强震作用下的薄弱环节,为揭示框架结构倒塌破坏机理以及提高结构的抗震性能提供理论分析依据。     

屈曲约束支撑半刚性连接框架弹塑性地震位移简化计算

研究屈曲约束支撑半刚性连接框架弹塑性位移计算方法,为这种结构抗震设计提供依据.推导了屈曲约束支撑半刚性连接框架结构侧移刚度计算方法,通过计算屈曲约束支撑和半刚性连接在罕遇地震作用下的有效阻尼比,修正弹性设计反应谱,再利用修正后的设计反应谱进行结构弹塑性层间位移简化计算.通过与弹塑性时程分析对提出的计算方法进行验证.基于有效阻尼比的思想给出的弹塑性位移的简化计算方法可进行屈曲约束支撑半刚性连接框架罕遇地震下的抗震设计.     

层间储液的双层圆柱壳水弹性振动

本文对层间储有液体的双层圆柱层壳水弹性振动进行了详细的分析，重点研究了计算了双层圆柱厚壳考虑的剪切影响的刚度阵、质量阵及其水弹性动力特性，经出动水压力分布规律和任意动载荷下的动位移响应。文后附有算例，证明了本文方法的正确性和合理性。