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簡介:隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口密度的增大近年來的震害表明雖然減少了人員傷亡但地震所造成的損失去卻越來越大建筑物使用功能的喪失和震后重建所花費的時間和費用將大大超出社會和業(yè)主所能承受的限度。學者們結(jié)合震害分析了現(xiàn)行規(guī)范的不足。在這一背景下20世紀90年代初期由美國學者首先提出基于性能的抗震設計思想并引起了各國的廣泛關(guān)注現(xiàn)已成為21世紀各國抗震設計規(guī)范修訂的主流方向。本文針對抗震分析方法中簡便而有效的能力譜法結(jié)合基于性能位移的抗震評估和設計理論進行了以下研究工作1近年來地震帶來的巨大損失說明了我國現(xiàn)行規(guī)范抗震設計方法的不足介紹了基于性能的抗震設計在國內(nèi)外的研究概況闡述了基于性能的抗震設計的目的、內(nèi)容和設計方法并總結(jié)了基于性能的抗震設計有待解決的問題。2介紹了靜力彈塑性分析PUSHOVER分析同基于性能的抗震設計的關(guān)系及PUSHOVER分析的主要功能、優(yōu)點和缺點以及PUSHOVER分析理論的發(fā)展、實施步驟和側(cè)向荷載分布方式。3將PUSHOVER分析和反應譜相結(jié)合可以看成是能力譜法。本文介紹了能力譜法的基本理論、實施步驟及存在的問題根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)各性能水準對應的層間位移角限值對能力譜法進行了改進使之能與性能水準結(jié)合更緊密、更方便的對結(jié)構(gòu)各性能水準做出評估。通過算例說明了本文方法的可行性并與非線性動力分析結(jié)果進行了比較顯示了此法的有效性。4基于位移的抗震設計是實現(xiàn)基于性能的抗震設計的有效手段其能直接利用各性能水準的層間位移角限值對結(jié)構(gòu)進行設計。若根據(jù)本文提出的能力譜法對結(jié)構(gòu)進行評估后結(jié)構(gòu)不滿足某一性能水準則可以采用評估結(jié)果有針對性的對該性能水準進行基于位移的重新設計。本文對兩個算例進行了基于位移的抗震設計并用非線性動力分析對其進行抗震分析分析結(jié)果驗證了按本文采用的基于位移抗震設計方法的有效性和合理性。5根據(jù)汶川地震中框架結(jié)構(gòu)較普遍的“強梁弱柱”破壞形式考慮樓板對梁端強度和剛度的影響采用整澆鋼筋混凝土框架分別按不考慮和考慮整澆鋼筋混凝土樓板參與框架作用進行靜力彈塑性PUSHOVER分析通過結(jié)構(gòu)的抗側(cè)能力、塑性鉸出現(xiàn)的順序來考察結(jié)構(gòu)的抗震性能并分析了考慮樓板作用時柱配筋的變化情況今后基于性能抗震設計研究方面考慮樓板作用應是值得注意的一點。
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簡介:近年來國內(nèi)的高層建筑迅猛發(fā)展如今的發(fā)展趨勢使得建筑能夠具有更高的高度、更復雜的體形、更齊全的功能以及更強的綜合性。高層建筑結(jié)構(gòu)受水平作用的影響很大結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移在設計中成為主要的控制指標。經(jīng)前人研究表明通過合理設置加強層能比較有效地減小高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移。加強層的設置會涉及很多問題對高層建筑結(jié)構(gòu)的工程設計而言研究帶加強層結(jié)構(gòu)體系的受力特性與破壞特征有著非常重要的意義。目前國內(nèi)外已有不少關(guān)于加強層對結(jié)構(gòu)抗震影響的文獻然而基于復雜高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究很少本文旨在對這方面問題略作一些探討。下面對本文所做的主要工作稍作介紹。本文先是通過有限元軟件ANSYS建立了一個帶有體型收進的45層框架一核心筒結(jié)構(gòu)三維模型然后設計了該結(jié)構(gòu)配置有不同位置及數(shù)量加強層的方案并且針對每種方案分別進行了模態(tài)分析、彈性時程分析以及彈塑性時程分析再將這些方案的結(jié)果進行比較分析。其中模態(tài)分析能夠得到加強層對結(jié)構(gòu)的動力特性的影響;彈性時程分析可以反映在地震作用下加強層對結(jié)構(gòu)的位移及內(nèi)力分布的影響;彈塑性時程分析則能夠得到強烈地震作用下加強層對結(jié)構(gòu)延性的影響。最后本文通過總結(jié)計算結(jié)果得到了若干結(jié)論希望能對同類高層和超高層建筑的抗震設計提供一定依據(jù)和借鑒。
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簡介:華僑大學碩士學位論文新型砌體填充墻RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究姓名朱雁茹申請學位級別碩士專業(yè)工程力學指導教師郭子雄20100601華僑大學2010屆碩士學位論文摘要II數(shù)值模擬,將模擬結(jié)果應用于新型填充墻RC框架的骨架曲線計算,驗證恢復力模型骨架曲線的準確性。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞新型砌體;填充墻框架;抗震性能;高寬比系數(shù);改進等效斜撐桿恢復力模型;非線性分析
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簡介:碩士學位論文1王B30臼高層鋼框架結(jié)構(gòu)強震損傷評估與抗倒塌設計DAMAGEASSESSMENTANDDESIGNOFRESISTANCETOCOLLAPSEFORHIGHRISESTEELSTRUCTUREDUETOSTRONGEARTHQUAKES作者楊冬玲導師姚謙峰徐龍河北京交通大學2010年6月/中圖分類號TU3520327UDC624學校代碼10004密級公開北京交通大學碩士學位論文高層鋼框架結(jié)構(gòu)強震損傷評估與抗倒塌設計DAMAGEASSESSMENTANDDESIGNOFRESISTANCETOCOLLAPSEFORHIGHRISESTEELSTRUCTUREDUETOSTRONGEARTHQUAKES作者姓名楊冬玲導師姓名姚謙峰徐龍河學位類別工學學科專業(yè)結(jié)構(gòu)工程學號08121574職稱教授講師學位級別碩士研究方向高層建筑結(jié)構(gòu)倒塌機制研究北京交通大學2010年6月
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簡介:工程結(jié)構(gòu)的地震損傷分析是新一代“基于性能的地震工程”的主要研究內(nèi)容,得到了廣泛研究。但現(xiàn)有地震損傷分析中,構(gòu)件層次研究多于結(jié)構(gòu)層次研究,二維平面結(jié)構(gòu)層次研究多于三維立體結(jié)構(gòu)層次研究。由于鋼筋混凝土材料的各項異性,因此,開展鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的二維、三維地震損傷分析具有重要意義。本文的研究內(nèi)容可以歸納為以下四個部分1詳細介紹了OPENSEES損傷分析模塊中的五種單元損傷模型以及我國學者呂大剛和王光遠提出的LUWANG損傷模型;基于美國太平洋地震工程研究中心(PEER)的鋼筋混凝土柱試驗數(shù)據(jù)庫,利用統(tǒng)計分析,給出了LUWANG損傷模型的耗能因子Β的回歸公式;2修正并校準了OPENSEES中的關(guān)于KRATZIG損傷模型、MEHANNYDEIERLEIN損傷模型和HYSTERETICENERGY損傷模型的源程序,將LUWANG損傷模型加入到OPENSEES的損傷模塊中,并對混凝土圓形柱和矩形柱進行了不同損傷模型的對比分析;3針對同一設計結(jié)構(gòu),分別建立基于位移的非線性梁柱單元和集中塑性鉸單元的OPENSEES平面框架模型。針對前者采用OPENSEES直接計算,針對后者采用MATLAB后處理,分別進行了結(jié)構(gòu)單元地震損傷分析并進行對比分析。采用三種加權(quán)組合方式,對鋼筋混凝土平面框架結(jié)構(gòu)進行了二維整體損傷分析。本文將損傷指數(shù)引入構(gòu)件重要性評定,提出了兩種基于損傷的構(gòu)件重要性系數(shù),并獲得構(gòu)件重要性排序;4本文提出了一種新的三維局部損傷模型,以OPENSEES作為計算平臺,采用兩種三維整體損傷計算方法對鋼筋混凝土空間框架結(jié)構(gòu)進行了整體損傷分析。
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簡介:河北工業(yè)大學碩士學位論文鋼筋混凝土網(wǎng)格框架節(jié)能結(jié)構(gòu)體系抗震性能研究姓名楊江波申請學位級別碩士專業(yè)結(jié)構(gòu)工程指導教師田穩(wěn)苓201012鋼筋混凝土網(wǎng)格框架節(jié)能結(jié)構(gòu)體系抗震性能研究IISTUDYONTHERCGRIDFRAMESTRUCTUREWITHASEISMICPERFORMANCEOFINSULATINGFORMABSTRACTGRIDFRAMESTRUCTUREISAKINDOFLIGHTWEIGHT,HIGHSTRENGTH,SEISMICINTENSITY,ENERGYSAVINGARCHITECTURENEWSYSTEM,INTHERESEARCH,WEHAVETAKENALOTOFRESEARCHRESULTSHOWEVER,ASAKINDOFNEWSTYLESTRUCTURESTILLHASMANYPROBLEMSNEEDSFURTHERRESEARCHANDIMPROVEMENTBASEDONTHEENERGYSTRUCTURE,MAINSTRESSCOMPONENTSOFSYSTEMFRAMEWORKOFGRIDMESHFRAMESHEARWALLASTHEMAINRESEARCHOBJECTTHELOADINGMECHANISM,FAILUREMODE,THESEISMICPERFORMANCE,MAKESADETAILEDSTUDYOFTHEWORK,THISPAPERMAINLYINCLUDE1THROUGHTHERATIOOFHIGHTOWIDTHIS069,11ANDTHREEMESHFRAMESHEARWALLINLOWCYCLICLOADINGEXPERIMENTRESEARCH,PUTFORWARDTHEMAINFAILUREMODESANDEXPLORETHEDIFFERENTSITUATIONSOFBADMODECAPACITYANDSTIFFNESSOFTHEWALLDEFORMATION,DUCTILITYANDENERGYCONSUMPTION,ETC2THROUGHTHEGRIDFRAMESHEARWALLARENONLINEARFINITEELEMENTANALYSISANDSIMULATIONEXPERIMENTOFINTERNALFORCEANDDEFORMATIONOFSTRUCTURES,DEVELOPINGTHEPROCESSOFFORMATIONANDEXTENSIONOFCRACKSANDTHEFAILUREPROCESSOFWALL,FAILUREPATTERNANDTHEULTIMATEBEARINGCAPACITY,ANDCOMPAREDWITHTHEEXPERIMENTDATA,ESTABLISHTHEPHENOMENONOFTHEFEASIBILITYOFTHESIMULATIONDATA3ACCORDINGTOTHELIMITATIONSOFTHERESEARCH,USINGFINITEELEMENTANALYSISMODELFORFURTHERANALYSISOFCONCRETESTRENGTHGRADE,AXIALCOMPRESSIONRATIO,FLANGEONTHEWALLSEISMICPERFORMANCEIMPACTONTHESEISMICPERFORMANCEOFTHEWALLTHUSWECANMOREFULLYDISCUSSEFFECTSOFBEARINGCAPACITYANDSTIFFNESSOFTHEWALLDEFORMATION,ANDDUCTILITYANDENERGYCONSUMPTIONOFSEISMICPERFORMANCEETCKEYWORDSGRIDFRAME,FAILUREFORM,ENERGYDISSIPATIONCAPACITY,SEISMICPERFORMANCE,F(xiàn)RACTUREDEVELOPMENT
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簡介:鋼管混凝土具有優(yōu)越的力學性能因而在實際工程尤其是高層和超高層建筑中得到了越來越廣泛的應用鋼管混凝士在高層和超高層建筑中通常是與鋼或鋼筋混凝土形成組合結(jié)構(gòu)。我國是地震頻發(fā)的國家要更廣泛地推廣鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)就必須對這種結(jié)構(gòu)體系的抗震性能有充分的認識然而由于鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)是一種新型的結(jié)構(gòu)目前對其抗震性能的研究還存在許多不足。為了考察鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)的抗震性能本文選取了10層鋼管混凝士組合框架結(jié)構(gòu)建立了該結(jié)構(gòu)基于ANSYS的三維有限元分析模型并進行了以下三個方面的研究1進行了結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析得到了結(jié)構(gòu)的動力特性。2進行了結(jié)構(gòu)的彈性時程分析得到了結(jié)構(gòu)在多遇地震下的響應對比分析了不同單向地震波輸入、單向地震波以不同方向輸入、單向和雙向地震波輸入下結(jié)構(gòu)地震響應的差異。3進行了結(jié)構(gòu)在多遇地震下采用不同阻尼模型不同阻尼比及結(jié)構(gòu)鋼管混凝土柱內(nèi)混凝土選用不同強度等級時的彈性時程分析對比分析了阻尼模型選取、阻尼比取值對結(jié)構(gòu)地震響應計算結(jié)果的影響通過對采用材料相關(guān)剛度比例阻尼和采用剛度比例阻尼時的地震響應的對比給出了結(jié)構(gòu)模型的整體阻尼比取值范圍研究了混凝土強度等級變化對結(jié)構(gòu)地震響應和采用不同阻尼模型時的地震響應計算結(jié)果差值的影響。
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簡介:近十幾年來,我國高層建筑普遍采用高層混合結(jié)構(gòu)。最開始,鋼框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)應用最為普遍,但該結(jié)構(gòu)中核心筒剛度遠遠大于外鋼框架,使該結(jié)構(gòu)抗震性能不協(xié)調(diào),不能合理地分擔地震力,在罕遇地震作用下有可能無法起到第二道防線的作用。因此在地震區(qū),特別是高烈度區(qū),較少采用。采用型鋼混凝土柱增加了外框架的抗拉、抗彎、抗剪性能,保證了框架能夠承擔較大的傾覆力矩和剪力,型鋼混凝土框架作為框架核心筒結(jié)構(gòu)第二道防線是一種理想的形式。因此,近年來型鋼混凝土框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)在我國地震區(qū)特別是高烈度區(qū)得到了廣泛的應用。高層建筑中,為適應建筑使用功能的要求,在結(jié)構(gòu)中往往要設置轉(zhuǎn)換層。梁式轉(zhuǎn)換層由于其傳力直接、明確,便于計算而得到了廣泛的應用,近年來由于型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁承載力高,剛度好,塑性、耐久性及抗震性能高,在實際工程中逐漸應用開來。兩者結(jié)合就形成了型鋼混凝土框支框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)。設置轉(zhuǎn)換層后結(jié)構(gòu)豎向剛度均勻性受到破壞,力的傳遞途徑有很大的改變,有必要對結(jié)構(gòu)的抗震性能進行分析。因此,本文在結(jié)合前人對型鋼混凝土框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)研究的基礎上,建立了三維空間計算模型,采用有限元分析、設計軟件ETABS對型鋼混凝土框支框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的地震反應進行了多方面的計算分析,從中總結(jié)轉(zhuǎn)換層設置高度及轉(zhuǎn)換層上、下等效側(cè)向剛度比改變時,其地震作用下結(jié)構(gòu)地震反應的一般規(guī)律,地震反應包括對結(jié)構(gòu)自振周期、頂點位移、層間位移角、各層總剪力彎矩分布、轉(zhuǎn)換層附近內(nèi)力分布及框支柱內(nèi)力分布等幾個方面。論文進一步分析了地震區(qū)型鋼混凝土框支框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的動力時程響應,針對其動力反應的特點,探討了轉(zhuǎn)換層的設置在抗震設計中應注意的問題,總結(jié)了相應的有效措施和解決方法,并提出了地震區(qū)采用型鋼混凝土框支框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的設計要點,對于同類高層和超高層建筑在抗震設計中提供了借鑒作用。
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簡介:混凝土結(jié)構(gòu)在建成投入使用后其力學性能會隨著服役時間的推移而劣化從而產(chǎn)生耐久性損傷。針對目前抗震研究沒有考慮結(jié)構(gòu)耐久性損傷的現(xiàn)狀本文從影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性損傷的主要因素鋼筋銹蝕出發(fā)進行了銹蝕鋼筋混凝土壓彎構(gòu)件的反復加載試驗建立了銹蝕鋼筋混凝土壓彎構(gòu)件的恢復力模型編制了考慮鋼筋銹蝕的框架結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析計算程序?qū)︿摻罨炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)在不同銹蝕率下的地震反應進行了分析探討了既有混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能和地震損傷評估等問題。本文首先對既有混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生耐久性損傷的因素以及損傷結(jié)構(gòu)材料與構(gòu)件的力學性能進行了系統(tǒng)總結(jié)和分析提出了用衰減函數(shù)定義的既有混凝土結(jié)構(gòu)材料力學性能和構(gòu)件的抗力模型并考慮了與現(xiàn)行規(guī)范的銜接。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)整體耐久性損傷指數(shù)的定義和計算提出了用耐久性損傷指數(shù)對混凝土結(jié)構(gòu)進行耐久性評定的方法。利用自然暴露、干濕交替和電化學快速銹蝕等多種方法制作了17根銹蝕鋼筋混凝土試件分別進行了四種軸壓比下的低周反復加載試驗試驗研究了鋼筋銹蝕對試件的滯回曲線、強度、剛度、變形和耗能等抗震性能的影響分析了銹蝕鋼筋混凝土壓彎試件的恢復力特性探討了鋼筋銹蝕對構(gòu)件剛度和延性系數(shù)的影響以及剛度退化與構(gòu)件鋼筋銹蝕損傷的關(guān)系。討論了上述要素對既有混凝土框架結(jié)構(gòu)的動力計算參數(shù)的影響。在試驗研究和現(xiàn)有鋼筋混凝土壓彎構(gòu)件恢復力模型研究成果的基礎上,給出了銹蝕鋼筋混凝土壓彎構(gòu)件屈服剪力和屈服位移、極限剪力和極限位移、破壞剪力和破壞位移與鋼筋銹蝕量及軸壓比的統(tǒng)計關(guān)系從而建立了銹蝕鋼筋混凝土壓彎構(gòu)件的恢復力模型。利用已有文獻資料的試驗數(shù)據(jù)對該模型進行了驗證結(jié)果吻合較好。參考現(xiàn)有的研究成果建立了銹蝕鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的動力分析模型編制了考慮鋼筋銹蝕的混凝土平面框架結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析計算程序XSHPK。利用該程序?qū)︿摻罨炷量蚣茉诓煌P蝕率下的地震反應進行了對比分析結(jié)果顯示損傷結(jié)構(gòu)的抗震性能降低嚴重。采用基于功能鋼筋銹蝕率位移的能力譜方法PUSHOVER分析方法對銹蝕鋼筋混凝土框架的抗震性能進行了評估結(jié)果表明采用能力譜方法可以近似地確定地震作用下既有混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。根據(jù)已有混凝土結(jié)構(gòu)地震破壞指標的綜合統(tǒng)計分析給出了適合既有鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的地震損傷評估模型確定了評估指標與允許地震損傷程度的定量關(guān)系。通過算例對本文所建立的地震損傷評估模型的實際可行性進行了驗證。
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簡介:我國是世界上地震災害頻發(fā)的國家,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)作為我國目前最為廣泛采用的建筑結(jié)構(gòu)體系之一,在2008年的“512”汶川地震中表現(xiàn)出地震易損性較高的問題,因此對其抗震性能的研究極為重要。又因在框架結(jié)構(gòu)的抗震破壞中填充墻的破壞是一突出問題,由于在我國當前的設計中,框架結(jié)構(gòu)中填充墻的布置多數(shù)是建筑師確定的,其主要是依據(jù)建筑使用功能的要求,因此我國的框架結(jié)構(gòu)房屋中經(jīng)常會出現(xiàn)填充墻隨意布置、平面布置嚴重不對稱、豎向布置嚴重不連續(xù)等情況;同時根據(jù)我國現(xiàn)行的抗震設計規(guī)范,目前在進行框架結(jié)構(gòu)設計時沒有充分考慮填充墻對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響?;谝陨显颍芯刻畛鋲蚣芙Y(jié)構(gòu)抗震性能的影響,并將其應用在新建框架結(jié)構(gòu)或框架結(jié)構(gòu)的加固設計中,具有重要的現(xiàn)實意義。作為世界上地震災害最頻繁的國家,日本的結(jié)構(gòu)抗震研究處于世界領(lǐng)先水平。本文借鑒日本的鋼筋混凝土抗震鑒定標準中對抗震墻框架結(jié)構(gòu)的抗震鑒定方法三階段抗震鑒定IS方法,對框架結(jié)構(gòu)中填充墻的抗震性能進行研究分析,并提出我國對現(xiàn)有填充墻框架結(jié)構(gòu)抗震鑒定的一些建議。主要工作包括以下幾個方面首先,本文將以2008年的“512”汶川地震中都江堰某住宅小區(qū)中的一框架結(jié)構(gòu)為例,采用日本三階段抗震鑒定IS方法對其在不考慮和考慮填充墻的情況下分別進行第一級和第二級鑒定。對純框架結(jié)構(gòu)和填充墻框架結(jié)構(gòu)的鑒定結(jié)果進行比較分析,說明填充墻對框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)能力的影響。其次,借鑒日本的抗震鑒定規(guī)范,初步提出適用于我國的框架結(jié)構(gòu)的抗震鑒定方法。采用該方法對同一框架結(jié)構(gòu)進行第一級和第二級鑒定。將其鑒定結(jié)果與按日本方法計算時的結(jié)果相比較,分析該方法在我國的可行性。本文的研究成果,可用于填充墻對框架結(jié)構(gòu)抗震性能影響的研究,也可作為完善我國鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震鑒定方法的參考。
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簡介:隨著中國土木工程行業(yè)的迅猛發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)體系得到了更加廣泛的應用。目前工程界對鋼結(jié)構(gòu)建筑在常規(guī)載荷作用下的設計已經(jīng)比較完善,而對于各種偶然載荷(如火災、汽車撞擊及爆炸等)作用引起的結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌行為還存在許多值得探討的內(nèi)容。眾所周知,結(jié)構(gòu)的連續(xù)性倒塌通常會造成較為嚴重的后果,對人民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成重大威脅,故對鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的分析和研究具有顯著的社會意義。對鋼結(jié)構(gòu)進行連續(xù)倒塌分析時,現(xiàn)在應用較為廣泛的兩種分析方法是拆除構(gòu)件法和直接施加偶然載荷法。第一種方法不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的具體原因,簡化了結(jié)構(gòu)的分析過程第二種方法針對不同類型的偶然荷載分別進行分析。本文利用有限元軟件ANSYSLSDYNA,基于這兩種分析方法,對平面和空間鋼框架結(jié)構(gòu)進行非線性動力分析,主要進行了一下幾個方面的研究1基于拆除構(gòu)件法,分析了平面鋼框架結(jié)構(gòu)中柱失效時間、失效位置及材料的應變率對結(jié)構(gòu)動力響應的影響,同時對底層邊柱失效時,結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布和動力響應的影響區(qū)域進行分析,得出構(gòu)件的拆除時間不應大于剩余結(jié)構(gòu)豎向振動周期的110底層邊柱失效引起的結(jié)構(gòu)動力響應較大應考慮材料的應變率對結(jié)構(gòu)的影響。底層邊柱時,靠近失效柱的各軸柱軸力、各梁彎矩、各梁軸力變化較為顯著,遠離失效柱的各構(gòu)件內(nèi)力受影響較小。2同樣利用拆除構(gòu)件法對某空間鋼框架結(jié)構(gòu)進行連續(xù)倒塌動力分析,由于底層角柱失效和短邊中柱失效引起的動力響應較大,所以對底層角柱和短邊中柱失效時,剩余結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化和動力響應的影響區(qū)域進行研究。3利用直接施加爆炸載荷法,引入失效準則,將該空間鋼框架結(jié)構(gòu)底層角柱消除,分析柱失效前后剩余各構(gòu)件的內(nèi)力變化情況和動力響應的影響區(qū)域。4對比利用兩種方法分析結(jié)構(gòu)底層角柱失效時,結(jié)構(gòu)的位移響應、內(nèi)力重分布和動力響應的影響區(qū)域有何異同。通過比較得出撤柱前后,結(jié)構(gòu)中內(nèi)力的變化趨勢基本一致,但拆除構(gòu)件法的模擬結(jié)果偏小。所以,如果結(jié)構(gòu)構(gòu)件失效是由于爆炸載荷作用引起的,應利用對結(jié)構(gòu)直接施加爆炸載荷的方法進行分析,不建議采用拆除構(gòu)件法對結(jié)構(gòu)進行連續(xù)倒塌動力分析。
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簡介:地震作用對結(jié)構(gòu)的破壞是一個十分復雜的過程一般觀點認為其破壞是由水平地震、豎向地震和扭轉(zhuǎn)地震共同作用的結(jié)果。長期以來工程師普遍認為水平地震起主要作用。然而大量的地震記錄和震害現(xiàn)象表明在一些地震中豎向地震作用很大對結(jié)構(gòu)體系的破壞具有重要影響。因此深入研究豎向地震動特性以及豎向地震動對于建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的影響具有一定的意義。基于大量與豎向地震動破壞有關(guān)的震害實例選擇國家強震動臺網(wǎng)中心發(fā)布的2008年5月12日汶川地震四川、甘肅、陜西等地臺站中較為典型的94組加速度記錄對豎向地震動特性做了初步分析。結(jié)果表明豎向與水平峰值加速度比的平均值為058但約30%臺站的峰值加速度比大于23豎向與水平峰值加速度比隨震中距的增大而減小近震區(qū)該比值離散性較大場地條件對該比值也有較大的影響在周期06S內(nèi)豎向與水平加速度反應譜比曲線總體呈Z字形不同的周期段豎向加速度反應譜和水平加速度反應譜的譜形有較大差異相比水平加速度反應譜豎向加速度反應譜偏“瘦”除少數(shù)臺站外絕大部分臺站豎向與水平卓越周期比均小于10該比值隨震中距的增大而增大并逐漸趨于平緩。接著對非線性時程分析基本理論作了論述并基于汶川地震收集到的時程數(shù)據(jù)重點對非線性時程分析時地震波選擇所依據(jù)的強度指標與單自由度體系最大響應相關(guān)性作了分析。分析結(jié)果表明不同地震動強度指標與中長周期雙線性SDOF體系最大響應的相關(guān)性差別很大同一地震動強度指標與不同周期段SDOF體系最大響應的相關(guān)性差異明顯同一地震動強度指標與某一周期段SDOF體系線性、非線性最大響應的相關(guān)性差異也很明顯對中長周期結(jié)構(gòu)相比于規(guī)范中的峰值加速度強度指標選擇速度型地震動強度指標選擇和調(diào)整地震動輸入更為合理。運用SAP2000軟件分別在雙、三向地震動輸入下進行了彈塑性地震反應分析對兩種工況下結(jié)構(gòu)頂層位移時程、速度時程、加速度時程、層剪力各層柱底端軸力及樓層層間位移進行了比較。結(jié)果表明豎向地震動對Z方向位移時程、速度時程和加速度時程影響顯著對樓層層間位移影響不明顯豎向地震動還影響各樓層的層剪力和柱底端的軸力其中下部樓層層剪力的影響大于上部樓層上部樓層柱軸力的影響大于下部樓層。分析結(jié)果表明豎向地震動分量對結(jié)構(gòu)的作用不可忽視應該引起結(jié)構(gòu)工程師足夠的重視加大對豎向地震動的研究具有現(xiàn)實的工程意義和重要的學術(shù)價值。
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簡介:中心支撐-框架結(jié)構(gòu)具有較好的抗側(cè)能力,無論在鋼結(jié)構(gòu)還是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中都是經(jīng)常采用的一種結(jié)構(gòu)體系。但是在地震荷載作用下,當其承受壓力荷載時容易發(fā)生失穩(wěn)而較早喪失性能;混凝土支撐雖然抗壓能力較強,但是在承受拉力荷載時容易發(fā)生混凝土開裂,在地震反復荷載作用下容易脫落而喪失性能。防屈曲支撐是通過在支撐鋼芯外圍附設防止其整體失穩(wěn)的約束單元,在限制支撐發(fā)生屈曲的同時能夠使其在較大拉壓荷載作用下都表現(xiàn)出全截面屈服。通過合理的構(gòu)造設計,可以使防屈曲支撐在小震作用下保持彈性,為結(jié)構(gòu)提供較強的抗側(cè)剛度;在強震作用下能夠率先發(fā)生屈服,利用鋼材良好的滯回耗能特性吸收地震輸入結(jié)構(gòu)的能量,保護主體結(jié)構(gòu)。經(jīng)歷大地震后,主體結(jié)構(gòu)殘余變形小,修復費用低,即使個別支撐需要更換,也很方便,絕大部分支撐可以繼續(xù)使用,免維護。本文第一章首先介紹了研究背景和防屈曲支撐-框架結(jié)構(gòu)的應用現(xiàn)狀,然后介紹了目前存在的一些問題和本文研究的主要內(nèi)容。第二、三章分別介紹了防屈曲支撐的構(gòu)造、耗能原理、剛度、鋼芯參數(shù)計算等基本理論和防屈曲支撐結(jié)構(gòu)體系的計算特性及其設計流程,推導了考慮防屈曲支撐鋼芯各部分構(gòu)造參數(shù)的軸向剛度計算方法,介紹了防屈曲支撐-框架結(jié)構(gòu)體系的計算模型、等效周期、等效剛度、等效阻尼比和結(jié)構(gòu)延性比的計算方法等。第四章重點介紹了防屈曲支撐-框架結(jié)構(gòu)的分析方法,特別是在非線性分析中所遇到的一些問題及解決辦法。在第五章設計算例分析中,對一座高烈度地區(qū)的三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)技術(shù)和使用防屈曲支撐的耗能結(jié)構(gòu)進行了計算和設計,部分參數(shù)使用了本文建議的計算公式,用反應譜法、非線性動力分析和非線性靜力分析對其進行了抗震性能對比分析。驗證了本文提出針對上述結(jié)構(gòu)所提出的設防目標和某些參數(shù)的計算公式是可行的,也驗證了防屈曲支撐耗能作用明顯。在第六章的算例分析中,提出了用剛度相等的原則使用防屈曲支撐替代原中心支撐-框架結(jié)構(gòu)中的傳統(tǒng)支撐,用非線性動力分析和非線性靜力分析分析了該鋼框架結(jié)構(gòu)使用防屈曲支撐改進后的抗震效果。驗證了本文針對這一結(jié)構(gòu)所提出的設防目標、等剛度替換方法以及防屈曲支撐的有效性。表明防屈曲支撐-框架結(jié)構(gòu)在小震作用下,防屈曲支撐能夠保持彈性,結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定的抗側(cè)剛度。在強震作用下,防屈曲支撐不發(fā)生失穩(wěn)且在拉壓荷載作用下均能發(fā)生屈服,結(jié)構(gòu)體系具有良好的耗能減震性能。本文的研究內(nèi)容及成果對將防屈曲支撐在框架結(jié)構(gòu)中的應用推廣具有一定的理論和現(xiàn)實意義。
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簡介:基礎隔震是建筑結(jié)構(gòu)減震控制領(lǐng)域里一種非常有效地方法它是通過隔震裝置來延長結(jié)構(gòu)的基本周期阻礙地震作用向上部結(jié)構(gòu)的傳遞以期減小上部結(jié)構(gòu)的地震反應。隨著隔震技術(shù)的不斷發(fā)展和完善已在工程防災減震領(lǐng)域的發(fā)展帶來了中新的思路和方法。目前國內(nèi)外隨著人們對基礎隔震技術(shù)的研究的不斷深入已經(jīng)形成了一套完整的理論并在日本及歐美發(fā)達國家的實際工程中得到了廣泛的應用。本文通過對相同框架結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)和基礎隔震結(jié)構(gòu)模型的分析研究表明基礎隔震結(jié)構(gòu)隔震裝置參數(shù)的變化及場地條件的不同對隔震結(jié)構(gòu)在地震作用下的動力特性及動力反應會產(chǎn)生重要的影響采用隔震技術(shù)后在地震作用下隔震層將發(fā)生很大的水平位移而上部結(jié)構(gòu)作整體平動但當上部結(jié)構(gòu)很高時上部結(jié)構(gòu)在水平地震作用下會產(chǎn)生較大的傾覆力矩有可能使隔震結(jié)構(gòu)發(fā)生傾覆破壞因此上部結(jié)構(gòu)的傾覆問題是影響隔震結(jié)構(gòu)安全性的很重要的方面在設計的過程中應引起高度的重視。本文通過對基礎隔震結(jié)構(gòu)的原理的分析、隔震理論的推導、工程數(shù)值模擬與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)進行對比研究了兩種之間減震性能的差異得出基礎隔震結(jié)構(gòu)比抗震結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越性。本文首先闡述了隔震支座的力學性能及基礎隔震結(jié)構(gòu)模型和動力平衡方程的建立隨后對隔震體系動力平衡方程的求解進行了推導采用大型有限元分析軟件SAP2000對相同結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)和隔震結(jié)構(gòu)分別在7度罕遇ELCENTRO波、唐山波及蘭州波作用下進行動力時程分析對兩種框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的受力結(jié)果進行對比分析說明了基礎隔震結(jié)構(gòu)的減震效果及減震規(guī)律同時分析了隔震結(jié)構(gòu)中橡膠隔震支座參數(shù)變化對結(jié)構(gòu)動力反應的影響為在隔震設計中合理選取隔震參數(shù)和進行隔震結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考并分析了隔震結(jié)構(gòu)的高寬比限值。通過數(shù)值推導提出隔震結(jié)構(gòu)的高寬比限值和隔震結(jié)構(gòu)抗傾覆的相關(guān)措施。經(jīng)過對兩種模型的減震分析表明基礎隔震結(jié)構(gòu)具有非常明顯的減震作用?;A隔震是人們較早付諸于實踐的隔震措施之一但至今并沒有得到很好的推廣和應用因此在強大的地震災害面前尚不能充分發(fā)揮其潛在優(yōu)勢。相信隨著對隔震技術(shù)的進一步深入研究和實踐應用的進一步推廣在未來的建筑中一定可以發(fā)揮強大的作用更好的保護人們生命財產(chǎn)的安全。
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