钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展

钢-混凝土组合结构的抗震性能受到了工程研究领域的广泛关注. 本文总结了国内外研究者在组合梁、组合柱、组合节点及组合框架结构抗震性能方面的试验研究概况,分析了组合构件的作用机理及地震损伤演化累积效应,讨论了钢-混凝土组合结构地震反应分析的数值模型,包括微观模型、宏观模型以及近年来迅速发展的多尺度模型,并阐述了组合结构抗震性能评价指标及抗震性能水平的确立方法.     

高层建筑结构边节点抗震性能研究

通过7根留有施工缝的高层建筑结构边节点的低周反复抗震性能试验,研究了轴压比、节点核心区的混凝土强度等级、柱中混凝土在梁中的延伸长度等对梁柱边节点抗震性能的影响,对构件的破坏特征、承载能力、延性性能、滞回曲线和骨架曲线进行了对比分析。试验结果表明:所有试验构件均为梁端受弯破坏;柱中混凝土在梁中的延伸长度对骨架曲线的形态、屈服荷载和最大荷载都没有显著影响;但是延伸长度对节点的延性性能是有影响的,延伸长度为0.5h(h为梁高)的边节点构件的位移延性系数小于延伸长度为1.0h和1.5h的构件。     

竖向载荷对半刚性连接钢框架抗震性能的影响

利用拟动力试验对T 型钢半刚性连接钢框架在2 种地震峰值加速度下的抗震性能进行研究, 并对比分析了钢框架在柱顶施加竖向载荷和无竖向载荷等2 种工况下的应变、位移和载荷变化, 以及载荷-位移滞回曲线. 结果表明: T 型钢半刚性连接钢框架具有较好的变形能力, 滞回性能良好, 抗震能力较强, 且随着地震作用的增大, 钢框架的动力反应增大; 竖向载荷对钢框架的层间位移反应影响较大, 而对节点区域的应变和层间载荷的影响较小.     

联机结构实验的子结构技术及应用

本文讨论了联机结构实验中采用子结构技术的算法和应用问题,通过对框架结构的实际实验应用得到如下结论：（１）采用子结构技术使联机结构实验方法的应用领域进一步拓广;（２）在整体结构中取出一部分进行实验,其余部分计算机模拟,最终的实验结果可以反应整体结构的各项性能。     

四面受火后钢筋砼柱抗震性能研究

火灾后砼的强度和弹性模量损失很大,降低了钢筋砼结构的抗震能力。本文编制了火灾后已损伤钢筋砼柱的全过程分析程序,通过大量数值计算,建立了四面受火后钢筋砼柱恢复力骨架曲线特征参数的统计公式,并探讨了砼力学性质自然恢复对钩件抗震性能的影响,在此基础上,对两榀火灾后框架进行了地震反应分析,得到一些有意义的结论。     

装配式钢纤维混凝土节点抗震性能研究

为提高装配式混凝土节点抗震性能,在装配式梁柱节点核心区后浇混凝土中掺入钢纤维,结合ANSYS有限元软件,建立某装配式梁柱节点精细有限元模型,与试验结果对比验证有限元分析的可靠性。采用细观均匀化方法确定钢纤维混凝土非局部增强塑性损伤微平面模型的参数取值,研究钢纤维体积掺量等因素对节点力学性能的影响,并将钢纤维混凝土节点应用于装配式框架结构,基于OpenSEES平台进行动力时程分析,考察对结构整体抗震性能的改善作用。结果表明：在核心区掺入钢纤维,可提高节点的承载力和延性,提高幅度分别为4.14%～10.52%和2.94%～34.55%。在结构底部节点区增加钢纤维,可减小结构的层间位移、层间位移角和基底剪力,改善装配式框架结构的抗震性能;当钢纤维掺量较高时,对结构整体抗震性能改善不明显。     

升船机结构抗震可靠度分析中若干问题的探讨

本文基于结构随机振动理论和首次超越破坏机制,以某大型升船机建筑结构为背景,应用三维有限元方法,首先对升船机建筑结构的随机地震反应问题进行了计算.在此基础上,对在不同地震烈度下大型升船机建筑结构的抗震可靠度及界限值的随机性对结构抗震可靠度的影响等问题进行了分析,探讨了基于Poisson过程假定和基于Markov过程假定的可靠度在不同地震烈度下的适用性、以及确定性界限和随机性界限对可靠度结果的影响等问题,得到了一些有应用价值的结果.最后,对在8、9度地震烈度下大型升船机建筑结构抗震可靠度分析模型的选用提出了建议.     

钢框架-预制再生混凝土结构抗震性能有限元分析

为分析钢框架-预制再生混凝土墙板结构体系在低周反复荷载作用下的抗震性能及其受力机理,在拟静力试验研究的基础上,采用ABAQUS程序展开非线性分析,重点分析并对比了各试件的滞回曲线、骨架曲线、变形特征,有限元分析结果与试验结果吻合较好.在此基础上,考虑墙板厚度、再生混凝土强度等级、高跨比、轴压比4个影响参数,进行参数扩展分析.研究结果表明:钢框架-预制再生混凝土结构的极限承载力随墙板厚度的增加和再生混凝土强度的提高而增大,墙厚从80mm增加到110mm时,结构极限承载力提高了12.8％;再生混凝土强度从C25增加至C40时,结构极限承载力增加了9.0％;随着高跨比的增加,结构的初始刚度和极限承载力都显著减小,高跨比从1.048增加到1.238时,极限承载力降低了17.37％;而钢柱轴压比变化对结构的初始刚度和极限承载力影响不显著.研究结果可为钢框架-预制再生混凝土墙板结构体系的进一步研究及其工程应用提供一定的参考依据.     

考虑人体耦合作用的结构竖向隔振研究

结构在环境振动或地震作用下的竖向振动不容忽略,有必要采取竖向隔振装置进行减振控制。考虑人体与结构耦合作用后不仅使隔振动力模型更加真实,还可以直接获得人体的动力响应。采用碟形弹簧支座对结构进行基础竖向隔振,并根据国际标准ISO5982规定的不同姿势下的人体动力模型,建立了考虑具有非经典阻尼的人与隔振结构耦合运动方程,利用复模态分析实现了方程的解耦,通过算例分析了竖向隔振以及人体作用对结构响应的影响。结果表明:对于一般的质量和刚度分布均匀的结构,人体对结构具有微弱的减振作用。碟形弹簧支座可以显著地降低结构的竖向振动并改善居住舒适度。     

一种耗能剪力墙结构地震反应的简化计算方法

本文用哈密顿原理建立了一种带竖缝耗能剪力墙结构在地震作用下的动力平衡方程,用Ritz法求解该方程,采用基于割线刚度和阻尼比等概率 幅值平均的等效线性方法求解竖缝中的耗能装置的刚度和阻尼比,并通过对一耗能剪力墙结构模型振动台试验的计算分析表明了该方法计算简单,且有较好的计算精度,为便于工程应用,对由耗能装置提供给结构的附加阻尼进行强行解耦,用振型分解反应谱的方法进行耗能结构地震反应的简化计算,并通过对一算例的计算分析表明了该简化方法具有一定的精度,该简化方法使对耗能结构的抗震计算与普通结构比较一致,该方法主要适用于小震作用下的耗能结构的抗震计算。     

Research on the Inelastic Seismic Responses of Shear-Type Multistory Buildings with Regular Asymmetry

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｍｏｖｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｍｕｌｔｉｓｔｏｒｙｂｕｉｌｄｉｎｇｓｗｉｔｈｒｅｇｕｌａｒａｓｙｍｍｅｔｒｙｉｓｓｉｍｉｌａｒｔｏｓｉｎｇｌｅｓｔｏｒｙａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｂｕｉｌｄｉｎｇｓｉｎｅｌａｓｔｉｃｒａｎｇｅ ,ａｎｄｔｈｕｓｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓｔｏｒｙｂｕｉｌｄｉｎｇｉｓａｌｗａｙｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｂｕｉｌｄｉｎｇｏｆａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｉｎｅｌａｓｔｉｃｒａｎｇｅ .Ｂｕｔｉｎｅｌａｓｔｉｃｓｅｉ…     

Inelastic coupled response of eccentric buildings with respect to different earthquake intensity

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｌａｔｅｒａｌ＿ｔｏｒｓｉｏｎａｌｃｏｕｐｌｅｄｂｕｉｌｄｉｎｇｉｎｔｈｅｉｎｅｌａｓｔｉｃｒａｎｇｅｈａｄｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ.ＫａｎａｎｄＣｈｏｐｒａ(1981)[1]ｓｔｕｄｉｅｄａｏｎｅ＿ｓｔｏｒｙｍｏｄｅｌｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｌａｔｅｒａｌｒｅｓｉｓｔａｎｔｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｔｈａｔｇｅｎｅｒａｌｌｙｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｉｎｔｈｅｉｎｅｌａｓｔｉｃｒａｎｇｅｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂ…     

线性时滞系统的离散最优控制

介绍了对线性时滞系统进行最优控制的设计,将具有时滞控制的线性系统离散后引入增广状态向量。获得不显含时滞的差分方程,根据时滞量的两种分类情况采用连续和离散形式的性能指标函数导出了最优控制律。控制律包含当前状态和此前若干步状态向量的叠加,最优控制律直接从时滞方程中得到,可保证系统的稳定性,此方法亦适用于大时滞的情况。数值算例验证了控制策略的有效性。     

挡土结构物随机地震响应分析及动力可靠度研究

本文提供了一种简单的确定性数值方法,来分析在平稳随机地震荷载作用下的结构随机地震响应及动力可靠度。该方法基于有限元动力分析软件,以单位加速度脉冲函数作为地震荷载的输入,当计算出结构的脉冲响应函数后,再运用傅立叶变换得到随机激励和结构响应之间的传递函数,由此来计算结构的均方根响应和峰值响应。基于此方法,分析了挡土结构物在平稳随机地震荷载作用下的位移、弯矩、基底水平合力、基底竖向合力以及沿墙高的土压力极值的随机地震响应及动力可靠度。从分析结果可以看出:用Kanai谱模型的计算值比欧进萍谱模型的计算值更趋保守,而把响应过程当作马尔可夫过程似比泊松过程更精确。     

高层钢-混凝土混合结构地震作用下的能量反应分析

针对目前高层建筑混合结构中常用的外钢框架-内混凝土核心筒混合结构,从地震能量输入和结构能量耗散的角度对其进行了地震作用下的能量反应分析.通过选取不同的地震动参数对混合结构的总输入能及其在滞回耗能和阻尼耗能之间的分配情况进行了研究,明确了地震动各参数的变化对混合结构能量反应的影响;通过分析不同地震波作用下混合结构的滞回耗能在外钢框架和内混凝土核心筒间的分布以及在结构层间的分部情况知,底层剪力墙是整个混合结构中滞回耗能比较集中的区域,地震破坏最为严重.通过本文研究知,地震反应的能量分析方法是一种能较好反应混合结构在地震作用下的地震反应全过程及其弹塑性性能的方法.     

钢筋混凝土剪力墙单元非线性分析模型及其应用

本文简要评述了几种常见的钢筋混凝土剪力墙非线性宏观单元模型后,着重对多垂直杆剪力墙非线性单元模型的几个重要问题如剪力变形的考虑方法、单元刚度矩阵的形式、垂直拉压杆及剪切弹簧的恢复力模型等进行了探讨与改进.最后给出了一个算例,并与试验结果比较,表明非线性宏观墙单元模型具有较好的计算精度.     

控制存在延时的建筑结构地震作用下的最优控制方法

直接从时滞微分方程进行控制律设计,对控制存在延时的建筑结构在地震作用下的最优控制方法进行了研究.在控制时滞量为采样周期的整数倍和非整数倍的两种情况下,通过采用零阶保持器,将包含时滞的连续系统转化为形式上不包含时滞的标准离散线性系统,然后进行控制律的设计.所得出的控制律表达式中,除了含有当前的状态反馈外,还包含有前若干步控制项的线形组合.最后对某三自由度结构模型进行了仿真计算,结果表明,延时对控制效果有较大的影响,延时并非愈短愈好.     

全非平稳地震作用下地下空间结构随机反应及可靠度分析

为研究全非平稳地震作用下地下空间结构的随机地震反应特征及可靠度分析方法,本文基于非均匀调制演变随机过程,建立了一种同时考虑强度非平稳和频率非平稳的全非平稳随机地震动输入功率谱分析模型;利用频响函数和脉冲响应函数间的傅里叶变换关系,推导出了适用于地下空间结构随机反应分析的响应功率谱计算表达式,可结合有限元方法对全非平稳地...     

层间隔震结构的能量平衡

从能量观点出发,引入设计用能量谱的概念,分析了地震输入能量在层间隔震结构中的分配和耗散。推导出了基于能量平衡的层间隔震结构的隔震层总剪力、最大变形以及基底剪力的地震响应预测式,分析了隔震层刚度、阻尼以及隔震层的设置位置等参数对层间隔震结构减震性能的影响,并阐明了其自身的减震控制机理。研究表明,基于能量平衡的分析方法是一种预测层间隔震结构地震响应和评价其减震性能的有效手段。