空间半刚性连接钢框架有限元分析和研究

对带双腹板顶底角钢连接以及外伸端板连接空间钢框架进行了非线性有限元分析，研究了空间钢框架的静力承载性能与节点刚度的关系，得到了不同节点刚度对空间钢框架位移和内力的影响结果，对工程应用具有一定的参考价值。     

半刚性连接空间钢框架的拟动力试验分析

为了进一步研究半刚性连接钢框架的整体抗震性能,利用拟动力试验方法对半刚性连接空间钢框架进行了动力分析,得到了地震作用下钢框架在弹性范围内的层间位移、层间剪力以及节点区的应变变化;研究了半刚性连接钢框架的耗能机理。结论表明,半刚性连接钢框架具有较好的抗震性能,有很好的工程应用前景。     

半刚性连接钢框架有限元分析和研究

对带双腹板顶底角钢连接钢框架进行了非线性有限元分析，得到了钢框架的弯矩图以及应力梯度图等分析结果。同时进行了有限元分析结果与实验结果的对比，初步探讨了带双腹板顶底角钢连接对钢框架性能的影响。     

半刚性连接钢框架抗震性能的模型试验研究

通过两榀1／2比例的一跨两层半刚性连接钢框架模型的低周反复荷载试验,研究了框架模型的破坏机制、、出饺顺序、滞回特性、耗能能力等抗震性能。从而得出结论：具有腹板双角钢的顶底角钢连接的钢框架由于节点连接刚度较小,因此框架在侧向力作用下变形较大,但同时此连接也改善了梁柱的内力分布,提高了框架的耗能能力,增加了结构抗震性能。     

无侧移半刚性框架柱的稳定分析

基于现行钢结构设计规范GB50017-2003中柱计算长度的概念,利用柱子框架模型,引入梁线刚度修正系数和柱的相对线刚度比,应用梁柱理论建立了可以同时考虑柱端和梁端不同连接条件的无侧移半刚接钢框架柱计算长度系数的修正公式。基于上述修正公式,提出了计算无侧移框架梁柱连接转动刚度的简化方法:利用弯矩-转角曲线的初始切线刚度确定的切线连接刚度。研究表明,三柱子模型,当柱远端铰接时,按GB50017附录D表D-1得到的计算长度系数设计柱是不安全的,最大误差13.0%,当柱远端固接时,偏于保守,最大误差21.9%;连接刚度的简化方法误差控制在3%以内,具有很好的实用性和精确性,可以代替精确方法用于无侧移半刚性连接框架的稳定设计。     

半刚性连接钢管混凝土框架剪力墙结构的动力特性分析

将钢管混凝土框架剪力墙结构作为连续弹性无限自由度结构，建立自由振动方程，分析了半刚性连接对结构自振周期和频率的影响，推导出半刚性连接框剪结构自振周期系数的计算公式。使用通用有限元程序ANSYS进行结构的模态分析，有限元分析结果和公式计算结果吻合良好。结果表明，半刚性连接使得结构自振周期增大，半刚性连接对高阶振型自振周期的影响很小。提出了地震区钢管混凝土框剪结构体系的设计建议，可供工程设计人员参考使用。     

结构质量对半刚性连接钢框架抗震性能的影响

为了对半刚性连接钢框架进行更好的抗震设计以及加快其在工程中的应用,本文对两种不同质量的T型钢连接钢框架模型进行了拟动力试验,通过对比分析两种钢框架在地震作用下的应变、位移和荷载的变化情况以及滞回性能,研究质量对T型钢连接钢框架抗震性能的影响。试验结果表明:在一定范围内,T型钢连接钢框架模型的质量对其动力反应和抗震性能有较大的影响,减小钢框架的质量对抗震有利,同时在进行抗震设计时要考虑其合理性和经济性。     

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.     

半刚性连接钢框架结构弹性时程分析

用两端带转动弹簧的杆单元代替一般的杆单元,提出了一种新的平面杆系钢结构动力弹性时程分析计算模型。采用虚功原理,通过对单元转角-位移方程的修正,推导了这种计算模型的单元质量矩阵,并编制了相应的弹性时程分析计算程序,分析了连接的半刚性在不同地震动作用下对钢框架结构动力性能的影响,并与有限元结果进行了比较。算例结果表明:连接的半刚性对结构动力性能的影响非常大,结构的抗震性能优于刚性连接的情况。     

大震作用下板式楼梯框架弹塑性地震反应分析

有关大震作用下楼梯与框架共同工作方面的研究还很少,采用结构有限元软件Midas/Gen,对一个5层钢筋混凝土现浇板式楼梯框架办公楼模型进行了弹塑性分析,对模型在大震作用下的受力情况进行了详细研究.通过对楼梯和框架共同工作性能的研究,并与不考虑楼梯影响的框架的工作性能进行了对比,分析了板式楼梯框架的失效机制和受力特点,指出了楼梯与框架共同工作时的受力不利部位.结果表明:楼梯相较于框架梁柱是模型的薄弱部位;模型的失效是从楼梯发展到框架,由下层发展到上层.最后根据模型的失效机制特点提出了相应的抗震措施.     

足尺钢框架振动台试验及动力弹塑性数值模拟

本文通过有限元分析程序OpenSees对一足尺四层钢框架结构进行静力及动力弹塑性分析,结构构件采用自由度较少的纤维模型模拟。在振动台试验之前,预测足尺钢框架结构连续在小震、中震及大震作用下的响应,将预测分析结果与振动台试验结果进行对比,结果显示该数值模拟方法能很好地反映结构的弹塑性行为及破坏机制,准确预测结构的地震响应及大震下结构倒塌时间。这进一步说明基于纤维模型的整体结构弹塑性分析方法,由于自由度数少,适用于整体结构抗震分析。     

基于ANSYS自定义单元的半刚性梁柱节点抗震滞回性能模拟分析

采用峰值指向滞回模型模拟半刚性连接在循环荷载下的非线性行为,建立了能同时考虑几何、材料和连接非线性的精细塑性铰法平面梁柱单元模型,利用ANSYS用户可编程特性（UPFs）,对自定义单元进行编译并嵌入到ANSYS平台中。利用试验数据拟合得到滞回模型参数,经自定义单元进行分析计算,得到节点的载荷-位移滞回曲线。通过与试验结果对比分析表明:模拟结果与试验结果吻合良好,该单元模型具有很大优势,可用于半刚性梁柱节点的滞回性能分析。     

Hybrid simulation of a zipper‐braced steel frame under earthquake excitation

Hybrid simulation is a testing methodology that combines laboratory and analytical simulation to evaluate seismic response of complex structural framing systems. One or more portions of the structure, which may be difficult to model numerically or have properties that have not been examined before, are tested in one or more laboratories, whereas the remainder of the structure is modeled in software using one or more computers. These separate portions are assembled such that combined dynamic response of the hybrid model to excitation is computed using a time‐stepping procedure. A hybrid simulation conducted to examine the seismic response of a type of steel concentrically braced frame, the suspended‐zipper‐braced frame, is presented. The hybrid simulation testing architecture, hybrid model, test setup, solution algorithm, and the seismic response of the suspended‐zipper‐braced frame hybrid model are discussed. Accuracy of this hybrid simulation is examined by comparing hybrid and computer‐only simulations and the errors are quantified using an energy‐based approach. This comparison indicates that the deployed hybrid simulation method can be used to accurately model the seismic response of a complex structural system such as the zipper‐braced frame. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

钢框架结构的震害及其原因

在美国的北岭地震和日本的阪神地震中,钢框架结构发生的震害引起了各国学者注意。震害主要发生在梁柱焊接节点处。在阪神地震中还发生了钢柱的脆断和柱脚的破坏。结合各国学者的研究,对北岭和阪神地震震害进行比较,分析震害发生的原因。