随机振动下建筑工程抗震参数的测试与实验分析

随机振动对建筑工程的破坏严重,随机性振动的破坏程度很难量化,抗震参数测试较为困难,给相关建筑工程的稳定性带来极大威胁。研究随机振动下建筑工程抗震测试方法。结合随机振动理论,获取随机振动下建筑工程功率谱密度函数,分析建筑随机振动下响应功率;依照响应功率谱密度,分析随机振动下建筑工程各阶谱矩、均方差值等抗震性能概率特征,检测建筑工程在随机地震振动下的抗震性。以我国某省建筑工程为实验对象,验证测试方法的抗震参数检测性能,结果表明:提出的方法在随机振动作用下,能有效获取建筑工程的功率谱密度,和振动波动情况,且检测失效概率与可靠度与实际情况更为相近。     

基于实例分析的绿色钢结构抗震与环保性能研究

为优化绿色钢结构建筑的安全性能与环保性能,基于一40层框架-支撑钢结构建筑实例进行抗震性能与环保性能分析。根据实际建筑参数构建该绿色钢结构建筑剖面图,基于时程分析法记录不同地震波作用下建筑水平位移随时间变化情况,基于Pushover分析法分析方钢管混凝土组合异形柱在罕见地震中的基底剪力和弹塑性变形,基于对比实验方法验证其环保优越性,并得出以下结论：建筑的方钢管混凝土组合异形柱符合国家抗震性能要求,整体建筑的抗震性能随楼层的增加而减弱;与钢筋混凝土结构、砖混结构相比,钢结构能有效节约施工水电用量、降低施工噪声,是一种抗震性强、环保性能优的绿色建筑形式。     

复式钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能有限元分析

复式钢管混凝土柱具有较高的抗压承载力,在强地震作用下具有很好的防倒塌能力,已广泛用于大跨度桥梁和超高层房屋建筑中。基于复式钢管混凝土柱-钢梁节点的试验研究,合理选择材料本构关系、破坏准则,采用ANSYS软件建立了有限元模型,以研究该类节点在低周往复荷载作用下的抗震力学性能。有限元模拟得到的滞回曲线及骨架曲线与试验结果吻合较好,从而验证了有限元模型的合理性。在此基础上,分析了钢梁及内外钢管在受力过程中的应力分布,探索了此类节点的传力机制及最终破坏形态;最后对该类节点进行参数分析,研究了钢梁强度等级、外方钢管柱强度等级、外方钢管柱壁厚及复式钢管混凝土柱轴压比对节点受力性能的影响,供此类新型节点的试验设计及工程应用参考。     

多层空心砌块房屋混凝土结构抗震性测试研究

为了研究多层空心砌块房屋混凝土结构抗震性测试,按照1∶5缩尺比例建造空心砌块房屋混凝土结构模型进行抗震性测试实验。根据实际原型参数遵从相似理论的要求选择模型参数,通过电液伺服加载装置和液压千斤顶加载水平、垂直方向荷载,对所建造模型进行动力特性测试、地震反应分析、结构最大地震反应以及位移响应进行了实例分析。结果表明,随着破坏程度加大,模型结构自振频率随之减小,阻尼比随之增大;有芯柱多层空心砌块房屋模型的抗震效果较强;强震状态下,结构动力特性变化较大,破坏层聚集了房屋结构的最大反应;当加速度为125 cm/s时,结构最大位移为2.73 mm,低于规范值,模型结构具备一定延性。     

粘结性对圆钢管混凝土柱抗震性能的影响

通过对钢管混凝土柱粘结力的构成和地震作用下振动理论的分析,给出了有限元模拟中粘结力的实现方式,并使用有限元软件Ansys对两种不同粘结强度作用下的构件进行了模拟。模拟结果分析表明,粘结强度对构件的固有特性影响可忽略不计;在地震作用下,随着粘结强度的增强,钢管混凝土柱的振动位移逐渐减小,构件的地震加速度曲线呈现一定的规律性,说明钢管混凝土柱具有良好的耗能能力,且随着粘结强度的提高而逐渐增强。     

钢管混凝土叠合柱的抗震延性研究

震害表明,高层建筑中轴压比较大的钢筋混凝土柱的变形能力较弱。为了提高大轴压比柱的变形能力,进而改善结构的抗震性能,采用钢管混凝土叠合柱是最有效的方法之一。本文首先通过截面分析,阐释了钢管混凝土叠合柱在高轴压比下提高柱子延性的机理。然后基于已有的钢管混凝土叠合柱试验,采用通用非线性有限元软件ABAQUS建立了钢管混凝土叠合柱的有限元模型。有限元分析结果与试验结果吻合良好,说明了有限元模型的合理性。在此基础上,分析了名义轴压比、套箍系数等参数对钢管混凝土叠合柱位移延性系数的影响,得到了影响外围钢筋混凝土与核心钢管混凝土之间轴力重分配和叠合柱延性的关键参数。通过回归分析,得到反映各关键参数影响的叠合柱位移延性系数的简化计算公式,在此基础上,计算得到了各抗震等级叠合柱位移延性系数的下限值,为叠合柱的延性估算和复核提供参考。     

钢管再生混凝土柱的抗震破坏机理与损伤分析

为研究钢管再生混凝土柱的抗震破坏机理与损伤演化过程,以再生粗骨料取代率、长细比、轴压比和含钢率为变化参数,设计10个圆钢管再生混凝土柱试件和6个方钢管再生混凝土柱试件,进行拟静力试验。观察试件的破坏形态,获取试件的强度衰减,实测荷载-应变滞回曲线,引入基于变形、基于耗能和基于变形与耗能的地震损伤评估模型。研究结果表明:钢管再生混凝土柱试件的破坏形态与普通钢管混凝土柱相似,强度衰减经历一个由多到少再到多的过程;滞回曲线呈现出比较饱满的梭形;对于圆形试件,随着取代率的增加,损伤指标D无明显统一的规律,而方形试件则依次增加;3种地震损伤评估模型均可用于钢管再生混凝土柱的损伤分析,但各有利弊。研究结果可为钢管再生混凝土构件的工程应用提供依据和参考。     

钢筋混凝土框架结构动力特性研究

本文利用SVSA结构振动信号采集分析系统,对31幢钢筋混凝土框架结构的动力特性进行了现场实测,统计分析结构在环境随机振动作用下的动力特性规律。回归得到了自振周期与房屋层数、高宽比的关系,阻尼比与房屋高度、自振频率之间的关系,可供工程设计参考。     

大跨度钢管混凝土拱桥在多维多点地震激励作用下的平稳随机响应

采用虚拟激励法计算了大跨度钢管混凝土拱桥在纵向、竖向、横向、三维多点激励作用下的均方响应,在此基础上探讨了各方向激励及三维激励的多点输入效应对钢管混凝土拱桥地震响应特性的影响。结果表明纵向和竖向激励的多点输入效应对结构响应有明显影响,而横向激励的多点输入效应可忽略。     

钢管高强混凝土叠合柱抗震性能与受力机理的试验研究

本文通过四个钢管高强混凝土又叠合柱与一个普通高强混凝土柱在周期往复荷载作用下抗震性能的试验研究。     

采用非线性纤维梁单元法的钢管混凝土组合框架动力响应分析

钢管混凝土结构已经广泛应用于我国高层和超高层建筑中,为研究该类结构的抗震性能,分别采用分离模量法和统一模量法对某13层钢管混凝土框架结构进行抗震性能分析,研究不同地震波作用下组合框架的模态和多遇地震下的弹性动力时程,对比组合框架顶点位移反应、加速度反应、层间侧移及动力放大系数等。研究结果表明,分离模量法和统一模量法建模方法在分析钢管混凝土框架抗震动力特性上总体相差不大,但前者可以考虑材料弹塑性,从而对结构弹塑性进行分析,而后者在弹塑性阶段需要用全曲线表达式,尚需进一步的研究。     

组合梁-方钢管混凝土柱框架结构抗震性能的pushover分析

采用考虑组合梁多材料截面引起的正向、负向刚度、强度和承载力不同的截面本构模型,建立了组合梁结构的弹塑性分析模型,对一个15层的钢混凝土组合梁-方钢管混凝土柱框架结构开展了多遇地震、罕遇地震下的pushover分析,为组合框架结构体系的抗震性能分析以及pushover方法在该体系中的应用提供了参考。在此基础上,与钢梁-方钢管混凝土柱框架结构、钢梁-钢筋混凝土柱框架结构进行对比研究,比较了几种结构的动力特性,表明组合梁-方钢管混凝土柱框架结构体系相对于其它两种框架结构体系具有更好的抗震性能。     

大跨度主-副桁架钢结构的地震反应探讨分析

桁架钢结构被广泛应用于大跨度建筑中,分析桁架钢结构的地震反应具有一定的现实意义。构建大跨度主-副桁架钢结构的有限元模型,以该模型作为研究对象,对其进行地震反应的探讨分析。采用自振特性分析方法在刚度和质量两个因素的基础上分析大跨度主-副桁架钢结构的自振特性;通过振型分解反应谱法分析大跨度主-副桁架钢结构的力学性能,利用桁架钢结构的力学性能分析其地震作用下的反应。模拟发现,大跨度主-副桁架钢结构刚度较好,其抗风柱柱脚连接处的受力最强且位移最大,为大跨度主-副桁架钢结构的地震反应研究提供参考,为其抗震设计提供初步依据。     

内约束方钢管混凝土柱抗震性能研究

由于方钢管对混凝土约束作用较弱,地震作用下方钢管混凝土柱底部钢管易出现屈曲,因此本文提出一种新型内约束方钢管混凝土柱。基于ABAQUS有限元软件,本文采用合理的材料本构模型建立内约束方钢管混凝土柱三维实体精细有限元模型,该模型能准确反应钢管、混凝土以及拉筋之间的相互作用,又能反应拟静力作用下混凝土的塑性损伤和钢材的循环硬化规律。有限元结果与试验结果吻合良好。首先,在此基础上笔选出最佳内约束形式,对拉箍筋方钢管混凝土柱的抗震性能明显优于圆环箍筋;其次,提出在不同轴压比下内约束方钢管混凝土柱的焊接拉筋最佳布置长度和合理体积配箍率;再次,探讨不同参数对内约束方钢管混凝土柱滞回性能的影响,结果表明:提高截面含钢率和长细比能有效改善组合柱的极限承载力,而轴压比在一定范围内有利于能提高柱的承载力;最后,讨论了约束措施对内约束方钢管混凝土柱耗能性能的影响。     

大跨度钢管混凝土拱桥抗震性能指标研究

高轴压比钢管混凝土墩柱的试验结果对钢管混凝土拱肋具有较大的借鉴意义。为明确大跨度钢管混凝土拱桥的抗震性能指标,研究了高轴比钢管混凝土构件的破坏过程及延性性能。以弯矩作为性能指标将高轴压比钢管混凝土构件的试验破坏过程分为轻微损伤、有限损伤与严重损伤3个阶段,结合钢管混凝土截面性能状态的数值分析,探讨了高轴压比钢管混凝土构件的破坏机理。结果表明:高轴压比钢管混凝土构件具有一定的可用延性;提出了以计算等效屈服弯矩作为抗震性能指标,适当利用延性和实现钢管混凝土拱桥的有限损伤抗震设计,并给出了与有限损伤相关的截面性能状态及参数。研究成果弥补了规范在此方面的不足,可供高烈度地震区大跨度钢管混凝土拱桥抗震设计时参考。     

内置空心钢球的圆截面钢管混凝土柱抗震性能试验

为研究带空心钢球的钢管混凝土柱的抗震性能,以空心率和含钢率为参数,设计制作9个内置空心钢球的圆截面钢管混凝土柱和3个薄壁圆截面钢管混凝土柱,并进行拟静力试验,结合破坏形态通过延性系数和累积耗能等参数探讨了试件的抗震性能。研究结果表明:含钢率对内置空心钢球的薄壁圆形钢管混凝土柱极限荷载,峰前耗能的影响较大,空心率对试件延性系数,峰后耗能的影响显著;内置空心钢球的薄壁圆形钢管混凝土柱较实心薄壁圆形钢管混凝土柱极限荷载有所降低;试件水平荷载时程曲线的"V"字形波动的折线可以较直观的反映出结构损伤破坏过程,并在曲线数形与试验现象关联上和滞回曲线形成较好的一致性;可以通过优化内置空心钢球的大小和壁厚设计钢管混凝土柱,并取得与实心钢管混凝土柱同样的抗震性能,为同类钢管混凝土组合结构的设计提供了依据。     

工程结构柱式构件的抗震性能试验研究进展

为研究工程结构中柱式构件的抗震性能,本文对国内外普通混凝土柱、高强混凝土柱、钢管混凝土柱和钢骨混凝土柱的抗震拟静力试验结果进行了总结,得出了影响柱式构件抗震性能的几个关键因素,并对研究中存在的不足以及今后需要探讨的问题进行了讨论。     

新型方钢管混凝土框架节点抗震性能试验研究

本文介绍了新型方钢管混凝土柱与钢梁节点在低周反复荷载作用下的试验结果,研究了内填混凝土、加劲肋长度和梁柱相对尺寸等对节点抗震性能的影响,并提出了有关的设计建议。     

钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙振动台试验研究

进行了4个钢板剪力墙模型的模拟地震振动台试验,其中2个模型为钢管混凝土边框钢板剪力墙,高宽比分别为1.7和3.2;2个模型为钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙,高宽比分别为1.7和3.2.试验中输人Taft地震动,测试了各试件在不同峰值加速度下的时程地震反应和动力特性,分析了剪力墙的破坏特征.研究表明:钢管混凝土边框内藏钢板...