高层建筑结构的抗震可靠度分析与优化设计

本文根据我们在文献２中给出的等效随机地震静力作用模型，紧密结合规范和利用我们在文献６中提出的结构体系可靠度分析的最弱失效模式法，提出了结构构件和体系“小震不坏”和“大震不倒”及结构体系在设计基准期内的抗震可靠度分析方法；重新校准了结构构件的目标可靠度指标；综合考虑结构造价和损失期望，提出了结构体系抗震目标可靠度的优化决策方法；分别给出了满足构件抗震目标可靠指标与同时满足构件和体系抗震目标可靠指标的     

新型抗震耗能剪力墙结构的振动台试验与分析

本文提出了抗震耗能剪力墙结构的新型式，新型剪力墙的墙板中人为地设置了竖缝，并在竖缝中设置各种型式的耗能装置来控制结构的动力性能，如：结构的侧向刚度、延性、自振频率等，为了验证这一设想，本文进行了两个１０带层竖缝剪力墙模型的振动台试验，通过试验数据分析和结构非线性动力反应计算分析对两个模型的抗震性能进行了研究。     

门窗间砌体墙抗震性能试验及转动变形机理分析

砌体墙弹性计算采用的无转动假定与砌体房屋震害中所表现的墙体破坏模式不完全相符,砌体墙的转动变形是墙体受力过程中总变形的重要组成部分,转动失效也是一种典型的破坏模式。在前期试验研究基础上,进行了3片足尺门窗间砌体墙试件的低周反复荷载试验,立面形状为“凸”形和“L”形,介绍了试件的破坏过程及转动现象,分析了试件的滞回曲线和承载力差异;探讨了门窗间砌体窗间墙的转动变形机理,并分析了材料强度、竖向荷载和立面形状等因素对砌体墙转动变形的影响。研究结果表明:本文荷载及约束条件下,门窗间砌体墙试件均表现出明显的转动失效特征,属于窗间墙转动或窗间墙连带窗下墙整体转动失效的破坏模式;砌体墙发生受剪破坏或转动失效的关键在于窗间墙水平截面的受剪能力是否大于其受到的水平荷载;砌体材料强度越高、高宽比越大和立面对称性越差,砌体墙越容易出现转动变形现象以及发生转动失效,反之则容易发生受剪破坏。本文试验以及研究内容关注了门窗间砌体墙在受力全过程中实际存在而又常常被忽略的转动变形问题,试验数据及研究结论可为更加深入地了解砌体墙的变形机制提供参考。     

基于P-Z模型的直立墙振动台试验数值模拟

基于块石静、动室内三轴试验确定的广义塑性模型参数,对直立墙结构振动台试验进行有限元数值模拟,并与试验结果进行对比分析,进一步探讨直立墙结构在地震荷载作用下的破坏过程和破坏特征。计算表明:该模型可较合理地模拟直立墙结构的地震反应特性和破坏特征,计算结果与试验现象基本相符。位于抛石基床上的直立墙结构破坏模式为直立墙向外海侧的滑移、倾斜和竖向沉降,其破坏过程为:当输入加速度较小时,直立墙处于稳定状态;随着输入加速度逐渐增大,直立墙在自身惯性力和墙后回填块石的动土压力作用下缓慢向外海侧水平滑移、倾斜和竖向沉降,墙后回填块石出现沉陷,但变形较小;当加速度达到一定值时,直立墙向外海侧移动和回填块石沉陷速率急剧增加,变形较大。     

核电工程钢板混凝土结构抗震性能试验与计算分析

<正>钢板混凝土结构作为一种新型结构,也作为模块化施工的重要手段,已在核电工程建设中开始应用,核电工程的钢板混凝土结构动力反应特性及抗震性能成为国内某核电工程结构设计施工中必须研究解决的关键技术。由于缺乏针对核电工程中钢板混凝土结构设计的专门技术规范,许多国家的监管机构对核电工程中钢板混凝土结构的设计依据提出质疑。本文以屏蔽厂房中的钢板混凝土结构为研究对象,通过试验研究、数值模拟和理论分析,研究了核     

附加黏弹性阻尼与金属阻尼耗能的自复位墙结构抗震性能对比分析

相对传统结构,自复位墙结构在地震作用下具有更大的变形能力且几乎无残余位移,但其耗能能力较弱,需采用附加阻尼来增加整体耗能.目前,金属阻尼器已广泛用于自复位墙结构,其可显著减小结构大震下的地震响应,但小震下的位移和加速度减震效果不佳.因此,将小变形下即可耗能的黏弹性阻尼器应用于自复位墙结构中.设计一幢10层自复位墙结构,分别采用黏弹性阻尼器和 U 型金属阻尼器作为附加耗能构件,通过弹塑性时程分析对比采用两种耗能机制的结构地震响应.结果表明,黏弹性阻尼器可显著减小自复位墙结构在小震下的位移和加速度响应;U 型金属阻尼器在中震下开始耗能,在大震和巨震下,其减震效果会超越黏弹性阻尼器.因此,为进一步优化自复位墙结构在不同水准地震作用下的抗震性能,建议结合阻尼器的特点进行合理设计.     

基于ANSYS软件的联合布置弹簧汽机基础结构抗地震优化设计

选取某1000 MW级燃煤电厂联合布置弹簧基础结构为研究对象,建立包括基础结构及主厂房结构的有限元模型;然后在有限元模型的基础上,对联合布置汽机基础结构进行基于大质量法的地震时程分析.根据分析结果,基于有限元软件ANSYS提供的优化算法,以基础柱尺寸、位置为设计变量,汽机轴承中心高度的节点处地震响应加速度为目标函数,对...     

地下结构抗震性能土工模型箱拟静力试验中土体尺寸的影响研究

随着地下空间的开发和地铁、隧道等地下结构的大规模建设,地下结构的抗震性能受到重视。相比于地上结构抗震性能研究的丰富成果,地下结构抗震性能的研究还远远落后,试验成果相对缺乏。地下结构土工模型箱拟静力试验可以较为合理地反映土与结构的相互作用,是一种适用于地下结构抗震性能研究的试验技术手段。在该试验中,模型箱内土体的尺寸是重要的试验参数,可能会对试验结果产生重要影响。因此,如何确定合理的土体尺寸是地下结构土工模型箱拟静力试验中应该研究的重要内容之一。文中以地下单跨结构为例,通过数值模拟研究了地下结构土工模型箱拟静力试验中土体尺寸对试验结果的影响。结果表明,地下结构土工模型箱拟静力试验中土体尺寸对地下结构抗震性能产生影响,地下结构抗震性能拟静力试验中结构周围的土体不宜忽略;在这一试验中存在一个合理的土体尺寸取值范围,当模型箱内的土体尺寸控制在该范围内时,既可以有效反映土体对地下结构的约束作用,又可以合理地反映地下结构的受力状态,确保获得可信的试验结果,同时有助于适当减小试验中的用土量。文中通过对比分析,给出了典型地下单跨结构拟静力试验中土体尺寸的建议取值。研究结果对地下结构土工模型箱拟静力试验...     

高层结构考虑土与地下室相互作用的振动台试验和理论分析

采用振动台试验研究了土与地下室相互作用对带多层地下室高层错位转换结构地震反应的影响。在7度小震阶段对比研究了其地下室周围有土及砂等介质约束和无约束情况下的动力特性和动力反应。在7度中震及大震阶段,土与地下室相互碰撞现象被发现。采用有限元方法非线性模拟了土与地下室相互碰撞对高层结构反应的影响。试验及分析表明,水平地震作用下土与地下室相互碰撞会对高层结构,特别是在±0.000附近部位产生不利反应,大震作用下并能造成一定程度的破坏。     

基于时变地震损伤模型的多龄期钢框架结构易损性分析

基于时变地震损伤模型提出酸性大气环境作用下多龄期钢框架结构概率地震易损性分析的方法及步骤;考虑服役龄期对钢框架结构抗震性能的影响,分别建立时变概率地震需求模型、时变概率抗震能力模型及时变易损性模型;在概率地震需求分析及概率抗震能力分析的基础上,得到多龄期(20年、30年、40年、50年)钢框架结构的易损性模型及易损性曲线。     

多龄期钢框架结构地震损伤模型研究

基于ABAQUS非线性有限元分析,通过控制变量法分析得出影响多龄期钢框架地震损伤的主控因素为构件有效截面收缩与钢材极限强度退化。定义广义的锈蚀损伤,并探索锈蚀损伤与未锈蚀原型结构地震损伤的关系,最后建立基于未锈蚀原型结构地震损伤的多龄期结构地震损伤模型。     

基于IDA的多龄期钢排架结构地震易损性分析

针对钢材锈蚀导致结构抗震性能退化的现象,需对多龄期结构进行抗震性能评估。基于酸性大气环境下不同锈蚀程度钢材材性试验结果,以SAP2000为平台建立不同服役龄期(30年、40年、50年、60年)钢排架结构数值模型。选取PGA为地震动强度指标,最大层间位移角为地震需求参数对模型进行增量动力分析(IDA),建立结构地震需求模型,基于地震需求模型建立多龄期钢排架结构厂房地震易损性曲线和震害矩阵。研究成果可为城市多龄期建筑地震风险评估提供依据。     

钢框架结构的地震损伤研究

基于预定损伤法对钢框架构件主要设计参数进行损伤敏感度分析,研究主要设计参数与钢框架结构梁、柱损伤的关系;揭示钢框架结构梁、柱的损伤及梁、柱线刚度比、结构高宽比、柱轴压比、锈蚀率对楼层损伤的影响规律;获得楼层的损伤与整体结构损伤的关系,最终建立钢框架结构的损伤演化模型。研究成果可为建立地震激励下钢框架结构的损伤模型提供理论基础和数据支持。     

基于隔震就位连接技术的高层钢框架结构建筑抗震技术研究

以抗震设防7度区的某高层钢框架结构建筑为研究对象,研究基于隔震就位连接技术的高层钢框架结构建筑抗震技术。对研究对象采用抗震就位连接技术,通过在隔震层中设置弹性滑板支座、厚层橡胶隔震支座化黏滞阻尼器等隔震装置提升研究对象自振周期,降低其上部结构受地震作用的影响程度,增强抗震性能。对研究对象进行模态分析与时程分析,结果显示,所研究隔震技术在显著提升研究对象自振周期,使其摆脱场地特征周期的同时,也能够延缓扭转振型的形成,显著降低地震作用对研究对象上部结构的影响,说明所研究技术的运用具有较好的抗震效果。     

轻质砌块填充墙对钢框架地震反应影响分析

本文根据现有的填充墙钢框架结构试验和理论研究成果,提出了一种适用于结构整体分析的框架填充墙有限元模型。采用杆系模型并编制了相应的弹塑性地震反应分析程序。通过对空框架和带填充墙钢框架的地震反应分析,研究了轻质砌块填充墙的存在对钢框架顶层位移反应、底层柱弯矩及柱轴力反应的影响,得出了有益的结论。为进一步完善钢结构抗震设计提供了理论基础。     

基于韧性设计的一种地下框架结构抗震新体系研究

具有功能可快速恢复的抗震结构体系是结构抗震韧性设计的目标,结合浅埋地下框架结构地震破坏和失效模式的震害事例调查与分析以及抗震韧性结构设计的思想,本文提出一种可控制失效模式并具备自复位能力的浅埋地下框架结构抗震新体系。采用数值分析方法研究了传统地下框架结构体系与本文提出的新体系间的抗震能力差异以及新体系的自复位效果。结果表明:与传统的地下框架结构体系相比,新型地下框架结构体系的抗震能力显著提升,并具备良好的自复位能力,实现了结构抗震韧性设计的目标;新体系的自复位效果随轴压比的增加逐渐变差。结合算例,给出了浅埋地下框架结构自复位最大变形能力与轴压比的经验关系。     

设计变截面交叉柔性力学的模型在装配式钢构建筑梁柱预应力中的分析

为了提高装配式钢构建筑梁柱的抗震性能,设计一种变截面交叉柔性力学模型进行截面抗震性的预应力评估。方法中采用极限承载力约束进行抗震性分析,引入抗弯刚度软化系数进行误差修正,求出钢构建筑梁柱的荷载作用力矩,通过应力评估和结构解耦性设计,实现钢构建筑梁柱的抗震性评估。构建以钢材强度、延性指标和钢框架地震易损特征为约束参量的抗震性能分析函数,建立装配式钢构建筑梁柱开裂初始预应力预测方法,实现装配式钢构建筑梁柱预应力的准确评估。试验结果表明,所提模型能够对装配式钢构建筑梁柱的应力应变关系、屈服强度以及极限承载力进行准确计算,提高配式钢构建筑梁柱的抗震性能。     

基于数值模拟的多高层钢结构火灾反应规律与破坏机理

为了分析火灾下多高层钢结构的破坏机理,考察多高层钢结构在火灾下的反应规律,基于ABAQUS建立了整体钢结构的火灾反应数值模型,对不同层数的钢结构以及相同结构不同火场位置的钢结构进行了数值模拟分析,计算了局部火灾条件下钢结构的变形与破坏过程,分析了钢结构在火灾和荷载共同作用下的破坏机理,探讨了局部火灾对整体结构的影响范围与因素,给出了钢结构在高度和荷载变化时的破坏规律并分析了引起这种破坏规律的原因。     

基于正交试验的连续刚构桥地震响应敏感性参数分析

利用大型有限元程序,对某一连续刚构桥进行了地震响应敏感性参数分析。基于正交试验,采用地震时程分析法研究了桥梁跨数和墩高、行波波速、桩土作用、地震波类型等参数对连续刚构桥地震响应的影响。发现不同的反应值,如最大弯矩和最大位移对应了不同的敏感性参数。在所考虑的因素中,墩高和桩土作用对连续刚构桥的地震响应影响较大。