一、地震中受损钢筋混凝土建筑弹塑性时程分析与振动台试验研究(论文文献综述)
尚庆学[1](2021)在《医疗系统抗震韧性评价方法研究》文中指出医疗系统是震后进行应急救援工作的主要承担者之一,而作为地震承灾体,其自身在地震中往往也是容易遭受损伤的系统。除结构构件的损伤外,地震作用下医疗系统的非结构构件及内部设备地震后也容易遭受破坏,严重影响其震后应急救援功能。建筑抗震安全和震后功能的可快速恢复能力构成了建筑抗震韧性的二元属性。论文对医疗系统抗震韧性评价展开研究,取得的主要研究成果如下:(1)建立了非结构构件抗震性能检测通用楼层反应谱,通过设备振动台试验建立了典型医疗设备地震易损性模型。对楼层加速度反应谱研究现状进行了系统综述,分析了楼层反应谱计算方法、影响楼层反应谱的关键因素,总结了现有非结构构件抗震性能检测楼层反应谱的研究现状;基于标准结构弹塑性时程分析建立了非结构构件检测通用楼层反应谱,可用于非结构构件及设备的抗震性能检测。利用检测楼层谱,对不同类型医疗设备进行了振动台试验,考察其地震响应,基于试验结果定义了医疗设备损伤极限状态并建立了相应的地震易损性曲线。(2)提出了用于医疗系统抗震韧性评价的量化分析框架,基于状态树方法进行了医院急诊系统抗震韧性评价。建立了构件-子系统-系统三个层次的医院分析模型,通过专家问卷调研确定了不同构件的重要性系数;考虑救灾功能及完全功能恢复两种情况,以震后恢复时间量化韧性需求,给出了不同功能的韧性需求期望值;基于系统构件地震损伤及震后修复情况,提出了量化医疗系统抗震韧性的分析框架。建立了医院急诊功能状态树模型,基于状态树方法定义了急诊部门的系统易损性,提出了急诊部门功能量化指标,采用蒙特卡罗模拟方法量化复杂系统易损性及抗震韧性。(3)建立了城市工程系统抗震韧性评价Benchmark模型,考虑震后基础设施损伤进行了震后医疗服务可达性分析。基于地理信息系统(Geographic Information System,GIS)平台开发了城市抗震韧性评价Benchmark模型,该模型包含城市基础信息、人口信息、场地条件、建筑信息、基础设施信息及地震易损性、地震后果、震后恢复模型库,可用于不同抗震韧性评价方法的对比及评价结果的标定。以可用医护人员数量、可用病床数量量化城市医疗服务功能,基于Benchmark城市模型,考虑震后城市建筑倒塌、交通系统损伤影响进行了城市交通通行能力分析及城市医疗服务可达性分析,考察了不同震级地震对医疗服务可达性的影响。
张洁[2](2021)在《考虑节点刚度与塑性累积损伤影响的杆单元塑性铰计算模型研究》文中研究表明强震后的震害调查表明,螺栓球节点空间网格结构的破坏常具有超低周疲劳破坏的特征。本文针对震害中螺栓球节点空间网格结构的破坏特征,开展其杆单元塑性铰计算模型的研究。本文选用圆钢管与螺栓球节点组合试件(以下简称管球组合试件)为对象,首先对其进行了大量的超低周疲劳试验研究,并基于仿真分析技术进行了试验模拟及塑性铰计算模型影响因素的分析,得出了考虑节点刚度与塑性累积损伤等因素在内的杆单元塑性铰模型,为强震下该类结构体系开展弹塑性计算分析提供研究基础与参考。本文基于国家自然科学基金项目(51578358),以管球组合构件为研究对象,采用试验与数值模拟相结合的分析方法,对考虑节点刚度与塑性累积损伤影响的杆单元塑性铰计算模型展开研究,论文主要工作内容和研究结论有:(1)对81个管球组合试件进行了3种加载制度下的超低周疲劳试验,记录了试件的变形过程、破坏形态、杆端力和杆端位移等数据。试验结果表明,试验模型的变形和破坏形态与震害调查中螺栓球节点网格结构中杆单元的变形及破坏形态基本一致。通过对试验数据的详细整理与分析可见,试验模型的滞回曲线基本呈Z型、不饱满,曲线受拉与受拉不对称,节点刚度对其刚度退化以及耗能能力有较大影响。因此对螺栓球节点网格结构进行弹塑性动力分析时,应考虑节点刚度的影响。(2)采用ABAQUS分析软件建立了试验用管球组合试件的有限元模型,建模时通过设置面-面接触来模拟螺栓球与螺栓之间螺纹的咬合以及套筒与螺栓球及封板之间的接触关系,同时了考虑了钢材的损伤、管球组合试件的初始缺陷等影响因素,并采用所建立的有限元模型对试验过程进行了仿真分析。试验过程仿真分析表明,采用精细化有限元分析可以较好地模拟试验过程。采用试验过程仿真分析模型对杆单元塑性铰模型的影响因素进行了参数化分析,得到了节点刚度对杆单元塑性铰模型的影响规律。(3)采用试验仿真分析的有限元模型,对螺栓球节点网格结构杆单元塑性铰模型的影响因素进行了参数化分析,对试验数据进行了补充。基于杆单元塑性铰影响因素参数化分析结果,提出了杆单元改进的受拉屈服承载力及受压承载力的计算方法,在计算公式中引入了系数及来考虑杆端节点刚度的影响。同时考虑节点刚度的影响,建立了杆单元刚度退化与其延性系数间的数学表达式。(4)利用简单系数对管球组合试件的滞回曲线进行了简化。提出了适用于管球组合试件的杆单元塑性铰模型,模型中通过引入、等一系列系数考虑了节点刚度及塑性累积损伤的影响,通过对SAP2000杆单元塑性铰模型的修正得出了新的杆单元塑性铰模型。将修正的塑性铰模型计算结果与SAP2000塑性铰模型计算结果进行对比,结果表明,采用修正的塑性铰模型计算所得滞回曲线与试验所得滞回曲线吻合更好。(5)基于所提出的塑性铰模型对SAP2000杆单元塑性铰模型进行修正,分别采用SAP2000杆单元塑性铰模型与修正的杆单元塑性铰模型,对案例进行弹塑性动力时程分析,结果表明,采用两种塑性铰模型对网架结构进行动力时程分析后,结构的破坏形态基本相同,都呈凹陷状。但两者塑性铰数量及塑性发展程度不同,由于修正的塑性铰模型考虑了节点刚度的影响,当地震加速度峰值相同时,杆件内力较高,其塑性铰数量要比采用SAP2000塑性铰模型的网架结构的塑性铰数量少约16.9%~28.01%,其失效界限加速度峰值比采用SAP2000塑性铰模型时低约17.23%~47.05%。可见,强震下螺栓球节点空间网格结构在进行动力弹塑性分析时如不考虑节点刚度的影响会高估结构的失效界限加速度峰值,故对其进行动力弹塑性分析时应该考虑节点刚度的影响。
龚俊[3](2021)在《特高压变电构架的架塔线耦合及地震入射方向效应研究》文中认为特高压变电构架(以下简称“构架”)作为特高压变电站内典型且重要的下部支承结构,承担着支承电气设备及大跨度输电导线的作用,其抗震性能直接决定了特高压网络主干线是否能承受强震作用、保障正常运营。构架的抗震设计存在两项关键理论问题。一是(构)架(输电)塔(导)线耦合体系的动力相互作用突出。通过震害调查已经发现,与构架相连的输电导线和远端的输电塔均可能加剧结构的倒塌震害,揭示架塔线动力耦合作用机理并量化其对构架的影响已经成为设计人员和业主的迫切需求。二是地震入射方向影响显着。架塔线耦合体系在正常使用状态下,其构架呈非对称的受力和变形状态。对于这类不规则耦合体系的抗震性能,具有高度不确定性的地震入射方向也可能是不利因素。因此研究架塔线耦合体系的地震入射方向效应,可以保证其在任意入射方向下的地震安全,也将对构架的抗震设计方法完善起到推动作用。本文正是基于以上两项理论问题开展研究工作,论文的主要研究内容及成果包括:(1)倾斜输电导线的等效简化模型采用解析方法推导了倾斜悬索(含阻尼且均匀)水平张力的频响函数,并根据频响函数提出了悬索的水平静力刚度和索动力系数,建立了其水平动力刚度,该动力刚度充分考虑了索的几何、材料、动力及阻尼特性。然后将倾斜输电导线等效简化为基于水平动力刚度的弹簧模型,以单塔单线体系为对象采用振动台试验和数值相结合的方法对其进行验证,发现其在保证精度的情况下,显着提高了计算效率。最后通过开展参数分析发现,在倾斜角不超过50°的情况下,等效弹簧模型在不同地震激励下均可以有效模拟具有不同倾斜角、垂跨比和跨度的输电导线与结构的动力耦合作用。需要注意的是,弹簧模型是依据索平面内的推导结果建立起来的,忽略了索平面外的振型贡献。(2)架线动力耦合效应根据相似理论设计、加工了缩尺比为1/15的单跨架线耦合体系试验模型,以三种输电导线垂跨比为分析工况,采用20条远场地震动以设防强度对试验模型分别进行横向和纵向一维激励。试验结果发现,架线动力耦合作用很大程度上减弱了构架的响应,减弱程度随垂跨比的减小而增大;相比纵向激励,在横向激励下表现更为强烈。其次,通过对数值原型进行参数分析,发现耦合作用是体系的自身属性,与外荷载无关;相比三跨,在单跨架线耦合体系中更为突出。最后,对耦合体系开展横向强震倒塌试验,结果表明,在强震作用下,耦合作用加速了构架的损伤发展,降低了其承载力,影响了结构的倒塌倾覆方向。(3)架塔线动力耦合效应建立了基于ABAQUS的三种有限元模型,即:非耦合构架、架线和架塔线耦合体系,其中前两种作为对比模型。采用动力时程分析方法讨论了构架在不同强度地震作用下的结构响应和塑性发展规律,并利用增量动力分析方法对三种分析模型开展全荷载域动力时程分析,结果表明,架线和架塔线两种耦合作用均改变了构架的强震失效模式,大大降低了其承载力,使构架的倒塌风险显着增大。总结发现,架塔线动力耦合作用包含了输电塔横担的激励放大作用、输电导线的初始水平张力作用、弹性约束作用以及悬挂系统的耗能减震作用,对于构架的抗震性能而言,前两者是不利作用,后两者是有利作用。(4)地震入射方向效应基于4264组多维地震动无偏样本空间,研究了地震动特性随入射方向的变异性,发现这种变异性与震源、传播距离和场地条件等因素无关,表现出复杂的随机特性。根据上述变异性大小提出了基于方向性的多维地震动分类方法及其选择标准。根据以上标准更新了远场记录库,采用40组地震动对架塔线耦合体系进行多方向激励。研究表明,入射方向对构架地震响应的影响大,不能被忽视;入射方向的改变会使构架各阶振型的参与程度发生变化,进而影响其在强震作用下的塑性分布和抗倒塌性能。此外,从理论上对地震动和入射方向不确定性进行解耦,提出了构架地震响应及极限承载力的95%保证模型。最后,结合架塔线动力耦合和地震入射方向效应,提出了构架在小震作用下的弹性结构响应和强震作用下的极限承载力的预测模型。(5)多入射角地震易损性研究基于地震需求和抗震能力分别与入射方向相关和无关的思想,提出了一种考虑结构方位布置和断裂带走向的多入射角地震易损性分析方法,该方法充分体现了地震动、结构和入射方向不确定性。据此,首先采用拉丁超立方抽样方法组建结构-地震动-入射角样本对和结构-地震动样本对,对架塔线耦合体系分别开展了概率抗震能力分析和概率地震需求分析。然后,采用本文提出的多入射角地震易损性分析方法建立构架在不同极限状态下的易损性平面,据此为特高压变电站外的输电线路布置方案提供了建议;其次,将采用本文方法与基于传统激励方法的易损性分析方法(TEM-SFAM)获得的结果进行比较,发现TEM-SFAM方法不能识别出构架可能存在的最大地震风险,在构架地震易损性分析中的可靠性低。最后,提出了一种以震中位置为变量的地震风险评估方法,并对实际工程进行了定量评估。
宋夏芸[4](2021)在《考虑超低周疲劳损伤影响的平板支座计算模型研究》文中指出超过设计烈度的灾难地震是威胁城市安全的重要突发灾害。空间网架结构建筑兼具地震避难所功能,是未来“韧性城市”的重要组成部分。灾难地震中网架结构的支座如发生破坏将使其丧失地震避难所的功能,严重影响灾后的应急救援成效。为此,该类支座节点在灾难地震作用下的韧性研究将成为未来“韧性城市”建设中的重要课题。目前,现行规范中一般将网架支座节点假设为刚接、铰接或弹性边界,而未将其刚度衰减考虑到抗震设计中。灾难地震下,支座节点往往因经历大应变超低周往复作用而发生地震疲劳破坏,此时支座节点的刚度衰减对上部结构的动力响应会产生很大影响,其变化将直接影响结构整体的破坏性态。为较准确分析网架结构倒塌破坏过程,亟需系统研究支座约束刚度动态衰减对网架结构的影响,深入开展该类支座考虑超低周疲劳损伤影响的刚度退化模型研究,建立考虑支座刚度衰减的网架计算模型。本文基于国家自然科学基金项目《强震下螺栓球网格结构超低周疲劳性能与评定方法研究》(51578358),以平板支座节点为主要对象,采用试验研究与数值模拟相结合的方法,对考虑超低周疲劳损伤影响的平板支座计算模型展开研究。主要研究内容和结论如下:(1)通过6组18个平板支座节点在竖向一定荷载与水平循环往复大位移同时作用下的加载试验,获得竖向荷载和锚栓直径对其失效模式、滞回性能、骨架曲线、刚度退化、肋板屈曲、支座倾角和锚栓弯曲的影响,并结合锚栓断口形貌分析,揭示锚栓断裂演化规律和失效机理。基于能量耗散提出该类平板支座节点的损伤评估模型。试验结果表明,平板支座节点的破坏均经历滑移阶段—弹性阶段—强化阶段—失效阶段等4个阶段,其破坏形态主要为锚栓断裂和肋板中下部区域屈曲;锚栓裂纹均萌生于根部表面应力集中区域内,其断面具有超低周疲劳断裂的典型特征。(2)采用有限元ABAQUS/Explicit软件建立平板支座节点的有限元模型,模型考虑钢材延性损伤、几何非线性和初始缺陷等影响。通过试验结果对比分析模型的失效形态、滞回曲线及骨架曲线,并讨论主要受损部件(锚栓与肋板)的失效机理。分析结果表明:数值模拟结果与试验结果较为一致;锚栓超低周疲劳裂纹萌生主要是由于混合型损伤引起的;肋板自由边的局部屈曲为弹塑性屈曲,其一定程度上延缓了锚栓的断裂,推迟了平板支座的失效过程。(3)基于上述有限元模型,进行不同锚栓直径、肋板厚度、支座高度和竖向荷载下平板支座节点超低周疲劳性能的参数化分析,对其超低周疲劳承载力和损伤退化进行详细探讨;提出平板支座节点水平屈服承载力和峰值承载力的近似计算公式,拟合出适用于本模型中肋板的弹塑性屈曲荷载计算公式。参数分析结果表明,平板支座节点的水平屈服承载力及峰值承载力均由锚栓决定。锚栓直径与肋板厚度对支座节点的破坏形式具有重要影响,锚栓直径较小而肋板厚度较大时,因锚栓刚度有限导致锚栓过早发生断裂破坏;反之,肋板易发生弹塑性屈曲,使得平板支座节点的破坏模式表现为肋板屈曲后锚栓断裂。(4)基于上述试验和有限元分析结果,建立以能量耗散为损伤指标的水平刚度退化模型,对平板支座节点的力学性能退化规律进行描述;建立考虑滑移和超低周疲劳损伤影响的平板支座节点恢复力模型。结果表明,建立的恢复力模型能够较好的反映支座节点的超低周疲劳非线性力学行为。(5)基于平板支座节点的恢复力模型,建立考虑滑移和水平刚度衰减的平板支座节点等效简化计算模型。将该简化计算模型应用于SAP2000软件,对雅安地震中芦山县中学体育馆进行地震作用下的弹塑性动力时程分析。结果表明,平板支座节点的简化计算模型具有较好的适用性,考虑滑移和支座水平刚度衰减的芦山县中学体育馆网架模型在实际地震作用下的破坏形态与震害具有一致性,可为网架结构在灾难地震作用下的倒塌破坏分析提供参考。
翟浩东[5](2021)在《含软弱层的大空间混凝土框架结构抗震性能研究》文中研究说明大空间混凝土(LRC)框架结构在上世纪五十年代被广泛运用于大会堂、博物馆、剧场等具有社会历史意义的大型公共建筑当中。由于此类既有大型公共建筑建设时期久远、结构老旧、以及使用功能需求的提高,该类建筑是否还具备继续被人们使用的条件,以及是否满足现行规范标准等问题逐渐受到关注。同时,LRC框架结构的开间、进深及层高尺寸较大,且往往存在层高突变、局部楼板不连续等建筑不规则情况,使得结构中含有明显的薄弱部位,抗震性能也异于常规RC框架结构。而目前在对既有LRC框架结构抗震性能及其破坏状态划分方面的研究并不充分,因此LRC框架结构抗震性能的评估标准亟待研究。本文选取一含有软弱层的既有LRC框架结构为研究对象,通过模拟地震振动台试验以及数值模拟对结构的抗震性能进行研究,提出LRC框架结构的破坏等级,为LRC框架结构抗震性能评估及加固提供可靠依据。本文主要研究内容如下:(1)通过设计并完成振动台试验得到LRC框架结构在各地震烈度下的真实反应情况,掌握结构的抗震性能及其失效模式,并验证结构中软弱层的存在;(2)探究软弱层对LRC框架结构加速度、位移等动力响应指标的影响规律,以及软弱层对结构屈服机制的影响;(3)从宏观破坏状态和可量化的变形极限指标的角度提出LRC框架结构的破坏等级,对LRC框架结构进行抗震性能评估,预测结构在不同强度地震作用后的震损情况。论文研究成果如下:(1)LRC框架结构由于层高突变使得结构竖向存在不规则性,导致结构出现软弱层;软弱层的出现导致结构应力集中,损伤加剧,楼层柱顶加速度放大效应降低,位移响应显着,大幅度降低了结构的整体抗震性能;(2)通过增量动力分析(IDA)明确了地震强度参数PGA与需求参数θmax之间的变化规律,对LRC框架结构进行了概率抗震能力分析,得到了结构可继续使用极限状态(IO)、防止倒塌极限状态(CP)等性能状态点;(3)基于振动台试验、数值模拟以及IDA分析结果,将LRC框架结构的破坏等级划分为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和倒塌5个等级,其中包括了损伤状态的宏观描述、量化的层间位移角和修复程度;(4)根据易损性分析,列出了我国基本设防烈度下LRC框架结构超越各极限状态的概率;通过计算抗倒塌安全储备系数(CMR)验证了LRC框架结构比常规RC框架结构抗倒塌性能较弱。
李健宁[6](2021)在《近场区铁路新型柱板式空心高墩大跨度连续刚构桥抗震性能研究》文中指出新型柱板式空心高墩作为一种新的桥墩设计形式,新颖的抗震设计理念,使其成为高烈度地震区解决大跨桥梁抗震难题的一种新方法,且已应用到实际工程中。高烈度山区多靠近地质断裂带,地震频发,在复杂的场地及地质条件下,此类新型桥梁结构地震响应规律及抗震性能如何,在遭受多次地震作用后损伤如何发展,相关研究较少。地震作用下其抗震性能的发挥与墩身的构造参数相关,而墩身中的柱间板作为主要的耗能构件,未考虑震后修复所带来的问题,若要实现震后易修、易检、快速更换的功能可恢复型抗震设计理念,目前缺少相应的研究。因此,对上述问题展开深入研究,对这一新型桥墩桥梁结构的设计及推广应用十分有利。本文以铁路柱板式空心高墩大跨连续刚构桥为工程背景,采用有限元数值分析方法,主要进行了以下方面的研究:(1)采用一般地震动的合成方法和现有的各类速度脉冲数学模型,提出了近场地震动的人工合成方法。利用田玉基速度脉冲模型模拟了近场地震动中的低频分量,将其与设计反应谱拟合而成的高频分量叠加得到了含方向性效应和永久地面位移效应的近场地震动。(2)提出基于NGA-WEST2衰减模型合成主余序列地震动的具体方法和过程。利用该模型得到了主震和余震作用下场地的PSA(Pseudo Spectral Acceleration)曲线,并采用人工造波的方法合成了主震和余震地震动时程,在二者之间引入时间间隔构造出了主余序列型地震动。研究了断层距、场地条件等参数对主震和余震PGA的影响:场地的PSA随断层距增加呈迅速衰减趋势;断层距一定时,场地的PSA与震级大小成正比关系;主余震的PGA随断层距增加而减小,软土场地会明显放大主余震的PGA。(3)采用非线性纤维梁柱单元和非线性分层壳单元建立了柱板构件模型。研究了板柱厚度比(板厚与柱厚之比)、柱板配筋率及轴压比等参数对柱板构件抗震性能的影响,给出了参数的取值建议:板柱厚度比不宜大于0.25;立柱配筋率不宜小于5%,板按构造配筋即可;为提高构件的延性和耗能能力,轴压比不宜大于0.15。(4)基于人工合成的近场地震动对柱板式空心墩墩柱的地震需求进行了研究,结果表明:柱板式空心墩墩柱在水平地震作用下柱身轴向呈受压、受拉两种受力状态,设计时应考虑水平地震作用引起的附加动轴力。最大弯矩需求沿柱高顺桥向分析时同普通刚构墩呈K形分布,而横桥向分析时差别较大,最大弯矩通常位于柱身中部附近;受墩顶刚度约束作用及高阶振型影响,曲率沿柱高不同段变化规律不同,最大曲率需求顺桥向位于柱顶处,横桥向位于柱身中部附近。(5)基于人工合成的近场地震动对全桥的地震响应规律及损伤进行了研究,以材料应变作为损伤指标对桥墩进行了损伤评定。结果表明:近场地震作用下结构地震响应明显大于远场;活动墩受近场效应的影响较刚构墩衰减更快,且影响距离较刚构墩更短,基本在50km以内。近场作用下若刚构墩发生损伤震后将出现残余内力,而永久地面位移效应会在结构中引起附加残余位移。与其它刚构墩相比柱板式桥墩在近场作用下损伤程度较小,抗震性能较好,但受高阶振型及结构体系的影响,其损伤位置和顺序与规则刚构墩存在较大的区别;柱间板的破坏类型和顺序基本不受近场效应的影响,强震作用下板存在剪切破坏、弯曲破坏及弯剪破坏等多种形式,仅少数板为剪切破坏,多数为弯曲及弯剪破坏,且多数板先于柱体屈服及破坏,因而避免或延缓了柱体的过早破坏。(6)采用人工合成的主余序列地震动对全桥累积附加损伤进行了研究。结果表明:柱间板的破坏有效降低了结构刚度,延长了结构周期,因此余震作用在桥墩中不会引起显着的累积附加损伤,损伤程度基本由主震决定,故设计时可不考虑余震作用。此外,主余序列地震中的主震、余震幅值对结构的附加损伤程度有一定的影响,且余震幅值影响更大。(7)功能可恢复型柱-BRB(Buckling Restrained Braces)桥墩抗震性能研究。为实现震后易于更换和快速修复,采用BRB代替柱间板,研究了BRB的布置方式会对结构减震效果的影响。结果表明:菱形方案和X形方案减震效果较好,而V形方案减震效果较差,且在部分位置甚至超过非减震结构;此外,地震动强度及断层距均会对其减震效果产生一定的影响。
Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[7](2021)在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中研究说明为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域(包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。(北京工业大学韩强老师提供初稿)
陈志鹏[8](2021)在《新型高层大跨度盒式结构体系及其抗震性能研究》文中研究说明“十二五”以来,随着我国城市化的发展,城市中的土地资源愈加紧张,大城市中的建筑越来越偏向于中高层结构。在现有的各种中高层结构体系中,框架结构占据着主导地位。但在实际使用中,框架结构由于其结构体系的限制,存在刚度较弱、抗震性能较差、跨度较小等缺点,限制了其在高层结构中进一步的发展。基于我国发展的实际需求以及传统结构的种种缺点,本文提出一种新型高层大跨度空间网格盒式结构,通过使用空腹夹层板和网格式框架,在大幅度提高了结构跨度(最大可达40m)的同时,降低了水平构件的高度(仅为跨度的1/25~1/30),并且其抗震性能、耗能能力、刚度均相较于传统框架结构大幅度提升。由于现有盒式结构的设计方法需要进一步细化,现有研究较少涉及其应用在高层结构中的结构性能,同时在抗震分析时没有考虑地震动的随机性,因此本文通过试验研究、有限元模拟及理论推导,对其设计方法、最佳适用高度、结构在地震动下的响应和考虑地震随机性的结构性能评估等方面进行了研究,具体研究内容及成果包括:(1)提出了考虑构件线刚度比和剪切变形的空腹梁设计方法现有的空腹梁设计方法需要进一步细化,对构件性能有较大影响的多个参数,如连接件尺寸、连接件间距、连接件同上下弦的线刚度比等,考虑较为笼统,。因此本文设计了4组构件试验,用来研究现有设计方法的可行性。试验表明,现有设计方法中假定空腹梁可以按照等截面惯性矩转化为实腹梁进行设计和计算、并在转化时仅仅考虑截面惯性矩一个参数、而其余参数通过一个放大系数来进行修正的方法有进一步细化的必要。根据试验及有限元分析,本文提出了多个空腹夹层板设计限值,使用一个整体性系数ξ来衡量空腹夹层板的整体性及等代计算的有效性,并根据整体性系数的大小给出了空腹夹层板的设计参数推荐取值,对现有的设计方法进行了改进,优化了其实用性。(2)提出了考虑梁柱转动及剪切变形的网格式框架设计方法当将网格式框架应用于诸如公寓及办公楼等层高较矮的高层结构中时,在试验和模拟计算时发现,结构会出现一些不太理想的脆性剪切破坏,使得结构的延性及破坏模式受到影响。本文针对现有设计方法中网格式框架忽略了剪切变形和梁柱间转动的问题进行了研究,基于在东南大学做的三组构件试验进行了详细的有限元分析,进一步优化了现有的设计方法。同时基于研究结果进行了一个实际案例分析,应用增量动力分析(IDA)和易损性分析,评估修正后设计方法的有效性。结果表明,现有的设计方法会极大地高估网格式框架的整体刚度,且会使得结构在一些情况下产生脆性剪切破坏。根据试验及数值模拟,本文提出了新的网格式框架设计流程,通过限制结构的长细比和层间梁的布置数量,有效地提高结构的延性及抗震耗能能力,增强结构的抗震性能。(3)进行了高层大跨度盒式结构整体抗震分析与评估基于前期的构件试验及设计方法,对高层大跨度盒式结构的最佳适用高度、抗震性能进行了有限元模拟和振动台试验研究。通过分析发现,盒式结构较适用于高度为50m及以下、变形曲线为剪切型的结构中。在盒式结构适用高度范畴内,进行了非线性时程分析和概率地震易损性分析。通过IDA和易损性分析可以看到,在普通高层范围内,盒式结构相较于框架结构优势明显,其较大的刚度及较强的耗能能力使得其拥有优良的抗震性能。依据理论分析结果,进行了装配式高层大跨度盒式结构振动台试验,通过试验研究了盒式结构在真实地震动下的结构响应和破坏模式。试验发现,盒式结构在极限状态下的破坏主要集中于次要构件(层间梁),主体结构的完整性可以在地震下得到保证,同时,盒式结构的层间位移角和顶层位移均远小于框架结构,且在巨震水准下依然基本满足防止倒塌的限值,抗震性能优越。此外,依据振动台试验,建立了有限元模型,进行了考虑地震输入角随机性的概率地震分析,进一步验证了盒式结构优良的抗震性能,并弥补了振动台试验中由于试验条件限制仅进行了单向地震动输入的缺憾。(4)进行了基于实际结构的盒式结构与框架结构的案例分析基于构件试验和整体振动台试验结果,本文选用了一栋已建框架结构,将其重新设计为盒式结构,研究了基于实际工程的盒式结构同框架结构的结构性能、抗震性能以及结构损伤。在结构的性能分析中可以看到,盒式结构在同框架结构使用相同的混凝土和钢筋的情况下,可以实现更大的跨度和更好的抗震性能。在地震荷载下,框架结构的位移和塑性发展都远大于盒式结构,且当经受了8度罕遇水准的地震时程后,框架结构已经产生了严重的破坏,结构有倒塌风险,而盒式结构还可以保证结构的完整性,无倒塌风险,很好地实现了我国抗震规范的要求和设计目标,是一种非常值得推广应用的结构形式。
陈才华[9](2020)在《高层建筑框架-核心筒结构双重体系的刚度匹配研究》文中认为高层建筑已经成为我国量大面广的最主要的建筑形式,而框架-核心筒结构是我国高层特别是超高层建筑最主要的结构形式。抗震概念设计要求框架-核心筒结构的框架应具备合理的刚度和承载能力,中外设计规范均有加强框架的相关规定。我国设计规范和超限审查技术要点通过控制框架分担最小剪力比(框剪比)和框架剪力放大来增强框架的刚度和承载力,已有研究成果表明,这对提高框架-核心筒结构的抗震安全性有重要的作用。但框剪比及其限值的规定基于定性化的抗震概念,定量化的研究成果不足,成为近年来国内高层建筑结构设计的一个热点问题。本文针对这一问题,从框架-核心筒结构双重体系协同工作原理和抗震二道防线出发,通过采用基于线弹性的连续化理论分析、基于弹塑性的静力推覆分析和增量动力时程分析,对框架-核心筒结构框剪比指标的物理意义、分布规律、影响因素、变化规律以及对整体抗震性能的影响等开展了系统的研究。主要工作内容和结论如下:1.基于双重抗侧体系协同工作原理,采用连续化方法推导建立框架-核心筒结构等刚度条件下考虑弯剪耦合效应以及变刚度条件下的基本微分方程组并求解,借助有限元分析结果验证了方程推导正确、求解结果准确。连续化分析结果表明:为了保证框架-核心筒结构双重抗侧体系充分发挥协同工作效应,必须保证框架具备一定的刚度;框剪比指标可以定量反映框架与核心筒之间相对刚度的大小,规范采用“框剪比”这一指标是合理有效的,其本质为限定框架与核心筒相对刚度的比值(刚度特征值)不宜过小。高层尤其是超高层框架-核心筒结构刚度沿高度变化,导致框剪比曲线沿高度分布呈现“中部大、两端小”的特点,可采用“最大框剪比”来限定框架与核心筒的相对刚度,放松顶部楼层框剪比限值。2.基于整体抗侧刚度相近的原则,分别设计了9个和12个外框与核心筒具有不同刚度比(框剪比)的模型,利用Perform3D软件进行静力弹塑性分析,对比研究不同模型的塑性发展过程和框剪比变化规律。分析表明:随着结构进入塑性,内力会在核心筒剪力墙和框架之间重分布,框剪比曲线的变化存在两种模式,且仅由框架与核心筒弹性状态的刚度比(框剪比)决定;当弹性分析的最大框剪比大于5%时,其变化规律为“先增大后减小”,当弹性分析的最大框剪比小于5%时,其变化规律为“一直增大”;前者内力重分布的过程体现了双重体系的优势,二道防线作用充分发挥,后者二道防线作用有限,整体性能接近于单重抗侧体系。从抗震二道防线角度,框架-核心筒结构双重抗侧体系的框架应具备一定的刚度,本文的算例模型分析结果表明,“弹性分析的最大框剪比大于5%”可作为框架的最低刚度要求。3.基于整体抗侧刚度相近的原则设计了5个不同框剪比的框架-核心筒模型(含一个单重抗侧体系),利用ABAQUS软件进行增量动力时程分析(IDA),对比不同模型的动力推覆曲线、塑性发展和损伤、框剪比与框架倾覆力矩占比变化、刚度退化、倒塌概率和倒塌储备系数,研究框剪比对整体抗震性能的影响。分析表明:相同输入条件下,双重体系的抗震性能优于单重体系;框剪比越大的模型,其墙体损伤越小,刚度退化越缓慢,延性越好。在设防大震下,经过合理设计的单重抗侧体系和不同框剪比的双重抗侧体系均可以到达预定的性能目标要求;但随着地震强度的进一步增加,当峰值加速度超出设防烈度大震较多时,双重体系结构具有更高的抗震冗余度;且框剪比越大的模型抗震冗余度更高。结构倒塌储备系数随着框剪比增大而增大,单重抗侧体系的倒塌储备系数明显低于双重抗侧体系。4.IDA分析表明,随着峰值加速度增大,框架分担的倾覆力矩占比逐渐增大;且框剪比越大的模型框架倾覆力矩占比增长越多。在设防大震下及超设防大震作用下,单重体系模型倾覆力矩基本由核心筒承担,双重体系模型外框分担的倾覆力矩增大较多,发挥了重要的抗倾覆作用,从而延缓整体结构的刚度退化。单重体系模型的平均框剪比曲线和平均框剪比最大值均呈现“一直增大”的状态,双重体系模型呈现“先增大后减小”的状态,框剪比的变化模式反映了单重体系和双重体系的区别。基于底层框架倾覆力矩占比以及框剪比的变化模式,本文的算例模型分析结果表明,弹性分析时最大框剪比大于5%的框架-核心筒模型,其框架刚度可以满足双重抗侧体系抗震二道防线的要求。5.提出了框架-核心筒结构基于动力作用下刚度退化的整体抗震性能评价指标——“刚度退化系数”,其定义为结构各阶平动刚度的加权平均刚度退化率,并通过两个实际工程缩尺模型振动台试验进行验证。利用该指标对5个框架-核心筒模型进行抗震性能评价和比较,结果表明:模型的刚度退化系数随着峰值加速度的增加而增加;在设防大震及超设防大震作用下,单重体系模型的刚度退化系数明显高于双重体系模型,且框剪比越大的模型刚度退化系数越低;证明双重体系的抗震性能优于单重体系,框剪比越大的模型抗震冗余度越高。6.弹塑性动力时程分析表明,大震下框架-核心筒结构发生内力重分布,框架应具备一定的强度(承载力)承接从核心筒转移的地震力。以四个双重体系框架-核心筒模型为例,对现行中美规范的框架剪力调整方法进行了比较分析,并分别基于弹塑性时程分析和基于等效线性化分析提出了两种实用的框架剪力调整方法。
徐彦青[10](2020)在《基于三重摩擦摆的高层建筑隔震与优化设计研究》文中研究指明三重摩擦摆支座在不同强度的地震作用下可以自适应地改变刚度和阻尼,因而得到广大研究人员的关注。此前三重摩擦摆支座在低层建筑和桥梁工程中已有研究和应用,鉴于高层建筑隔震需求的增长,本文对基于三重摩擦摆的高层建筑隔震以及优化设计方法开展了理论分析、试验测试和有限元分析研究。所完成的具体工作如下:(1)对三重摩擦摆支座的摩擦材料(聚四氟乙烯)进行了测试,采用双剪法得到了聚四氟乙烯在不同竖向压强和峰值剪切速度下的摩擦系数。进行了三重摩擦摆支座的力学性能测试,采用低周往复加载研究了支座的滞回性能,并利用有限元软件Open Sees对支座的滞回特性进行了数值模拟,试验结果验证了数值模型的有效性。(2)建立了三重摩擦摆高层隔震建筑的理论模型,并推导了结构各层的运动方程。分别建立了基底固结结构、三重摩擦摆隔震结构和单摩擦摆隔震结构的有限元模型,对两种隔震结构进行了频域及时域分析,研究了三重摩擦摆高层隔震结构的减震机理。以结构地震反应最小为目标,提出了评价三重摩擦摆支座隔震效果的目标函数,通过遗传算法优化了支座参数并分析了基底固结结构、三重摩擦摆隔震结构以及单摩擦摆隔震结构在各个地震作用下的动力响应。另外,采用等效线性化方法估算了三重摩擦摆高层隔震结构在各级地震动强度下的支座位移。(3)基于线性自回归模型法编制了风速和风荷载的模拟程序,并对三重摩擦摆高层隔震建筑的风振反应进行了分析。建立了顶部安装磁流变阻尼器的三重摩擦摆高层隔震建筑的理论模型,并采用多目标优化算法对模糊控制器中的隶属函数进行设计,使得结构风振响应减小的同时不降低隔震效果。为了考察多目标优化模糊控制算法的控制效果,对采用人工设计模糊控制算法和无控状态时结构在风荷载和各地震作用下的反应进行了计算,比较了三种情况下结构的风振响应及地震响应,研究了不同的控制算法对结构风振反应和地震反应的影响。(4)采用多目标优化算法对三重摩擦摆支座参数进行优化,以同时减小结构的地震和风振反应,得到了满足风振要求时隔震效果最好的支座参数,并对不同支座参数下隔震结构在各级地震动和风荷载作用下的反应进行了比较。(5)对三重摩擦摆高层隔震建筑模型进行了振动台试验,得到了结构在各地震动强度下的地震反应,分析了三重摩擦摆支座在各地震动强度下的隔震效果。试验结果表明,在高层隔震建筑中三重摩擦摆支座有良好的隔震效果,为今后三重摩擦摆在高层建筑中的应用提供了参考。另外,利用Open Sees对三重摩擦摆高层隔震结构建立了数值模型,通过与振动台试验结果进行比较,验证了模型的有效性。(6)采用可以考虑支座碰撞和提离的计算模型对结构进行增量动力分析,计算了结构在各地震动强度下的倒塌概率,并以在大震作用下结构倒塌概率小于10%为目标,利用试错法对支座的位移限值进行了设计。与不考虑支座碰撞和提离时的地震反应结果进行了比较,分别计算了采用各支座力学模型时结构的倒塌概率。
二、地震中受损钢筋混凝土建筑弹塑性时程分析与振动台试验研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、地震中受损钢筋混凝土建筑弹塑性时程分析与振动台试验研究(论文提纲范文)
(1)医疗系统抗震韧性评价方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 相关研究的进展 |
1.2.1 医疗系统韧性定义 |
1.2.2 医疗系统韧性指标体系 |
1.2.3 医疗系统抗震韧性评价 |
1.3 本文主要研究内容 |
第二章 楼层加速度反应谱研究综述及非结构构件通用检测楼层反应谱 |
2.1 研究背景 |
2.2 楼层反应谱计算方法 |
2.2.1 单自由度体系的楼层反应谱 |
2.2.2 多自由度体系的楼层反应谱 |
2.2.3 放大系数法 |
2.2.4 直接生成法 |
2.2.5 抗震设计规范中对非结构构件加速度需求的规定 |
2.3 影响楼层反应谱的关键因素 |
2.3.1 结构弹塑性行为的影响 |
2.3.2 非结构构件所在楼层位置 |
2.3.3 填充墙的影响 |
2.3.4 结构和非结构的相互作用 |
2.3.5 非结构构件阻尼比的影响 |
2.3.6 非结构构件非线性的影响 |
2.3.7 其他影响因素 |
2.4 输入地震动对楼层反应谱的影响 |
2.4.1 竖向地震动的影响 |
2.4.2 近断层地震动的影响 |
2.5 振动台试验和地震现场观测记录的加速度响应 |
2.6 非结构构件检测楼层反应谱研究现状 |
2.7 非结构构件抗震性能检测通用楼层反应谱 |
2.7.1 原型结构信息 |
2.7.2 楼层反应谱计算结果 |
2.7.3 通用楼层反应谱 |
2.8 楼层反应谱研究展望 |
2.9 本章小结 |
第三章 典型医疗设备振动台试验研究及易损性分析 |
3.1 研究背景 |
3.2 医疗设备振动台试验加载方案 |
3.2.1 台面输入地震动 |
3.2.2 试验房间模型信息 |
3.2.3 基于振动台试验的地震易损性模型 |
3.3 通用楼层反应谱在医疗设备振动台试验中的应用 |
3.3.1 输液架振动台试验 |
3.3.2 医疗药柜振动台试验 |
3.3.3 医用抢救车振动台试验 |
3.3.4 医用病床振动台试验 |
3.3.5 医用无影灯振动台试验 |
3.4 本章小结 |
第四章 医疗系统抗震韧性量化评价框架 |
4.1 研究背景 |
4.2 抗震韧性定量评价框架 |
4.3 医疗系统模型及重要性系数 |
4.3.1 医疗系统模型 |
4.3.2 重要性系数确定 |
4.3.3 重要性系数讨论 |
4.4 恢复时间需求 |
4.5 抗震韧性量化 |
4.5.1 构件修复时间 |
4.5.2 构件经济损失 |
4.5.3 修复路径 |
4.5.4 抗震韧性评价 |
4.6 医疗系统案例分析 |
4.6.1 医疗建筑简介 |
4.6.2 地震动选择 |
4.6.3 易损性分析 |
4.6.4 抗震韧性评价 |
4.6.5 不同恢复策略的影响 |
4.7 本章小结 |
第五章 基于状态树方法的急诊功能抗震韧性评价 |
5.1 研究背景 |
5.2 基于状态树方法的抗震韧性评价流程 |
5.3 急诊部门系统分析方法 |
5.3.1 急诊部门系统模型 |
5.3.2 系统易损性、系统功能定义 |
5.3.3 蒙特卡洛模拟 |
5.4 某医院急诊功能案例分析 |
5.4.1 系统易损性分析 |
5.4.2 修复路径 |
5.4.3 功能损失及修复时间计算 |
5.5 本章小结 |
第六章 城市抗震韧性评价BENCHMARK模型 |
6.1 研究背景 |
6.2 BENCHMARK城市模型 |
6.2.1 人口统计资料 |
6.2.2 地震风险 |
6.2.3 居民区分布信息 |
6.2.4 城市建筑分布信息 |
6.3 BENCHMARK城市生命线系统 |
6.3.1 供电系统 |
6.3.2 交通系统 |
6.3.3 供水系统 |
6.3.4 污水系统 |
6.3.5 天然气系统 |
6.3.6 医院、应急避难场所、学校 |
6.4 抗震韧性评价基础模型 |
6.4.1 地震易损性模型 |
6.4.2 地震后果模型 |
6.4.3 震后恢复模型 |
6.5 本章小结 |
第七章 震后城市医疗服务可达性分析 |
7.1 研究背景 |
7.2 可达性评价方法 |
7.2.1 两步移动搜寻法 |
7.2.2 2SFCA方法改进 |
7.3 震前正常运行状态下的城市医疗服务可达性分析 |
7.3.1 通行时间限值 |
7.3.2 可达性分析 |
7.4 震后医疗服务可达性分析 |
7.4.1 考虑震损影响的医疗服务可达性分析框架 |
7.4.2 建筑倒塌坠落物影响 |
7.4.3 桥梁损伤影响 |
7.4.4 考虑震损影响的城市交通通行能力分析 |
7.5 考虑震后人员伤亡的医疗服务可达性分析 |
7.6 本章小结 |
第八章 结论和展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 研究不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
附录 A |
(2)考虑节点刚度与塑性累积损伤影响的杆单元塑性铰计算模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 选题的背景及意义 |
1.1.1 空间网格应用介绍 |
1.1.2 地震震害介绍 |
1.1.3 空间网格结构抗震研究的意义 |
1.2 空间网格结构抗震研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
1.3.1 问题的提出 |
1.3.2 研究对象、研究思路和流程 |
1.3.3 研究内容和方法 |
第2章 结构动力弹塑性分析方法基本理论 |
2.1 引言 |
2.2 钢结构动力弹塑性分析方法 |
2.2.1 动力时程分析的数值求解方法 |
2.2.2 地震波的选取 |
2.3 空间网格结构非线性分析方法 |
2.4 钢结构滞回模型 |
2.4.1 微观层次滞回模型 |
2.4.2 宏观层次滞回模型 |
2.5 本文采用的分析方法 |
2.5.1 塑性铰模型概述 |
2.5.2 存在不足及解决方法 |
2.6 本章小结 |
第3章 螺栓球节点与圆钢管组合试件超低周疲劳试验 |
3.1 引言 |
3.2 试验目的 |
3.3 试验模型 |
3.3.1 设计思路 |
3.3.2 试件 |
3.3.3 模型的材料特性 |
3.3.4 模型安装 |
3.4 试验装置及测点布置 |
3.4.1 加载装置及系统 |
3.4.2 数据采集及处理系统 |
3.4.3 应变片测点布置 |
3.5 加载方案 |
3.6 试验结果与分析 |
3.6.1 试验稳定性验证 |
3.6.2 变形过程及破坏特征 |
3.6.3 滞回曲线 |
3.6.4 骨架曲线 |
3.6.5 刚度退化 |
3.6.6 耗能能力 |
3.7 本章小结 |
第4章 试验过程仿真分析 |
4.1 引言 |
4.2 有限元模型的建立 |
4.2.1 单元类型 |
4.2.2 材料模型 |
4.2.3 加载模式 |
4.2.4 模型信息 |
4.2.5 初始几何缺陷 |
4.2.6 分析步骤 |
4.3 有限元模型校核 |
4.3.1 变形图的比较 |
4.3.2 滞回曲线的对比 |
4.3.3 有限元模型特点 |
4.4 本章小结 |
第5章 杆单元塑性铰计算模型影响因素参数分析 |
5.1 引言 |
5.2 计算模型参数设置及加载制度 |
5.2.1 计算模型参数设置 |
5.2.2 管球组合试件编号说明 |
5.2.3 加载制度设置 |
5.3 杆单元承载力分析 |
5.3.1 节点刚度对杆单元受拉屈服承载力影响分析 |
5.3.2 节点刚度对杆单元受压承载力影响分析 |
5.4 杆单元刚度退化分析 |
5.4.1 节点刚度对杆单元刚度退化的影响 |
5.4.2 刚度退化与延性系数之间的关系 |
5.5 本章小结 |
第6章 考虑节点刚度与塑性累积损伤影响的杆单元塑性铰模型 |
6.1 引言 |
6.2 塑性铰模型的建立方法 |
6.3 骨架曲线模型 |
6.3.1 骨架曲线模型 |
6.3.2 骨架曲线模型参数的确定 |
6.4 塑性铰刚度退化规律 |
6.4.1 卸载刚度 |
6.4.2 加载刚度 |
6.4.3 承载力退化 |
6.5 考虑节点刚度影响的杆单元塑性铰模型的建立 |
6.6 SAP2000塑性铰模型的修正 |
6.6.1 SAP2000塑性铰模型参数计算 |
6.6.2 塑性铰模型的修正 |
6.7 修正塑性铰模型计算结果与试验结果对比 |
6.7.1 模型的建立 |
6.7.2 计算结果及分析 |
6.8 本章小结 |
第7章 应用案例 |
7.1 引言 |
7.2 模型设计 |
7.3 强震下弹塑性能分析 |
7.3.1 分析方法 |
7.3.2 地震波的选取 |
7.3.3 塑性铰设定 |
7.3.4 初始条件 |
7.4 不同地震作用下结构的动力分析 |
7.4.1 EL波作用下结构的对比分析 |
7.4.2 Hollywood波作用下结构的对比分析 |
7.4.3 人工波作用下结构的对比分析 |
7.5 本章小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 本文的主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(3)特高压变电构架的架塔线耦合及地震入射方向效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 变电构架的研究现状 |
1.3 塔线动力耦合效应的研究现状 |
1.3.1 输电导线的分析模型 |
1.3.2 分析方法 |
1.3.3 塔线体系的抗震关键问题 |
1.4 地震入射方向效应的研究现状 |
1.4.1 地震动特性 |
1.4.2 最不利入射方向 |
1.4.3 结构的入射方向效应 |
1.4.4 多入射角地震易损性分析 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第2章 倾斜输电导线的等效简化模型 |
2.1 引言 |
2.2 倾斜悬索的抛物线近似解 |
2.3 频响函数 |
2.3.1 运动方程 |
2.3.2 水平张力增量ΔH |
2.3.3 竖向张力增量ΔV |
2.3.4 频响函数的封闭表达式 |
2.4 倾斜悬索的静动力刚度 |
2.4.1 静力刚度和Ernst公式的修正 |
2.4.2 索动力系数 |
2.4.3 水平动力刚度 |
2.5 基于水平动力刚度的弹簧模型 |
2.5.1 振动台试验 |
2.5.2 弹簧模型的验证 |
2.6 弹簧模型的适用范围 |
2.6.1 地震动激励 |
2.6.2 倾斜角 |
2.6.3 垂跨比 |
2.6.4 跨度 |
2.6.5 最小振型参与数量 |
2.7 本章小结 |
第3章 架线动力耦合效应 |
3.1 引言 |
3.2 工程原型 |
3.2.1 原型概况 |
3.2.2 输电导线的等效简化 |
3.3 试验模型的设计与加工 |
3.3.1 试验模型的设计 |
3.3.2 试验模型的加工 |
3.4 试验方案 |
3.4.1 地震动的选择 |
3.4.2 加载方案 |
3.4.3 试验设备及传感器布置 |
3.5 初始水平张力响应与结构自振特性 |
3.6 横向激励试验结果与数值参数分析 |
3.6.1 耦合作用对构架地震响应的影响(试验组别1) |
3.6.2 垂跨比的影响(试验组别2) |
3.6.3 耦合机理 |
3.6.4 数值重现 |
3.6.5 基于数值方法的参数分析 |
3.7 纵向激励试验结果 |
3.8 倒塌试验结果(试验组别5) |
3.8.1 弹塑性阶段 |
3.8.2 倒塌阶段 |
3.9 本章小结 |
第4章 架塔线动力耦合效应 |
4.1 引言 |
4.2 有限元模型及远场记录库 |
4.2.1 有限元模型 |
4.2.2 远场记录库 |
4.3 不同强度的地震作用 |
4.3.1 多遇和设防地震 |
4.3.2 罕遇和极罕遇地震 |
4.4 强震失效模式及全过程分析 |
4.4.1 三种分析模型的结果对比 |
4.4.2 架线耦合体系的参数分析 |
4.5 承载力及倒塌易损性 |
4.6 本章小结 |
第5章 地震入射方向效应 |
5.1 引言 |
5.2 多维地震动的分类方法及选择标准 |
5.2.1 地震动数据库 |
5.2.2 地震动特性随入射方向的变异性 |
5.2.3 分类方法及选择标准 |
5.3 地震响应的变异性 |
5.3.1 远场数据库的更新和激励方法 |
5.3.2 地震响应 |
5.4 强震失效模式 |
5.5 地震响应和极限承载力的95%保证模型 |
5.5.1 基于传统激励方法的地震安全 |
5.5.2 95%保证模型的理论方法 |
5.5.3 弹性地震响应 |
5.5.4 弹塑性地震响应和极限承载力 |
5.6 结构响应和极限承载力的预测模型 |
5.7 本章小结 |
第6章 多入射角地震易损性研究 |
6.1 引言 |
6.2 分析方法 |
6.3 地震动、结构和入射方向的不确定性 |
6.4 概率抗震能力分析 |
6.4.1 破坏等级的划分及量化 |
6.4.2 概率抗震能力模型 |
6.5 概率地震需求分析 |
6.6 考虑多入射角的地震易损性 |
6.6.1 地震易损性平面 |
6.6.2 TEM-SFAM方法讨论 |
6.7 实际工程的地震风险评估 |
6.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 A 水平动力刚度的推导 |
A.1 平衡方程及运动方程 |
A.2 微分方程的求解 |
A.3 ΔH |
A.4 ΔV |
附录 B 地震记录库 |
附录 C 架线耦合体系参数分析结果 |
附录 D 构架的倒塌荷载 |
附录 E 地震动、结构和入射方向的不确定性 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(4)考虑超低周疲劳损伤影响的平板支座计算模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外相关工作研究进展 |
1.2.1 钢结构的超低周疲劳研究进展 |
1.2.2 钢网格结构的超低周疲劳研究进展 |
1.2.3 网格结构支座节点的研究进展 |
1.3 本文主要研究内容 |
1.3.1 问题的提出 |
1.3.2 主要研究内容 |
1.3.3 研究思路 |
第二章 结构弹塑性地震反应分析方法 |
2.1 动力弹塑性时程分析的基本原理 |
2.1.1 运动方程 |
2.1.2 方程求解 |
2.1.3 核心问题 |
2.2 钢结构恢复力模型 |
2.2.1 基于材料的恢复力模型 |
2.2.2 基于构件截面的恢复力模型 |
2.2.3 基于构件单元的恢复力模型 |
2.3 损伤退化模型 |
2.3.1 损伤指数模型的基本特点 |
2.3.2 以能量耗散为自变量的损伤指数模型 |
2.3.3 以变形为自变量的损伤指数模型 |
2.3.4 以变形和能量为自变量的损伤指数模型 |
2.3.5 其他考虑损伤的方法 |
2.4 本文采用的分析方法 |
2.5 本章小结 |
第三章 平板支座节点超低周疲劳试验 |
3.1 试验设计与方案 |
3.1.1 试件设计 |
3.1.2 试件加载 |
3.1.3 试验测点布置及数据采集 |
3.1.4 材性试验数据 |
3.2 试验稳定性验证 |
3.3 试验结果分析 |
3.3.1 试件变形及破坏特征 |
3.3.2 水平方向的滞回曲线 |
3.3.3 水平方向的骨架曲线 |
3.3.4 水平刚度退化 |
3.3.5 能量耗散 |
3.3.6 损伤分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 模型试验的有限元仿真与参数分析 |
4.1 有限元模型的建立 |
4.1.1 材料本构模型 |
4.1.2 基本模型信息 |
4.2 有限元模型的校核 |
4.2.1 失效形态对比 |
4.2.2 滞回曲线对比 |
4.2.3 数值模拟结果对比 |
4.3 主要损伤部件的有限元分析 |
4.3.1 锚栓断裂分析 |
4.3.2 肋板受力分析 |
4.4 参数化分析设置 |
4.4.1 平板支座节点的破坏形式分类 |
4.4.2 参数化分析设置 |
4.4.3 肋板与锚栓的截面参数比ω |
4.5 承载力参数分析 |
4.5.1 水平屈服承载力 |
4.5.2 水平峰值承载力 |
4.5.3 肋板屈曲承载力 |
4.6 损伤退化的分析 |
4.6.1 耗能能力分析 |
4.6.2 水平刚度退化模型的建立 |
4.7 小结 |
第五章 考虑损伤的平板支座节点恢复力模型 |
5.1 平板支座节点的恢复力模型 |
5.1.1 骨架曲线模型 |
5.1.2 骨架曲线模型特征点的确定 |
5.1.3 滞回曲线的特点描述 |
5.1.4 力学性能退化 |
5.1.5 滞回规则的描述 |
5.2 模型的验证 |
5.2.1 骨架模型与滞回曲线的计算流程 |
5.2.2 平板支座节点骨架曲线的验证 |
5.2.3 平板支座节点滞回曲线的验证 |
5.3 本章小结 |
第六章 考虑水平刚度衰减的平板支座简化计算模型 |
6.1 计算模型的简化原则及计算假定 |
6.1.1 简化原则 |
6.1.2 计算假定 |
6.2 简化计算模型的参数确定 |
6.2.1 平板支座等效截面换算 |
6.2.2 可限位摩擦-弹簧阻尼器参数的确定 |
6.2.3 等效塑性铰的定义 |
6.2.4 典型Pivot滞回参数的确定 |
6.3 简化计算模型的校核 |
6.3.1 计算流程 |
6.3.2 简化计算模型的校核 |
6.4 支座简化计算模型在实际工程中的验证 |
6.4.1 工程概况及震害分析 |
6.4.2 网架模型的建立 |
6.4.3 自振特性分析 |
6.4.4 实际地震作用下结构的破坏形态分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(5)含软弱层的大空间混凝土框架结构抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 既有大空间混凝土框架结构特点 |
1.2.2 LRC框架结构国内外研究现状 |
1.2.3 抗震性能研究方法 |
1.3 研究目的及意义 |
1.4 研究内容与技术路线 |
2 LRC框架振动台试验模型设计 |
2.1 模型设计原则 |
2.2 原型结构概况 |
2.3 模型结构设计 |
2.3.1 模型结构相似关系的确定 |
2.3.2 模型结构的材料选择 |
2.3.3 模型结构配筋计算 |
2.3.4 材料力学性能试验 |
2.3.5 模型相似关系调整 |
2.4 本章小结 |
3 LRC框架模型模拟地震振动台试验 |
3.1 振动台试验方案 |
3.1.1 模拟地震波的选取 |
3.1.2 振动台试验工况 |
3.1.3 模型安装与传感器布置 |
3.2 振动台试验现象 |
3.3 振动台试验结果分析 |
3.3.1 结构加速度响应 |
3.3.2 结构位移响应 |
3.3.3 镀锌铁丝应变反应 |
3.4 本章小结 |
4 LRC框架结构增量动力分析 |
4.1 有限元模型建模 |
4.1.1 单元选择 |
4.1.2 材料本构模型 |
4.2 有限元模拟与试验结果对比分析 |
4.2.1 模态分析结果对比 |
4.2.2 加速度响应 |
4.2.3 位移响应 |
4.2.4 损伤情况 |
4.3 LRC框架结构增量动力分析 |
4.3.1 增量动力分析法基本原理 |
4.3.2 基本步骤与参数选取 |
4.3.3 地震记录的选取与调幅 |
4.3.4 结构极限状态定义 |
4.4 IDA曲线绘制与分析 |
4.4.1 单记录IDA分析 |
4.4.2 多记录IDA曲线 |
4.4.3 IDA曲线簇分析 |
4.5 本章小结 |
5 LRC框架结构易损性分析 |
5.1 地震易损性分析 |
5.1.1 易损性分析基本原理 |
5.1.2 易损性分析基本步骤 |
5.1.3 LRC框架结构破坏等级划分 |
5.2 基于IDA的结构易损性分析 |
5.2.1 线性回归 |
5.2.2 易损性曲线 |
5.3 抗倒塌性能评估 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者在读期间研究成果 |
(6)近场区铁路新型柱板式空心高墩大跨度连续刚构桥抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 桥梁震害 |
1.3 高墩桥梁抗震研究现状 |
1.4 近场区桥梁抗震研究现状 |
1.5 主余序列地震作用下桥梁损伤研究现状 |
1.6 减隔震技术研究现状 |
1.7 存在的问题 |
1.8 本文的研究内容、创新点及技术路线 |
1.8.1 本文研究内容 |
1.8.2 创新点 |
1.8.3 技术路线 |
2 近场地震动及主余序列型地震动的构造及模拟 |
2.1 近场地震动的特性 |
2.1.1 上、下盘效应 |
2.1.2 方向性效应 |
2.1.3 永久地面位移效应 |
2.1.4 竖向效应 |
2.2 速度脉冲的统计参数 |
2.3 速度脉冲模型 |
2.3.1 Menun-Fu速度脉冲模型 |
2.3.2 Makris-Black速度脉冲模型 |
2.3.3 Mavroeidis速度脉冲模型 |
2.3.4 田玉基速度脉冲模型 |
2.4 近断层脉冲型地震动的合成 |
2.4.1 低频成分的模拟 |
2.4.2 高频成分的模拟 |
2.4.3 近场地震动合成 |
2.5 序列地震动的构造方法 |
2.6 基于NGA-WEST2 衰减模型主余震序列地震动的构造 |
2.7 本章小结 |
3 柱板设计参数对抗震性能影响研究 |
3.1 动力弹塑性分析方法 |
3.2 柱与板的非线性模型及模拟方法 |
3.2.1 墩柱的非线性模型 |
3.2.2 板的非线性模拟方法 |
3.3 材料本构 |
3.3.1 墩柱混凝土本构 |
3.3.2 柱间板二维混凝土本构 |
3.3.3 钢筋本构 |
3.4 有限元模型 |
3.5 参数取值分析 |
3.5.1 板厚取值分析 |
3.5.2 配筋率取值分析 |
3.5.3 轴压比取值分析 |
3.6 本章小结 |
4 近场地震作用下桥梁非线性地震反应分析 |
4.1 工程概况及有限元模型 |
4.1.1 工程概况 |
4.1.2 计算参数 |
4.1.3 有限元分析模型 |
4.2 全桥动力特性分析 |
4.3 地震动输入方向及分析工况 |
4.4 主墩墩柱地震需求分析 |
4.5 控制截面及损伤指标的确定 |
4.5.1 控制截面 |
4.5.2 损伤指标 |
4.6 桥轴线垂直于断层迹线时地震反应分析 |
4.6.1 顺桥向分析 |
4.6.2 横桥向分析 |
4.6.3 断层距对结构地震响应的影响 |
4.7 桥轴线平行断层迹线时地震反应分析 |
4.7.1 顺桥向+竖向分析 |
4.7.2 横桥向+竖向分析 |
4.7.3 断层距对结构地震响应的影响 |
4.8 本章小结 |
5 主余序列地震作用下全桥累积附加损伤研究 |
5.1 输入地震动 |
5.2 累积附加损伤指标的选取 |
5.2.1 Park-Ang损伤指标模型 |
5.2.2 改进的Park-Ang损伤指标模型 |
5.2.3 基于材料应变的Park-Ang损伤指标模型 |
5.3 损伤状态及损伤指标界限值的确定 |
5.3.1 损伤指数参数的确定 |
5.3.2 损伤状态及其界限值的确定 |
5.4 余震作用下结构累积附加损伤对比研究 |
5.4.1 顺桥向损伤分析 |
5.4.2 横桥向损伤分析 |
5.5 主余震组合幅值对结构地震响应的影响 |
5.6 本章小结 |
6 柱-BRB组合式高墩抗震性能研究 |
6.1 BRB布置方式 |
6.2 BRB力学模型及参数 |
6.3 动力特性对比分析 |
6.4 减震效果分析 |
6.4.1 顺桥向+竖向减震分析 |
6.4.2 横桥向+竖向减震分析 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A 第四章部分计算结果及图形 |
附录 B 第六章部分计算结果及图形 |
攻读学位期间的研究成果 |
(7)中国桥梁工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)
0引言(东南大学王景全老师提供初稿) |
1 桥梁工程研究新进展(东南大学王景全老师提供初稿) |
1.1新材料促进桥梁工程技术革新 |
1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展 |
1.3桥梁抗灾变能力显着提高 |
1.4桥梁智能化水平大幅提升 |
1.5跨海桥梁深水基础不断创新 |
2桥梁结构设计 |
2.1桥梁作用及分析(同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿) |
2.1.1汽车作用 |
2.1.2温度作用 |
2.1.3浪流作用 |
2.1.4分析方法 |
2.1.5展望 |
2.2钢桥及组合结构桥梁(西南交通大学卫星老师提供初稿) |
2.2.1新型桥梁用钢的研发 |
2.2.2焊接节点疲劳性能 |
2.2.3钢结构桥梁动力行为 |
2.2.4复杂环境钢桥服役性能 |
2.2.5组合结构桥梁空间力学行为 |
2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为 |
2.2.7展望 |
2.3高性能材料 |
2.3.1超高性能混凝土(湖南大学邵旭东老师提供初稿) |
2.3.2工程水泥基复合材料(西南交通大学张锐老师提供初稿) |
2.3.3纤维增强复合材料(北京工业大学刘越老师提供初稿) |
2.3.4智能材料(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
2.3.5展望 |
2.4桥梁基础工程(同济大学梁发云老师提供初稿) |
2.4.1深水桥梁基础形式 |
2.4.2桥梁基础承载性能分析 |
2.4.3桥梁基础动力特性分析 |
2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战 |
3桥梁建造新技术 |
3.1钢结构桥梁施工新技术(西南交通大学卫星老师提供初稿) |
3.1.1钢结构桥梁工程建设成就 |
3.1.2焊接制造新技术 |
3.1.3施工新技术 |
3.2桥梁快速建造技术(北京工业大学贾俊峰老师提供初稿) |
3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术 |
3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展 |
3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能 |
3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能 |
3.3桥梁建造技术发展态势分析 |
4桥梁运维 |
4.1监测与评估(浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿) |
4.1.1监测技术 |
4.1.2模态识别 |
4.1.3模型修正 |
4.1.4损伤识别 |
4.1.5状态评估 |
4.1.6展望 |
4.2智能检测(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
4.2.1智能检测技术 |
4.2.2智能识别与算法 |
4.2.3展望 |
4.3桥上行车安全性(中南大学国巍老师提供初稿) |
4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性 |
4.3.1.1车-桥气动参数识别 |
4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估 |
4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性 |
4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响 |
4.3.2地震作用下行车安全性 |
4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型 |
4.3.2.2地震动激励特性的影响 |
4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估 |
4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究 |
4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性 |
4.3.4冲击系数与振动控制研究 |
4.3.4.1车辆冲击系数 |
4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法 |
4.3.5研究展望 |
4.4加固与性能提升(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
4.4.1增大截面加固法 |
4.4.2粘贴钢板加固法 |
4.4.3体外预应力筋加固法 |
4.4.4纤维增强复合材料加固法 |
4.4.5组合加固法 |
4.4.6新型混凝土材料的应用 |
4.4.7其他加固方法 |
4.4.8发展展望 |
5桥梁防灾减灾 |
5.1抗震减震(北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿) |
5.1.1公路桥梁抗震研究新进展 |
5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展 |
5.1.3桥梁抗震发展态势分析 |
5.2抗风(东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿) |
5.2.1桥梁风环境 |
5.2.2静风稳定性 |
5.2.3桥梁颤振 |
5.2.4桥梁驰振 |
5.2.5桥梁抖振 |
5.2.6主梁涡振 |
5.2.7拉索风致振动 |
5.2.8展望 |
5.3抗火(长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿) |
5.3.1材料高温性能 |
5.3.2仿真与测试 |
5.3.3截面升温 |
5.3.4结构响应 |
5.3.5工程应用 |
5.3.6展望 |
5.4抗撞击及防护(湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿) |
5.4.1车撞桥梁结构研究现状 |
5.4.2船撞桥梁结构研究进展 |
5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状 |
5.4.4研究展望 |
5.5抗水(东南大学熊文老师提供初稿) |
5.5.1桥梁冲刷 |
5.5.2桥梁水毁 |
5.5.2.1失效模式 |
5.5.2.2分析方法 |
5.5.3监测与识别 |
5.5.4结论与展望 |
5.6智能防灾减灾(西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿) |
6结语(西南交通大学张清华老师提供初稿) |
策划与实施 |
(8)新型高层大跨度盒式结构体系及其抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 盒式结构 |
1.2.1 结构介绍 |
1.2.2 盒式结构研究进展 |
1.3 空腹夹层板弹性交叉梁系计算方法 |
1.3.1 交叉梁系柔度法的基本假定 |
1.3.2 交叉梁系柔度法在空腹夹层板中的应用 |
1.4 结构抗震性能评估 |
1.4.1 结构抗震性能计算方法 |
1.4.2 结构概率地震易损性评估方法 |
1.5 本文研究内容 |
1.6 参考文献 |
第二章 空腹梁塑性性能及等代计算方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 现有设计方法及研究的不足 |
2.3 空腹梁实验研究 |
2.3.1 利用交叉梁系法简化试验 |
2.3.2 试验构件设计 |
2.3.3 试验材性 |
2.3.4 加载情况及测点布置 |
2.4 试验现象及结果 |
2.4.1 破坏模式 |
2.4.2 应力应变分析 |
2.5 有限元分析 |
2.5.1 模型建立 |
2.5.2 模型校核 |
2.5.3 参数分析 |
2.5.4 结果分析 |
2.6 修正的设计方法 |
2.6.1 理论分析 |
2.6.2 理论验证及讨论 |
2.6.3 修正后的设计方法 |
2.7 案例分析 |
2.7.1 工程介绍 |
2.7.2 分析结果及讨论 |
2.8 本章小结 |
2.9 参考文献 |
第三章 网格式框架优化设计方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 网格式框架工作原理 |
3.2.1 现有设计方法 |
3.2.2 修正的设计方法 |
3.2.3 修正后的设计方法 |
3.3 试验及模拟校核 |
3.3.1 试验现象 |
3.3.2 有限元模型建模方法 |
3.3.3 修正后的设计方法与现有设计方法设计的网格式框架对比分析 |
3.4 案例分析 |
3.4.1 结构介绍 |
3.4.2 地震波选取 |
3.4.3 时程分析结果 |
3.4.4 增量动力分析(IDA) |
3.4.5 易损性分析 |
3.5 本章小结 |
3.6 参考文献 |
第四章 盒式结构最佳适用高度及整体抗震性能分析 |
4.1 引言 |
4.2 分析模型建立 |
4.2.1 50m结构模型 |
4.2.2 90m结构模型 |
4.2.3 145m结构模型 |
4.3 有限元模型建立 |
4.4 静力推覆分析 |
4.4.1 静力推覆分析方法介绍 |
4.4.2 50m结构Pushover分析结果 |
4.4.3 90m结构pushover分析结果 |
4.4.4 145m结构pushover分析结果 |
4.5 增量动力分析 |
4.5.1 增量动力分析介绍 |
4.5.2 增量动力分析参数 |
4.5.3 增量动力分析结果 |
4.5.4 地震易损性分析 |
4.6 本章小结 |
4.7 参考文献 |
第五章 装配式盒式结构振动台试验研究及有限元模拟 |
5.1 引言 |
5.2 试验概况 |
5.2.1 原型结构 |
5.2.2 试验设备及模型结构制作 |
5.2.3 试验仪器及测点布置 |
5.2.4 试验使用的地震动记录及加载顺序 |
5.3 试验结果 |
5.3.1 结构动力特性 |
5.3.2 结构破坏模式 |
5.3.3 结构加速度及层间剪力响应 |
5.3.4 结构位移响应 |
5.4 高层大跨度装配式盒式结构地震响应特征分析 |
5.5 数值分析 |
5.5.1 数值模型建立 |
5.5.2 有限元模型校核 |
5.6 盒式结构及框架结构对比分析 |
5.6.1 对比分析有限元模型的建立 |
5.6.2 两结构在地震下的结构响应 |
5.6.3 结构破坏模式 |
5.6.4 讨论及设计建议 |
5.7 本章小结 |
5.8 参考文献 |
第六章 考虑地震输入角随机性的盒式结构概率地震需求分析及易损性分析 |
6.1 引言 |
6.2 概率地震需求分析及易损性分析 |
6.2.1 概率地震需求模型 |
6.2.2 地震动强度指标判别标准 |
6.3 盒式结构最佳地震动强度指标选取与评价 |
6.3.1 原型结构的设计 |
6.3.2 有限元模型的建立 |
6.3.3 地震动强度指标的选取 |
6.3.4 地震波的选取 |
6.3.5 地震动强度指标的评价及选取 |
6.4 概率地震易损性分析 |
6.4.1 极限状态的定义 |
6.4.2 多方向增量动力分析 |
6.4.3 增量动力分析结果 |
6.4.4 考虑地震动不确定性的概率地震易损性分析 |
6.5 结论 |
6.6 参考文献 |
第七章 某实际高层框架结构与盒式结构的抗震性能对比分析 |
7.1 引言 |
7.2 原型结构设计 |
7.2.1 结构设计参数 |
7.2.2 框架结构及盒式结构设计 |
7.2.3 有限元模型建立 |
7.3 结构地震响应分析 |
7.3.1 时程记录 |
7.3.2 结构动力特征响应 |
7.3.3 地震分析结果 |
7.3.4 结构塑性发展 |
7.3.5 Park-Ang损伤分析 |
7.4 本章小结 |
7.5 参考文献 |
第八章 结论与展望 |
8.1 本文结论 |
8.1.1 考虑空腹梁局部弯矩、剪切变形和线刚度比的设计方法 |
8.1.2 考虑梁柱转动及剪切变形的修正网格式框架设计方法 |
8.1.3 高层大跨度盒式结构整体抗震分析与评估 |
8.1.4 基于实际工程的装配式盒式结构与框架结构案例分析 |
8.2 研究不足及展望 |
附录 |
附录A 考虑地震输入角随机性的概率地震分析所选取的地震动记录 |
附录B 盒式结构最佳地震动强度指标评价 |
附录C 考虑输入角随机性的IDA分析结果 |
致谢 |
个人简历、在读期间发表学术论文与研究成果 |
(9)高层建筑框架-核心筒结构双重体系的刚度匹配研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 近年来我国高层建筑的发展 |
1.1.2 框架-核心筒结构的特点及应用 |
1.1.3 中外规范对框架-核心筒结构二道防线的规定 |
1.1.4 框剪比限值对框架-核心筒结构设计的影响 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 框架-核心筒结构刚度匹配和抗震二道防线研究 |
1.2.2 框架-核心筒(剪力墙)结构震害调查 |
1.2.3 框架-核心筒振动台模型试验研究 |
1.2.4 框架-核心筒弹塑性仿真分析 |
1.2.5 国外对框架-核心筒双重体系相关规定的研究 |
1.3 本文主要工作 |
第2章 连续化模型分析 |
2.1 概述 |
2.1.1 连续化方法 |
2.1.2 常微分方程求解方法 |
2.2 框架-剪力墙结构 |
2.2.1 等刚度条件下框架-剪力墙模型 |
2.2.2 等刚度条件下考虑弯剪耦合效应的框架-剪力墙模型 |
2.2.3 变刚度条件下框架-剪力墙模型 |
2.3 联肢墙结构 |
2.3.1 等刚度条件下联肢墙模型 |
2.3.2 等刚度条件下考虑弯剪耦合效应的联肢墙模型 |
2.3.3 等刚度条件下多肢联肢墙模型 |
2.3.4 等刚度条件下多榀联肢墙模型 |
2.3.5 变刚度条件下联肢墙模型 |
2.4 框架-联肢墙结构 |
2.4.1 等刚度条件下框架—联肢墙模型 |
2.4.2 等刚度条件下考虑弯剪耦合效应的框架—联肢墙模型 |
2.4.3 变刚度条件下框架—联肢墙模型 |
2.5 框架-核心筒结构 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于连续化分析的框剪比研究 |
3.1 框架-剪力墙结构框剪比研究 |
3.1.1 框架-剪力墙结构剪力分配 |
3.1.2 框剪比变化规律 |
3.1.3 弯剪耦合效应对框剪比的影响 |
3.1.4 刚度变化对框剪比的影响 |
3.2 框架-联肢墙结构框剪比研究 |
3.2.1 框架-联肢墙结构框剪比曲线 |
3.2.2 框剪比变化规律 |
3.2.3 弯剪耦合效应对框剪比的影响 |
3.2.4 刚度变化对框剪比的影响 |
3.3 框架-核心筒结构框剪比限值探讨 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于静力弹塑性分析的框剪比研究 |
4.1 概述 |
4.2 框架-剪力墙模型静力弹塑性分析 |
4.2.1 模型设计 |
4.2.2 推覆曲线 |
4.2.3 塑性发展过程 |
4.2.4 框剪比变化规律 |
4.2.5 提高框架强度对比研究 |
4.2.6 变刚度对比研究 |
4.3 框架-联肢墙模型静力弹塑性分析 |
4.3.1 模型设计 |
4.3.2 推覆曲线 |
4.3.3 塑性发展过程 |
4.3.4 框剪比变化规律 |
4.4 本章小结 |
第5章 基于增量动力时程分析的框剪比研究 |
5.1 概述 |
5.1.1 分析方法 |
5.1.2 基于ABAQUS的分析模型 |
5.2 模型设计 |
5.2.1 模型基本信息 |
5.2.2 主要设计结果 |
5.3 地震输入 |
5.4 分析结果 |
5.4.1 位移 |
5.4.2 层间位移角 |
5.4.3 基底剪力 |
5.4.4 损伤及塑性发展 |
5.4.5 框剪比 |
5.4.6 框架倾覆力矩 |
5.4.7 刚度退化 |
5.5 倒塌概率分析 |
5.5.1 IDA曲线 |
5.5.2 易损性曲线 |
5.5.3 倒塌储备系数 |
5.6 本章小结 |
第6章 框架-核心筒结构整体抗震性能评价指标 |
6.1 概述 |
6.2 刚度退化系数 |
6.3 试验对比验证 |
6.3.1 试验概况 |
6.3.2 结果对比 |
6.4 评价指标应用 |
6.5 本章小结 |
第7章 框架-核心筒结构框架剪力调整 |
7.1 概述 |
7.2 中美规范框架剪力调整方法比较 |
7.3 框架剪力调整方法建议 |
第8章 结论及展望 |
8.1 主要工作及结论 |
8.2 有待进一步研究的问题 |
8.3 创新点 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(10)基于三重摩擦摆的高层建筑隔震与优化设计研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外相关领域的研究发展和现状 |
1.2.1 摩擦摆支座隔震体系的研究现状 |
1.2.2 高层隔震建筑体系的研究现状 |
1.3 存在的问题 |
1.4 本文的主要研究内容 |
1.5 技术路线 |
参考文献 |
第2章 三重摩擦摆支座的构造及力学性能测试 |
2.1 三重摩擦摆支座的理论模型 |
2.1.1 三重摩擦摆支座的构造与工作原理 |
2.1.2 三重摩擦摆支座的力学模型 |
2.2 三重摩擦摆支座摩擦材料的摩擦系数测试 |
2.2.1 试件设计 |
2.2.2 试验参数和加载制度的设计 |
2.2.3 试验结果和分析 |
2.3 三重摩擦摆支座的滞回性能试验研究 |
2.3.1 试件设计 |
2.3.2 试验参数和加载制度 |
2.3.3 试验结果和分析 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第3章 三重摩擦摆高层隔震建筑的地震反应分析 |
3.1 三重摩擦摆高层隔震建筑的减震机理 |
3.1.1 三重摩擦摆高层隔震建筑的运动方程 |
3.1.2 原型结构 |
3.1.3 频域及时域分析 |
3.2 三重摩擦摆高层隔震建筑的优化设计 |
3.2.1 地震波的选择及调整 |
3.2.2 三重摩擦摆支座参数的优化 |
3.2.3 三重摩擦摆高层隔震结构的支座位移、等效自振周期和等效阻尼比 |
3.3 三种结构的地震反应比较 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第4章 三重摩擦摆高层隔震建筑的半主动控制研究 |
4.1 三重摩擦摆高层隔震建筑的风振反应 |
4.1.1 风速以及风荷载的模拟 |
4.1.2 结构风振响应 |
4.2 三重摩擦摆高层隔震建筑的半主动控制 |
4.2.1 半主动控制系统的理论模型 |
4.2.2 多目标优化模糊控制算法 |
4.2.3 人工设计模糊控制算法 |
4.2.4 采用不同控制算法时的结构响应 |
4.3 本章小结 |
参考文献 |
第5章 地震与风荷载作用下三重摩擦摆高层隔震建筑的优化设计 |
5.1 结构在风荷载或地震单一作用下的优化设计 |
5.1.1 考虑各级地震动发生概率的地震反应评价函数 |
5.1.2 风振反应评价函数 |
5.1.3 地震或风荷载单一作用下的支座优化结果 |
5.2 地震和风荷载同时作用下的结构优化设计 |
5.3 本章小结 |
参考文献 |
第6章 三重摩擦摆高层隔震建筑模型的振动台试验研究 |
6.1 试验概况 |
6.2 三重摩擦摆高层隔震建筑模型振动台试验 |
6.2.1 试验地震波的选取 |
6.2.2 试验加载制度 |
6.2.3 测点布置 |
6.3 非隔震试验模型的振动台试验 |
6.4 试验结果与分析 |
6.4.1 结构动力特性 |
6.4.2 加速度响应 |
6.4.3 层间位移角 |
6.4.4 支座位移 |
6.5 试验结果与数值模拟结果的对比 |
6.6 本章小结 |
参考文献 |
第7章 三重摩擦摆高层隔震建筑的倒塌概率评估 |
7.1 基于增量动力分析方法的结构倒塌概率评估 |
7.2 结构倒塌概率计算 |
7.2.1 支座参数设计 |
7.2.2 数值结果分析 |
7.3 基于两种支座力学模型的结构倒塌概率评估 |
7.4 本章小结 |
参考文献 |
第8章 总结与展望 |
8.1 研究总结 |
(1)三重摩擦摆支座的力学性能测试 |
(2)三重摩擦摆高层隔震建筑的地震反应分析 |
(3)三重摩擦摆高层隔震建筑的半主动控制研究 |
(4)地震荷载和风荷载同时作用下三重摩擦摆高层隔震建筑的优化设计 |
(5)三重摩擦摆高层隔震建筑的振动台试验研究 |
(6)三重摩擦摆高层隔震建筑的倒塌概率评估 |
8.2 研究展望 |
作者在攻读博士学位期间所取得的研究成果 |
致谢 |
四、地震中受损钢筋混凝土建筑弹塑性时程分析与振动台试验研究(论文参考文献)
- [1]医疗系统抗震韧性评价方法研究[D]. 尚庆学. 中国地震局工程力学研究所, 2021(02)
- [2]考虑节点刚度与塑性累积损伤影响的杆单元塑性铰计算模型研究[D]. 张洁. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]特高压变电构架的架塔线耦合及地震入射方向效应研究[D]. 龚俊. 哈尔滨工业大学, 2021
- [4]考虑超低周疲劳损伤影响的平板支座计算模型研究[D]. 宋夏芸. 太原理工大学, 2021(01)
- [5]含软弱层的大空间混凝土框架结构抗震性能研究[D]. 翟浩东. 西安建筑科技大学, 2021
- [6]近场区铁路新型柱板式空心高墩大跨度连续刚构桥抗震性能研究[D]. 李健宁. 兰州交通大学, 2021(01)
- [7]中国桥梁工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(02)
- [8]新型高层大跨度盒式结构体系及其抗震性能研究[D]. 陈志鹏. 东南大学, 2021
- [9]高层建筑框架-核心筒结构双重体系的刚度匹配研究[D]. 陈才华. 中国建筑科学研究院有限公司, 2020(01)
- [10]基于三重摩擦摆的高层建筑隔震与优化设计研究[D]. 徐彦青. 东南大学, 2020(02)