一、确定结构基底等效输入地震动的简化方法(论文文献综述)
侯红梅[1](2021)在《基于地震动输入的RC框架结构抗震性态设计方法研究》文中认为地震动是抗震设计地震输入的关键,是基于性态抗震研究的重要内容,但目前我国抗震设计规范中地震动输入相关规定是基于地震危险性分析,主要由地震发生重现期确定,与结构设计性态水准无直接关联。我国抗震设计规范中基于设防烈度弹性反应谱计算地震作用,以实现构件抗震承载力的计算,并未将抗震性态水准与地震作用有机关联。针对以上问题,本文围绕天然地震动选取、合成地震动、地震动强度指标、性态水准量化指标和钢筋混凝土框架结构基于性态水准抗震设计方法开展研究,主要研究内容如下:(1)提出了一种分周期段-双频段建构地震动记录备选库的方法。根据震级、震中距和场地条件建立地震动记录的初选原则,综合考虑地震动特性、地震环境和结构特征,改进双频段选取地震动记录的方法,给出分周期段-双频段选择地震动记录的方法,建立地震动记录备选库,并用工程实例时程分析验证了备选库中地震动记录的有效性;使用分周期段-双频段方法建构地震动备选库,可缩小地震动记录选取范围,解决因结构周期变化需重新选择地震动记录的问题,提高地震动记录选取效率。(2)提出了一种天然地震动主控段合成地震动模型的方法。基于抗震规范设计反应谱,提取天然地震动的主控段,将主控段加速度时程按周期顺序串连,通过强度包络函数调整和零线漂移校正,合成含有天然因素特性的地震动,并与普通人工地震动、天然地震动进行频谱分析比较和结构时程分析比较;主控段合成地震动既能与规范设计反应谱保持一致,又能保留天然地震动的频谱特征,一条主控段合成地震动可适用于多个结构工程应用,具有高效的鲁棒性。(3)研究了基于大体量样本的地震动强度指标与工程需求参数之间的相关性、有效性和充分性。目前对地震动强度指标与工程需求参数的研究,缺乏针对同类结构体系大体量的时程分析样本采集,本文基于五种层数和三种设防烈度的15个RC框架结构模型,选取120条地震动记录,完成1800次RC框架结构弹塑性时程分析,评估28个IM与4个关键EDP的相关性、有效性和充分性,多层次选取适用于RC框架结构基于性态抗震设计研究的最佳地震动强度指标。(4)基于对已有试验样本的系统梳理总结,确定基于性态抗震设计的性态水准量化指标。对比分析了世界主要国家规范的设防水准和性态水准,统计分析了从国内外公开发表文献收集到的56榀混凝土框架和440个混凝土柱拟静力试验实测数据,结合我国建筑抗震设计规范和高层建筑混凝土结构技术规程,确定了6个性态水准,并量化了6个性态水准指标限值,为提出和实现基于性态水准的抗震设计方法奠定基础。(5)给出基于性态水准的结构抗震承载力计算方法。我国现行抗震设计规范中,采用与设防烈度对应的地震影响系数计算地震作用,并未与性态化设计中的性态水准一一对应,鉴于此本文以性态水准量化指标为基础,基于地震动输入的时程分析结果获取地震影响系数,给出基于性态水准计算地震作用的方法和基于性态的RC框架结构抗震设计流程;本方法可作为现有基于烈度计算地震作用的补充,以满足设计人员依据业主要求来选定适宜性态目标进行设计,亦可应对超出设防烈度地震的发生。本文的创新之处在于:(1)发展了双频段选择地震动记录的方法,提出了分周期段-双频段方法,并使用分周期段-双频段方法建构地震动备选库,以提高地震动记录选取精准度和效率。(2)提出了天然地震动主控段的提取方法,并合成含有天然频谱因素特性的合成地震动模型,一条合成地震动可满足多个结构适用,具有广谱性和鲁棒性。(3)给出了基于抗震性态水准计算地震承载力的方法,丰富完善我国抗震规范基于设防烈度计算地震作用的抗震设计方法。
彭汉[2](2021)在《梁端防屈曲钢板耗能铰节点及其钢框架结构抗震性能》文中研究表明钢结构具有自重轻、强度大、易于拼装、绿色环保等优势,在装配式建筑领域中具有巨大的发展前景。将耗能减震装置引入预制装配式钢结构,可有效降低主体结构损伤,提升结构抗震性能。本文提出了一种可预制装配的新型耗能减震梁柱节点——梁端防屈曲钢板耗能铰节点,由钢柱,悬臂梁,钢梁,机械铰以及一对防屈曲耗能板组成。机械铰用于承担剪力,一对防屈曲耗能板用于承担弯矩。节点受力机制明确,参数可设计性强。由于外包约束构件的存在,耗能板受压时不会发生大幅值屈曲,使得节点在受弯时具有稳定的承载和耗能能力。通过对节点强度的合理设计,可以有效实现结构“弱梁强柱”的理想失效模式。本文研究梁端防屈曲钢板耗能铰节点及其钢框架结构的抗震性能,采用理论分析和试验研究相结合的方法,主要研究内容如下:(1)基于防屈曲钢板耗能铰节点的受力特点,提出了节点的四条设计原则,推导了节点力学参数计算公式,并给出了节点的详细设计流程。基于ABAQUS分析软件建立了防屈曲钢板耗能铰节点的精细化有限元模型,对影响防屈曲钢板耗能铰节点整体稳定性的关键参数,如约束构件螺栓间距比,约束面板厚度比等进行了大量的参数分析,给出了合理的设计建议。在此基础上,研究了防屈曲钢板耗能铰节点的设计参数对节点抗弯屈服承载力的影响规律,并验证了理论计算公式的准确性。为方便进行结构分析,提出了防屈曲钢板耗能铰节点的简化分析模型——“等效转动弹簧模型”,并基于单调荷载加载曲线验证了该模型计算准确性。(2)设计了三组不同形式的足尺钢板耗能铰节点试件,包括:槽型钢板耗能铰节点,防屈曲槽型钢板耗能铰节点,防屈曲一字型钢板耗能铰节点。分别对这三种节点进行了低周往复加载试验和低周疲劳试验;首先,根据试验中测量的试件受力和变形特征,得到了试件的骨架曲线,滞回环包围面积曲线,能量耗散系数曲线和等效阻尼比曲线,分析了试件的承载力、延性和耗能特性;其次,根据试验过程中观察到的耗能钢板的屈曲和裂缝发展等试验现象,分析了试件的受力机理和最终的破坏模式;最后,根据美国钢结构抗震设计规范和中国抗震设计规范,验证和评估了三种节点构造形式的有效性。(3)基于日本E-Defense 18层钢框架结构振动台试验结果和Open Sees分析平台,建立了18层钢框架结构的弹塑性分析模型,研究了设置梁端防屈曲钢板耗能铰节点对18层钢框架结构地震响应的影响。首先,通过理论分析研究了防屈曲钢板耗能铰节点等效刚度对钢框架结构水平位移的影响;其次,基于我国《建筑抗震设计规范》“三水准”设防目标和“两阶段”设计方法,提出了钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点结构基于规范的抗震设计方法。在此基础上,对于一个6层和12层结构分别采用普通钢框架结构和钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点结构进行设计,研究了在大震和超大震作用下防屈曲钢板耗能铰节点的设计参数与结构地震响应的变化规律,并给出节点设计参数的建议值。针对12层钢框架结构-防屈曲钢板耗能铰节点在超大震作用下结构地震响应超限的问题,基于单运行多模态Pushover分析方法得到了结构失效路径和塑性铰失效概率,采用结构失效模式优化的方法对结构的抗震性能进行改善,并验证了该方法的有效性。(4)提出了钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点结构和钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点-防屈曲支撑双重抗侧力体系的基于性能的塑性设计方法,以此实现结构“弱梁强柱”的理想失效模式。对于前者结构,塑性设计方法首先利用修正的能量平衡方程得到结构的设计基底剪力,然后基于结构的预期失效模式和强震下的结构侧向力分布模式,得到耗能铰节点的抗弯强度,最后对框架梁、柱的截面进行塑性设计。对于后者结构,该方法将总结构体系离散成两个独立的分结构体系,通过基底剪力比和屈服位移比两个设计参数实现分体系的合理地震侧力分配和屈服顺序,让结构中的耗能构件可随地震动增大分批进入塑性状态,使结构存在耗能裕度来承受不断增大的地震动强度。采用塑性设计方法分别对一个12层钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点结构和一个30层钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点-防屈曲支撑双重抗侧力体系进行设计,通过对大震作用下结构的地震响应分析,验证了所提设计方法的有效性。
尹志勇[3](2021)在《农村民居减隔震实用方法及技术研究》文中研究说明我国农村民居的抗震性能普遍较差,在历次强烈地震中,农村地区的房屋都遭受了严重的损坏甚至倒塌,造成了大量的人员伤亡和经济损失。因此,开展农村民居抗震性能的研究具有重要的现实意义。结构抗震加固技术和减隔震技术是提高建筑物抗震性能的两个主要途径。目前,适合农村民居的减隔震技术研究主要在基础隔震方向,而岩土隔震方向的研究尚少且缺少室内或室外大型模型试验工作。为了降低农村房屋的地震灾害风险,本文基于岩土隔震技术的概念提出了两种针对农村民居的低成本岩土隔震系统,对其隔震机理进行了理论分析,利用大型地震模拟振动台开展了农居模型-基础-岩土隔振系统-地基的地震模拟试验,利用ABAQUS有限元软件,对振动台模型试验以及原型农居进行了数值模拟研究。在此基础上,初步提出了实际工程应用两种岩土隔震系统的设计与施工建议。具体研究工作和取得的成果如下:1)两种岩土隔震系统的提出与理论研究基于岩土隔震(GSI)技术的概念,提出了两种低成本的岩土隔震系统,即基于砂垫层的岩土隔震系统(GSI-SC)和基于玻璃珠-砂垫层的岩土隔震系统(GSIGBSC),并建立了简化分析模型,通过算例验证了岩土隔震系统的隔震机理。2)岩土隔震系统的振动台试验研究设计了振动台模型试验方案,通过制作1/4缩尺比例的砌体结构模型进行了农居结构-基础-岩土隔振层-地基大型振动台试验。对试验现象以及结构模型的加速度反应、位移反应、应变反应等进行了详细的对比分析,试验结果表明:大震时,两种岩土隔震系统的隔震效果表现良好,验证了两种岩土隔震系统的隔震有效性;随着输入加速度幅值增大,提出的GSI-SC隔震系统和GSI-GBSC隔震系统的隔震效果越明显;GSI-GBSC隔震系统的隔震效果好于GSI-SC隔震系统。3)岩土隔震系统的振动台试验数值模拟通过有限元软件ABAQUS开展了振动台试验数值模拟工作,对振动台试验的数值模拟结果与试验结果进行对比分析,结果表明:数值模拟结果与试验结果总体上吻合程度较好,验证了有限元建模方法的可靠性。4)岩土隔震系统的隔震效应及其影响因素研究采用ABAQUS有限元软件建立了原型结构及场地的有限元模型,通过对比有、无隔震工况有限元模型的结构加速度反应、结构损伤云图、位移反应及土体累计塑性变形等地震响应,结果表明岩土隔震系统具有良好的隔震效应。通过大量数值模拟讨论了岩土隔震系统隔震效应的影响因素。5)通过对振动台模型试验及数值模拟分析,提出了实际工程应用两种岩土隔震系统的设计与施工建议。
陈冠君[4](2021)在《RC框架结构基于性态水准的抗震设计方法》文中研究表明基于性态的抗震设计方法以最大限度地减小地震造成的经济损失和确保人员生命安全为设计理念,是下一代抗震设计的主要方向。目前,中国、美国、日本、欧洲等国家和地区的抗震设计规范——都是采用设防烈度下的设计反应谱计算地震作用,进行性态化抗震设计。然而,唐山、Northridge、Sunatra-Andaman、汶川、Concepcion、玉树等地震都明显超出规范的设防烈度;由于基于设防烈度进行抗震设计无法建立起设防烈度与震后破坏状态的直接关联,超设防烈度的地震发生时,结构的破坏程度无法把握。因此,本文给出基于性态水准的抗震设计方法,改进基于设防烈度的性态化抗震设计,直接基于量化的性态水准进行抗震设计,以钢筋混凝土框架结构为研究对象,主要研究内容如下:(1)研究各性态水准的设计地震动。结合我国抗震规范,确定基于性态水准的量化指标,以设计的三个钢筋混凝土框架结构为算例,展开研究框架结构在各性态水准的顶点位移、地震动需求、地震影响系数。(2)根据我国抗震规范附录M给出的实现不同性能要求的承载力验算公式,建立附录M承载力验算公式与各性态水准的对应关系,进行结构构件的承载力设计,并得出各性态水准的配筋结果,研究结构构件在各性态水准设计承载力和配筋量的变化规律,确定最大性态水准配筋为最终配筋结果。(3)采用增量动力(IDA)分析方法对结构的抗震性能进行评估。给每个框架结构算例选择28条地面运动记录,进行增量动力分析;分析框架结构在不同强度地震动作用下的全过程性能,研究不同性态水准地震动强度下结构顶点位移和层间位移角的变化规律,以及塑性铰出现的位置及顺序,分析结构构件在不同性态水准地震动强度作用下的损伤机制。(4)根据IDA分析结果,进行概率地震需求分析,建立框架结构在各性态水准的易损性概率模型,绘制框架结构在各性态水准的易损性曲线,计算结构易损性矩阵,量化框架结构在各性态水准地震动作用下的结构失效概率。(5)将基于性态水准的抗震设计方法应用于实际工程案例。针对三个钢筋混凝土框架结构实际工程,确定基于性态水准设计地震动,进行构件承载力设计,得到结构的配筋;基于性态水准地震动强度对结构进行弹塑性时程分析,对结构的抗震设计目标进行验证,证明该方法的实际应用价值。
沙慧玲[5](2021)在《含减震外挂墙板装配式混凝土框架结构基于性能设计方法研究》文中认为新型含减震外挂墙板(Energy Dissipation Cladding Panel,简称EDCP)装配式混凝土框架结构体系是一种由U型钢板消能器和外挂墙板构成的减震结构和主体框架结构组合形成的双重受力体系。由于主要的预期耗能部位与结构承重体系分离,通过合理的性能化设计,减震结构可以作为第一道抗震防线,在地震作用下通过屈服耗散地震能量,减小主体结构地震响应,从而使结构具有更高的抗震性能。对于这种结构,有必要提出更高的抗震设防目标以及与之相适应的设计方法。本文结合我国第五代《中国地震动参数区划图》,针对含EDCP装配式混凝土框架结构提出了“多遇地震不坏,设防地震可迅速恢复,罕遇地震可修复,极罕遇地震不倒塌”四水准抗震性能目标,并在已有研究基础上,提出了能够实现含EDCP装配式混凝土框架结构四水准抗震性能目标的基于能量平衡的塑性设计方法和基于位移的抗震设计方法。具体研究工作如下:(1)在已有基于能量平衡抗震设计方法基础上,对关键设计参数和设计过程进行修正,提出了适用于新型含EDCP装配式混凝土框架结构体系,且能够实现其四水准抗震性能目标的基于能量平衡的实用抗震设计方法。(2)采用所提出的基于能量平衡的塑性设计方法,设计了一栋典型含EDCP装配式混凝土框架结构。采用Perform-3D软件建立实例结构的有限元模型,对其进行了弹塑性时程分析,研究了这一结构体系地震作用下的受力性能和损伤演化规律,重点通过各类构件在不同水准地震下的反应评估了所提出抗震性能目标的实现情况,验证了设计方法的合理性。(3)给出了新型含EDCP装配式混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法和设计步骤。采用提出的方法进行了典型的设计,并对设计的结构进行了不同水准地震作用下的弹塑性时程分析,对所提出设计方法进行了验证。(4)以采用基于能量平衡的塑性设计方法设计的典型含EDCP装配式混凝土框架结构为分析对象,将其抗震性能与不含EDCP的抗震结构进行了对比分析,研究了减震外挂墙板与主体结构的协同减震机理,评估了其减震效果。
张锋[6](2021)在《高层斜交网格结构受力与抗震性能分析》文中研究说明高层斜交网格结构是由交叉斜柱组成的抗侧力结构体系。高层斜交网格结构可以分为高层斜交网格筒结构和由斜交网格外筒和剪力墙核心筒组成的高层斜交网格筒混合结构两类。其作为一种新型结构体系,集竖向承重和抗侧力结构于一体,具有抗侧刚度大、斜柱通过拉压传递内力、材料利用率高等优点。然而,高层斜交网格结构的理论研究和抗震性能研究还处于起步阶段。本文对高层斜交网格结构的弹性计算方法、力学性能研究、构件截面优化、体系稳定性分析、弹塑性地震反应及地震易损性评价等进行了研究。具体开展了以下研究工作:在对高层斜交网格筒结构进行理论分析的基础上,建立了该结构的简化力学模型,推导了其内力和侧移计算公式。分析了高层斜交网格筒结构的内力分布和剪力滞后效应,提出了斜柱最优角度的确定方法。给出了结构体系剪力滞后系数的解析表达式,并对结构的最大剪力滞后部位,底部的剪力滞后系数进行了数值简化。得到了高宽比、斜柱角度与结构剪力滞后系数的关系。给出了不同水平荷载作用下斜柱的最优角度与高宽比关系的解析表达式。定义了高层斜交网格筒结构的剪切变形系数,定量研究了结构的剪切变形占总变形的比例。研究了高层斜交网格筒混合结构中斜交网格筒与核心筒剪力墙的弹塑性协同工作机理。研究了不同抗侧力构件协同工作的影响因素。分析了结构剪力的分布特点,采用数学优化方法研究了剪力墙最优厚度和斜柱最优截面面积的选取原则及影响因素。研究了高层斜交网格结构体系弹性屈曲和整体稳定性;分析了不同环梁布置的高层斜交网格筒结构的弹性屈曲模态和屈曲荷载特性;从理论上推导了具有双重抗侧力体系的高层斜交网格筒混合结构的屈曲荷载;利用刚重比和整体稳定系数分析了影响结构整体稳定性的因素。基于静力弹塑性分析方法和弹塑性时程分析方法,对高层斜交网格结构进行了地震反应分析。研究了高层斜交网格结构的塑性发展顺序、内力分布、刚度退化、能量分布。分析出在高层斜交网格结构中,当不同模型斜柱夹角不同,但等效抗侧刚度相同,结构总质量较小时,其抗震性能较好。高层斜交网格筒混合结构比高层斜交网格筒结构抗震性能要好。采用增量动力分析方法对高层斜交网格结构进行了易损性分析,并对其在不同地震作用下的各种失效状态进行了概率评估。引入结构易损性指数来评估高层斜交网格结构能否达到预期的抗震设防目标。同时,对高层斜交网格结构的抗倒塌性能进行了评估。
陈志鹏[7](2021)在《新型高层大跨度盒式结构体系及其抗震性能研究》文中进行了进一步梳理“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。
孙天舒[8](2021)在《装配式摇摆剪力墙及其结构抗震减振性能研究》文中提出我国是地震灾害频发的国家,建构筑物结构和基础设施抗震防灾关乎人民生命财产安全、同时又始终是土木工程不断解决新的挑战和创新发展的重要课题。建筑结构预制装配化是我国建筑工业化、信息化乃至智能化的必由之路,其中装配式钢筋混凝土结构量大面广、结构体系创新与抗震性能提升是关键的科学技术问题。钢筋混凝土剪力墙是高层建筑结构的主要抗侧力体系,其预制装配构造连接与抗震性能成为制约装配式高层建筑结构发展的瓶颈。本文在充分研究和分析铰支摇摆剪力墙及其框架-剪力墙结构体系抗震减振性能基础上,提出一种装配式“干式连接”多层摇摆消能减振钢筋混凝土剪力墙,发展一类钢板消能减振元件(装置)与剪力墙一体化装配组合的结构体系,为提高结构预制装配效率、提升结构抗震乃至减振性能探索一条装配式高层建筑结构发展的有效途径。本文研究装配式摇摆剪力墙及其结构抗震减振性能。首先对于框架-铰支摇摆剪力墙结构,建立连续化参数的力学模型,提出结构的弹性地震响应计算以及抗震弹塑性设计的地震能量平衡方法,发展了一种结构顶部设计目标位移控制的阻尼器参数实用计算方法,动力弹塑性时程分析揭示了结构的失效模式和抗倒塌能力。其次,提出一种装配式“干式连接”多层摇摆消能减振钢筋混凝土剪力墙,试验分析剪力墙非线性滞回消能性能并建立数值计算模型,计算分析比较表明本文提出的装配式剪力墙抗侧力能力和滞回消能性能优于其它装配式或整体现浇式剪力墙。最后,发展一类装配式“干式连接”多层摇摆消能减振钢筋混凝土剪力墙为主要抗侧力体系的结构,如框架-剪力墙结构等,提出了相应结构抗震减振计算和抗震性能设计方法,并给出了设计实例。本文将铰支摇摆(整体)剪力墙发展为多层摇摆消能减振剪力墙,提出“干式连接”多层摇摆与钢板消能减振元件(装置)一体化的装配式钢筋混凝土剪力墙以及一类以此新型剪力墙为主要抗侧力体系的结构,建立相应剪力墙及其结构弹塑性计算模型、抗震分析和设计方法。主要研究内容和创新性研究成果如下:(1)建立了框架-铰支摇摆剪力墙结构弹性地震响应分析的连续化参数模型,发展了结构抗震弹塑性设计的地震能量平衡方法,提出了地震作用分配、阻尼器参数确定和构件强度需求计算的一体化设计方法。根据框架-铰支摇摆剪力墙结构中框架、铰支墙和阻尼器的协同工作机理,从连续化假设出发,建立类似地震等效作用的倒三角荷载作用下铰支墙的侧移控制微分方程,求解得到框架和铰支墙的弹性位移响应与剪力、弯矩分布,揭示阻尼器刚度对框架和铰支墙剪力、弯矩分布规律的影响;根据结构地震层间剪力分布特征,推导了框架和铰支墙的地震作用力分配关系;设定结构的设计目标位移和预期失效模式,采用框架-铰支摇摆剪力墙消能减振体系的地震能量平衡方程求解地震作用,再将地震作用分配至框架和铰支墙可实现构件强度需求设计。框架-铰支摇摆剪力墙结构的连续化参数模型解决了结构在地震作用下的弹性位移响应求解、构件内力计算和地震作用力分配问题,可作为结构初始设计阶段快速计算地震响应的有效工具。(2)针对框架-铰支摇摆剪力墙结构,提出了一种结构顶部设计目标位移控制的阻尼器参数实用计算方法,揭示了结构地震弹塑性响应特征和损伤演化规律。将框架-铰支摇摆剪力墙结构的顶点位移-基底剪力曲线转化为等效单自由度体系对应的能力谱,应用等价线性化方法确定结构达到顶部设计目标位移时的等效周期,结合等效周期和需求谱确定设计目标位移对应的等效粘滞阻尼比需求,由此计算和设计阻尼器参数。实例分析结果表明,该方法对于受基本振型控制的框架-铰支摇摆剪力墙结构的阻尼器参数设计具有较高的精度,步骤简单、便于工程上推广应用;定义阻尼器屈服、截面纵筋首次屈服(塑性铰出现)以及截面边缘混凝土压溃三种构件(装置)性能状态,采用动力时程分析方法分析结构地震弹塑性全过程响应下的损伤演化规律,分别从时间和空间维度跟踪标识各构件(装置)达到三种性能状态的先后顺序以及结构中塑性铰分布与发展程度,由此剖析结构失效路径与失效模式。分析结果表明,由于铰支墙对框架整体侧移变形的约束作用,框架-铰支摇摆剪力墙结构易于实现仅框架梁端出现塑性铰且层间变形均匀的“强柱弱梁”整体失效模式。(3)提出了一种“干式连接”多层摇摆与钢板消能减振元件(装置)一体化的装配式钢筋混凝土剪力墙,设计制作了三个足尺剪力墙模型、并进行了拟静力试验研究,揭示了本文提出剪力墙的良好滞回消能性能。面向装配式高层建筑结构的发展需要,提出一种装配式“干式连接”多层摇摆消能减振钢筋混凝土剪力墙。采用竖向预应力压接和高强螺栓紧固技术,将钢筋混凝土预制墙板单元和钢板消能减振元件(耗能钢板)一体化装配组合,形成地震作用下可围绕齿槽状拼接缝多层摇摆的装配式“干式连接”消能减振剪力墙抗侧力体系;提出了剪力墙拼接缝正截面抗弯承载力计算和设计方法;设计制作了三个足尺剪力墙模型进行循环往复加载试验研究,从剪力墙损伤分布发展特征、滞回消能性能和破坏模式等方面揭示了分层摇摆剪力墙的抗震减振性能。分析结果表明,往复加载过程中剪力墙整体表现出围绕拼接缝摇摆的侧向变形模式,墙面裂缝分布稀疏、损伤程度低,滞回曲线呈“弓”形,具有优良的抗侧力性能和耗能能力。将铰支整体摇摆剪力墙发展为多层摇摆消能减振剪力墙,为发展装配式高层建筑结构钢筋混凝土剪力墙抗侧力体系提供了一种有效途径。(4)提出了装配式“干式连接”多层摇摆消能减振剪力墙的精细化有限元模型和弥散接缝简化分析模型,对比分析本文提出的装配式剪力墙和其它几种装配式以及现浇整体式剪力墙的抗震减振性能,证实了本文提出装配式剪力墙更优越的抗侧力能力和滞回消能性能。采用实体单元建立装配式多层摇摆消能减振剪力墙的精细化数值计算模型,计算模型考虑了竖向预应力压接、螺栓预紧力施加、拼接缝接触以及钢预埋件传力等剪力墙局部力学特性。计算模拟与试验结果对比表明,精细化模型能较好地反映剪力墙的宏观滞回特性,准确模拟剪力墙的损伤发展过程,合理解释剪力墙试件的破坏模式。采用纤维与弹簧单元发展了装配式多层摇摆消能减振剪力墙的弥散接缝简化分析模型,该模型不考虑局部混凝土与钢筋材料的受拉作用,将接缝集中变形等效为弥散于墙段受拉侧的变形,较准确地模拟了剪力墙试件加载全过程的非线性行为,同时相比于精细化模型计算效率大幅度提高。在简化分析模型基础上,采用循环往复加载计算分析,对比研究了本文提出的装配式剪力墙与普通套筒灌浆连接装配式剪力墙、套筒灌浆连接预应力摇摆剪力墙以及现浇整体式剪力墙的抗震性能,分析结果表明本文提出的装配式剪力墙滞回消能性能优于其它装配式或整体现浇式剪力墙、抗侧力能力弱低于整体现浇式剪力墙。(5)发展了一类以装配式“干式连接”多层摇摆消能减振钢筋混凝土剪力墙为主要抗侧力体系的高层建筑结构,建立了相应三维空间结构的地震弹塑性数值计算模型,提出了结构抗震减振计算和抗震性能设计方法,并给出了设计实例。发展了装配式多层摇摆消能减振钢筋混凝土剪力墙结构抗震弹塑性设计的基于目标位移的计算分析与设计方法,该方法设定结构的设计目标位移和位移延性系数,建立不同延性系数对应等效单自由度体系的弹塑性位移反应谱,由此确定结构的等效周期和设计地震作用;然后,将地震作用分配至各剪力墙片,计算各分层剪力墙接缝的强度需求并设计截面。按照此方法设计了一栋12层实例结构,建立了相应三维空间结构的地震弹塑性计算模型,动力弹塑性时程分析结果表明,实例结构满足设计目标位移需求,结构在地震作用下各层位移逐层增大,实现了多层摇摆的侧向位移模式,验证了此类高层建筑结构优良的抗侧力能力和滞回消能减振性能。
王振营[9](2021)在《预制预应力自复位钢筋混凝土框架结构抗震性能研究》文中研究说明历次震后调查均发现,严格按照现行抗震规范设计的钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架结构,能够实现“大震不倒”的抗震设计目标,但却常常遭受难以修复的严重破坏,在震区造成大量“站立的废墟”,带来难以估量的经济损失。预制预应力自复位(Precast/Prestressed Self-Centering,PPSC)钢筋混凝土框架结构由于主体构件地震损伤轻、震后可较快恢复使用功能的预期而一直受到研究者关注。但该结构体系自从上世纪90年代提出以来,历经近三十年的研究而未能走向大规模工程应用,主要存在如下关键问题:首先,这种结构体系主要依靠无粘结后张拉(Post-Tensioning,PT)预应力筋将预制构件串联连接,PT预应力筋的失效将导致毁灭性的后果。因而这种结构体系在超出设计预期的地震动作用下,其抗倒塌安全裕度到底有多少,目前缺乏可靠的评估;其次,以往的研究绝大多数集中在构件层次,尚较少对结构体系的实际抗震性能进行详细的试验研究。基于上述背景,本文针对安装外置阻尼器的PPSC钢筋混凝土框架结构的抗震性能及抗倒塌安全性展开研究,主要研究内容如下:(1)针对两种适用于自复位RC框架的节点外置阻尼器(BRB阻尼器、钢板阻尼器),采用拟静力试验和有限元模拟的手段,研究了两种阻尼器的力学性能;然后基于Open Sees提出了两种阻尼器力学性能的数值模拟方法,为后续整体结构抗震性能振动台试验与数值模拟评估建立基础。(2)以将要用于振动台试验的一幢两层PPSC钢筋混凝土框架模型结构(1/2缩尺)为研究对象,针对其安装两种外置阻尼器的自复位RC框架节点(柱-基础节点、X向框架梁-柱节点、Y向框架梁-柱节点),分别阐述了各节点设计作用机理并给出了相应的设计方法,包括:自复位能力设计、抗剪设计和抗滑移设计。(3)针对一幢两层PPSC钢筋混凝土框架模型结构(1/2缩尺),完成了双向加载振动台抗震性能试验研究,检验了安装两种外置阻尼器的三种自复位RC节点能否按设计作用机理产生变形,研究了结构在六个不同水准地震动下(从小震至超大震)的实际抗震性能、损伤破坏程度和自复位性能。试验结果表明:BRB阻尼器和钢板阻尼器都能够在结构中较好地发挥耗能作用;安装BRB阻尼器和钢板阻尼器的三种自复位节点可以按设计机理产生变形;安装钢板阻尼器框架(结构X向)和安装BRB阻尼器框架(结构Y向)都具有比较好的抗震性能,在超大震作用下,混凝土框架梁、柱仅遭受轻微损伤,结构仍具有较好的自复位能力。(4)基于Open Sees研究了PPSC钢筋混凝土框架结构的数值模拟方法。重点研究了PT预应力筋力学性能的模拟方法和自复位节点开口-闭合行为的模拟方法:预应力筋采用桁架单元(Truss Element)模拟,材料本构采用具有初始应力的Steel02材料与只受拉弹性材料(ENC)串联进行定义;自复位节点开口-闭合行为采用定义只受压弹性材料(ENT)的零长度轴向弹簧单元(Zero-Length Element)进行模拟。随后基于上述自复位框架结构振动台试验结果数据,验证了整体框架数值模拟方法的准确性。(5)基于一幢5层PPSC钢筋混凝土框架benchmark结构,按照我国抗震规范的设防标准重新设计,建立了该结构的Open Sees有限元模型;基于该数值模型,考虑结构中不同自复位元件的失效(PT预应力筋的屈服和断裂,BRB阻尼器的断裂)和地震动的随机性(场地条件、震中距等)对结构地震反应的影响,系统评估了该结构在从小震至超大震作用下的抗震性能,并给出了结构在大震和不同水平超大震作用下的倒塌概率结果,为自复位框架结构的工程应用提供了参考依据。
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》文中进行了进一步梳理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、确定结构基底等效输入地震动的简化方法(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、确定结构基底等效输入地震动的简化方法(论文提纲范文)
(1)基于地震动输入的RC框架结构抗震性态设计方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 地震动记录选取方法的研究 |
1.2.2 人工合成地震动的研究 |
1.2.3 地震动强度指标的研究 |
1.2.4 基于性态抗震设计方法的研究 |
1.3 当前存在的问题 |
1.4 本文研究目的与内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 研究思路 |
第2章 地震动记录备选库的建构方法 |
2.1 引言 |
2.2 地震动记录数据源 |
2.3 反应谱谱形匹配方法 |
2.3.1 目标匹配均值方法 |
2.3.2 匹配分布方法 |
2.3.3 均方差与均值相对差值的比较 |
2.4 分周期段-双频段方法 |
2.5 地震动备选库的建构 |
2.5.1 地震动备选库建构方法 |
2.5.2 地震动备选集建构实例 |
2.6 地震动备选库的应用实例 |
2.7 本章小结 |
第3章 基于天然地震动主控段合成地震动模型 |
3.1 引言 |
3.2 地震动记录主控段的提取 |
3.2.1 初选天然地震动记录 |
3.2.2 基于反应谱提取主控段 |
3.2.3 主控段与原地震动时频特征对比分析 |
3.3 主控段合成地震动模型 |
3.4 合成地震动频谱特征对比分析 |
3.4.1 三角级数法合成人工地震动 |
3.4.2 合成地震动反应谱对比分析 |
3.4.3 合成地震动与天然地震动时频特征对比分析 |
3.5 结构时程分析结果比较 |
3.5.1 反应谱全周期控制选取天然地震动 |
3.5.2 结构算例结果对比分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 适用于RC框架结构的地震动强度指标综合研究 |
4.1 引言 |
4.2 地震动强度指标 |
4.2.1 幅值型地震动强度指标 |
4.2.2 频谱特征型地震动强度指标 |
4.2.3 持时特征型地震动强度指标 |
4.3 结构模型和地震动记录选取 |
4.3.1 RC框架结构模型 |
4.3.2 地震动记录的选取 |
4.4 地震动强度指标的相关性评价 |
4.4.1 相关性评价方法 |
4.4.2 地震动强度指标与工程需求参数相关性分析与评价 |
4.4.3 综合相关性最佳地震动强度指标分析 |
4.5 地震动强度指标的有效性评价 |
4.5.1 有效性评价方法 |
4.5.2 地震动强度指标与工程需求参数有效性分析与评价 |
4.6 地震动强度指标的充分性评价 |
4.6.1 充分性评价方法 |
4.6.2 地震动强度指标与工程需求参数充分性分析与评价 |
4.7 本章小结 |
第5章 RC框架结构基于性态的指标量化 |
5.1 引言 |
5.2 各抗震规范中对设防水准的规定 |
5.3 RC框架结构性态水准的设定 |
5.3.1 性态水准划分方法的比较 |
5.3.2 性态水准的划分及性态点的确定 |
5.4 RC框架结构性态目标的设定 |
5.5 RC框架结构性态化指标的量化 |
5.5.1 RC框架性能试验数据研究 |
5.5.2 RC柱构件性能试验数据研究 |
5.5.3 RC框架结构性态化指标的建立 |
5.6 本章小结 |
第6章 RC框架结构基于性态的抗震设计研究 |
6.1 引言 |
6.2 基于性态水准计算地震作用方法的提出 |
6.3 确定性态水准对应的地震影响系数 |
6.3.1 基于Pushover确定结构顶点位移 |
6.3.2 提取结构振型位移 |
6.3.3 时程分析确定SDOFS的地震需求 |
6.3.4 获取地震影响系数 |
6.4 基于性态水准的抗震设计方法 |
6.5 RC框架结构基于性态抗震设计算例 |
6.5.1 算例概况 |
6.5.2 设计过程 |
6.5.3 设计目标验证 |
6.6 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要研究结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录1:备选集中地震动记录主要信息 |
附录2:主控段合成地震动原天然地震动记录主要信息 |
附录3:地震动强度指标研究用地震动记录主要信息 |
附录4:相关 RC 框架和 RC 柱抗震性能试验收集数据 |
附录5:基于性态水准设计 RC 框架结构截面尺寸与配筋 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
攻读博士学位期间获奖情况 |
致谢 |
(2)梁端防屈曲钢板耗能铰节点及其钢框架结构抗震性能(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的和意义 |
1.3 装配式承载-耗能梁柱节点及其钢框架结构研究现状 |
1.3.1 承载-耗能梁柱节点 |
1.3.2 钢框架-耗能梁柱节点结构设计方法 |
1.4 课题研究方向存在的问题 |
1.5 本文研究内容 |
第2章 防屈曲钢板耗能铰节点及其承载力分析 |
2.1 引言 |
2.2 防屈曲钢板耗能铰节点的构造与特点 |
2.3 防屈曲钢板耗能铰节点的设计原则 |
2.3.1 塑性可控原则 |
2.3.2 弱梁强柱原则 |
2.3.3 强构件原则 |
2.3.4 强连接原则 |
2.4 防屈曲钢板耗能铰节点的设计公式 |
2.4.1 防屈曲钢板耗能铰节点的力学参数 |
2.4.2 塑性可控设计 |
2.4.3 耗能板长度设计 |
2.4.4 约束构件设计 |
2.4.5 弱梁强柱设计 |
2.4.6 强构件设计 |
2.4.7 强连接设计 |
2.5 防屈曲钢板耗能铰节点的设计流程 |
2.6 防屈曲钢板耗能铰节点的抗弯稳定性有限元分析 |
2.6.1 精细化有限元模型 |
2.6.2 参数分析 |
2.7 防屈曲钢板耗能铰节点的抗弯承载力参数分析 |
2.8 防屈曲钢板耗能铰节点的简化计算模型 |
2.8.1 等效转动弹簧模型 |
2.8.2 Open Sees分析模型 |
2.8.3 推覆分析结果对比 |
2.9 本章小结 |
第3章 防屈曲钢板耗能铰节点足尺模型设计与试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 试件设计 |
3.2.1 框架梁 |
3.2.2 框架柱 |
3.2.3 耗能钢板 |
3.3 材性试验 |
3.4 加载装置及测量装置 |
3.5 加载制度 |
3.5.1 低周往复加载试验 |
3.5.2 低周疲劳试验 |
3.6 试验现象及结果分析 |
3.6.1 滞回性能试验 |
3.6.2 疲劳性能试验 |
3.7 本章小结 |
第4章 钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点结构体系抗震性能分析 |
4.1 引言 |
4.2 日本18 层钢框架振动台试验的数值模型及其分析对比 |
4.2.1 日本18 层钢框架的E-Defense振动台试验简介 |
4.2.2 18 层钢框架的Open Sees分析模型 |
4.2.3 钢框架与钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点结构的对比分析 |
4.3 防屈曲钢板耗能铰节点对钢框架的水平位移影响 |
4.3.1 框架梁-防屈曲钢板耗能铰节点的梁端转角增大系数 |
4.3.2 钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点结构的层间位移角增大系数 |
4.3.3 防屈曲钢板耗能铰节点的塑性变形贡献比例 |
4.4 钢框架-防屈曲耗能铰节点结构的抗震设计方法及性能分析 |
4.4.1 结构基于规范的抗震设计方法 |
4.4.2 结构设计参数及小震响应 |
4.4.3 非线性动力分析 |
4.5 基于单运行多模态PUSHOVER分析的结构失效模式改善 |
4.5.1 失效模式分析方法及失效准则 |
4.5.2 结构失效模式识别 |
4.5.3 结构抗震失效模式改善 |
4.6 本章小结 |
第5章 钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点结构体系基于性能的塑性设计方法 |
5.1 引言 |
5.2 钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点结构基于性能的塑性设计方法 |
5.2.1 修正的能量平衡方程 |
5.2.2 结构设计地震力 |
5.2.3 构件塑性设计方法 |
5.2.4 设计流程 |
5.2.5 设计算例 |
5.3 钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点-防屈曲支撑结构基于性能的塑性设计方法 |
5.3.1 钢框架-防屈曲钢板耗能铰节点-防屈曲支撑双重抗侧力体系 |
5.3.2 总体系地震力和塑性设计 |
5.3.3 结构算例 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得创新性成果 |
致谢 |
个人简历 |
(3)农村民居减隔震实用方法及技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 隔震技术的原理及分类 |
1.2.1 隔震技术的原理 |
1.2.2 隔震技术的分类 |
1.3 农村民居减隔震技术国内外研究现状 |
1.3.1 基础隔震技术 |
1.3.2 岩土隔震技术 |
1.3.3 混合隔震技术 |
1.4 隔震技术在农村民居中的应用 |
1.4.1 农村民居中应用隔震技术的工程实例 |
1.4.2 农村民居中推广应用隔震技术的阻力 |
1.4.3 农村民居中推广应用隔震技术的建议 |
1.5 本文的研究内容与工作 |
第二章 两种岩土隔震系统的提出与理论研究 |
2.1 引言 |
2.2 两种岩土隔震系统的提出 |
2.2.1 两种岩土隔震系统的提出背景 |
2.2.2 两种岩土隔震系统介绍及特点 |
2.2.3 摩擦性能试验 |
2.3 两种岩土隔震系统隔震机理 |
2.4 两种岩土隔震系统的简化计算模型 |
2.4.1 摩擦力模型 |
2.4.2 简化计算模型 |
2.4.3 计算方法 |
2.5 算例验证 |
2.5.1 计算模型 |
2.5.2 输入地震动 |
2.5.3 计算结果 |
2.6 本章小结 |
第三章 岩土隔震系统的振动台试验方案 |
3.1 引言 |
3.2 试验设备 |
3.2.1 地震模拟振动台 |
3.2.2 试验土箱 |
3.2.3 传感器 |
3.3 模型相似比设计 |
3.4 模型设计与制作 |
3.4.1 结构模型设计与制作 |
3.4.2 地基土模型设计与制作 |
3.5 传感器布置方案 |
3.6 地震波选取及加载制度 |
3.7 试验材料 |
3.7.1 结构模型材料 |
3.7.2 地基土模型材料 |
3.8 本章小结 |
第四章 岩土隔震系统振动台试验结果及分析 |
4.1 引言 |
4.2 试验现象分析 |
4.2.1 结构模型 |
4.2.2 地基土模型 |
4.3 结构动力特性 |
4.4 结构加速度反应 |
4.4.1 振动台控制性能分析 |
4.4.2 结构加速度时程反应 |
4.4.3 结构加速度放大系数 |
4.4.4 结构加速度放大系数减震率 |
4.5 结构位移反应 |
4.5.1 层间位移反应 |
4.5.2 相对位移反应 |
4.6 结构应变反应 |
4.6.1 钢筋应变 |
4.6.2 混凝土应变 |
4.6.3 砖墙应变 |
4.7 本章小结 |
第五章 岩土隔震系统的振动台试验数值模拟 |
5.1 引言 |
5.2 有限元软件ABAQUS介绍 |
5.2.1 单元类型及划分网格技术 |
5.2.2 岩土材料的本构模型 |
5.3 有限元模型建立 |
5.3.1 单元选取及网格划分 |
5.3.2 接触设置 |
5.3.3 边界设置 |
5.3.4 地震动荷载 |
5.3.5 模型材料及计算参数 |
5.4 数值模拟结果与试验结果对比 |
5.4.1 无隔震试验模拟 |
5.4.2 GSI-SC隔震试验模拟 |
5.4.3 GSI-GBSC隔震试验模拟 |
5.4.4 数值模拟与试验的隔震效果对比 |
5.5 本章小结 |
第六章 岩土隔震系统的隔震效应及影响因素分析 |
6.1 引言 |
6.2 有限元模型的建立 |
6.2.1 原型结构及场地介绍 |
6.2.2 有限元模型 |
6.2.3 人工边界的选取及验证 |
6.2.4 材料本构模型 |
6.2.5 材料参数确定 |
6.2.6 输入地震动 |
6.2.7 计算工况 |
6.3 岩土隔震系统的隔震效应分析 |
6.3.1 结构加速度反应 |
6.3.2 结构损伤云图 |
6.3.3 位移反应 |
6.3.4 土体累计塑性变形 |
6.4 隔震效应的影响因素分析 |
6.4.1 砂垫层密实度 |
6.4.2 回填砂土的宽度 |
6.4.3 回填砂土的密实度 |
6.4.4 摩擦系数 |
6.4.5 砂垫层厚度 |
6.5 本章小结 |
第七章 岩土隔震系统设计与施工建议 |
7.1 引言 |
7.2 设计与施工建议 |
7.2.1 适用范围 |
7.2.2 一般规定 |
7.2.3 材料选取 |
7.2.4 设计建议 |
7.2.5 施工建议 |
7.3 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
攻读博士期间发表的文章 |
攻读博士期间获得的专利 |
攻读博士期间参与的科研项目 |
(4)RC框架结构基于性态水准的抗震设计方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 现阶段抗震设计方法 |
1.2.1 结构抗震理论发展历程 |
1.2.2 现行规范结构抗震设计方法的不足 |
1.3 基于抗震性态设计方法的发展 |
1.3.1 基于抗震性态设计方法的出现 |
1.3.2 国外基于抗震性态设计研究现状 |
1.3.3 国内基于抗震性态设计研究现状 |
1.3.4 当前存在的问题 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 主要研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
第2章 RC框架结构基于性态水准地震动的抗震设计方法 |
2.1 RC框架结构性态水准的设定 |
2.1.1 性态水准划分方法的对比 |
2.1.2 性态水准的划分及性态点的确定 |
2.1.3 RC框架结构性态化指标的建立 |
2.2 性态水准地震动的计算方法 |
2.2.1 设计算例 |
2.2.2 性态水准顶点位移 |
2.2.3 一阶振型位移提取 |
2.2.4 性态水准对应的地震影响系数 |
2.3 地面运动记录选取数量对性态水准地震动需求的影响 |
2.4 性态水准承载力设计 |
2.4.1 性态水准荷载组合公式 |
2.4.2 性态水准构件内力设计值 |
2.4.3 结构配筋设计结果 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于性态水准的RC框架结构抗震性能评估 |
3.1 增量动力分析 |
3.1.1 IDA方法的基本原理 |
3.1.2 地震动强度指标的选取 |
3.1.3 结构损伤指标的选取 |
3.1.4 地面运动记录的选取与调幅 |
3.1.5 IDA分析的基本步骤 |
3.2 基于性态水准的IDA结果分析 |
3.2.1 IDA分析结果 |
3.2.2 IDA分位曲线 |
3.2.3 不同性态水准的结构响应分析 |
3.3 基于性态水准的地震易损性分析 |
3.3.1 地震易损性分析基本原理 |
3.3.2 概率地震需求分析 |
3.3.3 各性态水准的易损性曲线 |
3.3.4 各性态水准的结构易损性概率矩阵 |
3.4 本章小结 |
第4章 工程实例应用与分析 |
4.1 工程概况 |
4.2 计算软件及有限元模型 |
4.3 结构整体性能控制指标与分析 |
4.3.1 结构周期及振型 |
4.3.2 结构轴压比 |
4.3.3 结构位移比和层间位移角 |
4.3.4 结构剪重比 |
4.3.5 结构刚重比 |
4.4 性态水准位移的确定 |
4.4.1 Pushover分析确定结构顶点位移 |
4.4.2 结构一阶振型位移提取 |
4.5 性态水准地震影响系数的计算 |
4.5.1 建立等效单自由度体系模型 |
4.5.2 求解等效单自由度地震需求 |
4.5.3 确定地震影响系数 |
4.6 抗震承载力与结构配筋设计 |
4.7 结构设计目标验证 |
4.7.1 地面运动记录的选取 |
4.7.2 基于性态水准的弹塑性时程分析 |
4.8 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的学术论文及科研情况 |
致谢 |
附录 |
A:IDA分析最大层间位移角 |
B:各性态水准地震作用下最大层间位移角 |
(5)含减震外挂墙板装配式混凝土框架结构基于性能设计方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 含EDCP装配式混凝土框架结构的提出 |
1.1.2 四水准性能目标与基于性能的抗震设计方法 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 外挂墙板研究现状 |
1.2.2 建筑抗震设计理论的发展 |
1.2.3 基于能量的抗震设计方法的发展 |
1.2.4 基于位移的抗震设计方法的发展 |
1.3 本文研究内容 |
第二章 含EDCP装配式混凝土框架结构基于能量平衡塑性设计方法 |
2.1 三折线能力曲线与四水准抗震性能目标 |
2.2 基于能量平衡塑性设计方法 |
2.2.1 基本原理 |
2.2.2 能力谱与需求谱 |
2.2.3 设计步骤 |
2.3 能量修正系数 |
2.3.1 计算方法 |
2.3.2 地震波选择 |
2.3.3 能量修正系数取值 |
2.4 本章小结 |
第三章 含EDCP装配式混凝土框架结构设计实例与设计方法验证 |
3.1 设计案例 |
3.2 设计结果 |
3.2.1 设计参数 |
3.2.2 消能器设计结果 |
3.2.3 框架梁、柱纵筋设计结果 |
3.2.4 框架梁、柱箍筋设计结果 |
3.3 分析模型 |
3.3.1 有限元分析模型 |
3.3.2 地震波选择 |
3.4 能量修正系数可靠性验证 |
3.5 结构性能目标实现情况 |
3.5.1 消能器不同水准地震作用下性能分析 |
3.5.2 框架梁、柱不同水准地震作用下性能分析 |
3.5.3 结构不同水准地震作用下最大层间位移角 |
3.5.4 塑性铰分布及转角分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 含EDCP装配式混凝土框架结构基于位移设计方法研究 |
4.1 含EDCP装配式混凝土框架结构的位移设计指标 |
4.2 基于位移设计方法流程 |
4.2.1 结构侧移模式 |
4.2.2 等效单自由度体系 |
4.2.3 位移反应谱 |
4.2.4 设计步骤 |
4.3 设计结果 |
4.3.1 设计参数 |
4.3.2 消能器和主体框架设计结果 |
4.4 结构性能目标实现情况 |
4.4.1 结构不同水准地震作用下最大层间位移角 |
4.4.2 消能器及梁柱构件反应情况 |
4.5 本章小结 |
第五章 含EDCP装配式混凝土框架结构地震响应与减震特征分析 |
5.1 抗震结构与减震结构自振特性分析 |
5.2 层间位移角减震率分析 |
5.3 塑性耗能分析 |
5.3.1 罕遇地震下结构塑性耗能 |
5.3.2 极罕遇地震下结构塑性耗能 |
5.4 损伤等级分析 |
5.4.1 设防地震作用下梁柱损伤等级 |
5.4.2 罕遇地震作用下梁柱损伤等级 |
5.4.3 极罕遇地震作用下梁柱损伤等级 |
5.5 残余位移角分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录A 地震波信息 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(6)高层斜交网格结构受力与抗震性能分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 高层斜交网格结构体系研究现状 |
1.2.2 高层斜交网格结构体系计算理论研究现状 |
1.2.3 高层斜交网格结构体系受力性能研究现状 |
1.2.4 高层斜交网格结构体系抗震性能及易损性评估研究现状 |
1.3 存在的问题分析 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 高层斜交网格筒结构弹性计算方法及受力性能研究 |
2.1 概述 |
2.2 高层斜交网格筒结构水平荷载作用下弹性计算方法 |
2.2.1 结构弹性简化分析模型 |
2.2.2 结构水平荷载作用下内力计算 |
2.2.3 结构水平位移计算 |
2.2.4 结构等效抗侧刚度简化计算方法 |
2.2.5 本文方法验证 |
2.3 高层斜交网格筒结构受力性能研究 |
2.3.1 结构在水平荷载作用下结构受力特点 |
2.3.2 结构的剪力滞后效应研究 |
2.3.3 结构斜柱最优角度确定 |
2.3.4 结构剪切变形研究 |
2.4 本章小结 |
第3章 高层斜交网格筒混合结构弹性受力性能及构件截面优化 |
3.1 概述 |
3.2 高层斜交网格筒混合结构在水平荷载作用下协同工作性能 |
3.2.1 结构协同工作原理及计算简图 |
3.2.2 高层斜交网格筒混合结构在水平荷载下协同工作简化计算方法 |
3.2.3 方法验证 |
3.2.4 高层斜交网格筒混合结构协同工作性能影响因素分析 |
3.3 高层斜交网格筒混合结构中剪力墙最优厚度 |
3.3.1 地震作用 |
3.3.2 最大层间位移角 |
3.3.3 优化模型及方法 |
3.3.4 剪力墙最优值影响因素分析 |
3.4 高层斜交网格筒混合结构中斜柱截面最优值 |
3.5 本章小结 |
第4章 高层斜交网格结构体系稳定性分析 |
4.1 概述 |
4.2 高层斜交网格筒竖向荷载作用下弹性屈曲 |
4.2.1 竖向荷载作用下结构弹性内力分布 |
4.2.2 高层斜交网格筒结构弹性屈曲 |
4.3 高层斜交网格筒混合结构弹性屈曲特性 |
4.3.1 结构计算简图 |
4.3.2 混合结构弹性屈曲荷载特性 |
4.4 高层斜交网格结构整体稳定性分析 |
4.4.1 结构的整体稳定指标 |
4.4.2 影响高层斜交网格筒结构整体稳定性因素分析 |
4.4.3 影响高层斜交网格筒混合结构整体稳定性因素分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 高层斜交网格结构弹塑性地震反应分析 |
5.1 概述 |
5.2 结构分析模型建立 |
5.3 考虑施工阶段影响的弹塑性分析初始状态 |
5.3.1 考虑施工阶段影响原因 |
5.3.2 材料时变模型 |
5.3.3 施工阶段影响分析 |
5.4 罕遇地震下结构塑性发展过程和内力分布 |
5.4.1 弹塑性模型的实现 |
5.4.2 结构Pushover分析简介 |
5.4.3 高层斜交网格筒混合结构塑性发展过程 |
5.4.4 高层斜交网格筒混合结构弹塑性阶段的内力分布 |
5.5 罕遇地震下结构能量分布 |
5.5.1 结构弹塑性时程分析及地震波的选取 |
5.5.2 结构的弹塑性时程整体响应 |
5.5.3 结构的能量分布 |
5.6 本章小结 |
第6章 高层斜交网格结构地震易损性评估 |
6.1 概述 |
6.2 概率地震易损性评估理论 |
6.2.1 概率地震需求与易损性的关系 |
6.2.2 概率地震易损性评估 |
6.2.3 基于易损性指数的地震损伤评估理论 |
6.3 地震波的选择及调幅 |
6.4 高层斜交网格结构体系的概率地震易损性评估 |
6.4.1 结构性能水准和破坏状态确定 |
6.4.2 高层斜交网格结构地震易损性评估 |
6.4.3 基于易损性指数的高层斜交网格结构损伤评估 |
6.5 高层斜交网格结构体系的倒塌易损性评估 |
6.5.1 结构倒塌易损性评估方法 |
6.5.2 高层斜交网格结构抗倒塌评估 |
6.6 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
附录1: 攻读博士学位期间发表和投递的学术论文 |
附录2: 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
(7)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 |
(8)装配式摇摆剪力墙及其结构抗震减振性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
变量符号表 |
1 绪论 |
1.1 课题背景与研究意义 |
1.2 装配式剪力墙构造研究现状 |
1.2.1 装配式大板结构 |
1.2.2 后张无粘结预应力预制混凝土剪力墙 |
1.2.3 水平接缝强连接装配式剪力墙 |
1.2.4 叠合板式剪力墙 |
1.2.5 预制圆孔板剪力墙 |
1.2.6 装配式剪力墙研究存在问题 |
1.3 高性能受控摇摆结构研究现状 |
1.3.1 摇摆消能框架体系 |
1.3.2 竖向连续柱概念 |
1.3.3 基于强脊柱(Strong Spine)原理的受控支撑框架体系 |
1.3.4 摇摆剪力墙消能减振体系 |
1.3.5 高性能受控摇摆结构研究存在问题 |
1.4 本文主要研究内容 |
1.5 本文研究课题来源 |
2 框架-铰支摇摆剪力墙结构的连续化参数模型与地震能量平衡的弹塑性抗震设计 |
2.1 引言 |
2.2 框架-铰支摇摆剪力墙结构的连续化参数模型 |
2.2.1 基本假定 |
2.2.2 连续化参数模型 |
2.3 连续化参数模型的数值验证与适用性 |
2.3.1 模型的数值验证 |
2.3.2 模型的适用性评价 |
2.4 框架-铰支摇摆剪力墙结构的抗侧力性能参数分析 |
2.4.1 剪力分配 |
2.4.2 铰支摇摆剪力墙弯矩分布 |
2.4.3 框架与铰支摇摆剪力墙强度需求 |
2.5 框架-铰支摇摆剪力墙结构地震能量平衡的塑性设计方法 |
2.5.1 基本假定 |
2.5.2 消能减振体系的能量平衡方程 |
2.5.3 阻尼器附加等效基底剪力 |
2.5.4 地震能量平衡的塑性设计方法 |
2.5.5 极限状态下构件的强度设计 |
2.5.6 设计算例及验证 |
2.6 本章小结 |
3 框架-铰支摇摆剪力墙结构的阻尼器参数设计与结构失效模式分析 |
3.1 引言 |
3.2 框架-铰支摇摆剪力墙结构的阻尼器选型与设计 |
3.2.1 结构性能目标 |
3.2.2 阻尼器设计要求 |
3.2.3 阻尼器恢复力模型 |
3.3 基于结构顶层目标位移的阻尼器参数设计方法与实例验证 |
3.3.1 方法基本原理与步骤 |
3.3.2 实例验证与阻尼器减振效果评价 |
3.4 框架-铰支摇摆剪力墙结构的失效路径与失效模式分析 |
3.4.1 结构失效路径识别 |
3.4.2 结构损伤分布特征与失效模式分析 |
3.5 框架-铰支摇摆剪力墙结构抗倒塌能力分析与评价 |
3.5.1 地震倒塌易损性分析与结构倒塌安全储备 |
3.5.2 地震动选取与调幅 |
3.5.3 等效阻尼比计算 |
3.5.4 结构抗倒塌性能评价算例 |
3.6 本章小结 |
4 装配式预应力多层摇摆消能减振剪力墙及其拟静力试验研究 |
4.1 引言 |
4.2 装配式预应力多层摇摆消能减振剪力墙构造 |
4.2.1 钢板连接型预应力摇摆剪力墙(BCPRW)构造 |
4.2.2 套筒连接型预应力摇摆剪力墙(GSCPRW)构造 |
4.3 试件设计与制作 |
4.3.1 BCPRW的侧向变形特征 |
4.3.2 试件设计 |
4.3.3 承载力计算 |
4.3.4 连接钢板设计 |
4.3.5 内嵌钢板设计 |
4.3.6 接缝端板与内嵌盖板设计 |
4.3.7 高强螺栓设计 |
4.3.8 截面抗剪验算 |
4.3.9 试件制作 |
4.4 材性试验与加载、测量方案 |
4.4.1 材性试验与力传感器标定 |
4.4.2 加载装置与加载制度 |
4.4.3 测量方案 |
4.5 试件破坏形态分析 |
4.5.1 试件BCPRW-1 |
4.5.2 试件BCPRW-2 |
4.5.3 试件GSCPRW |
4.6 试验数据与结果分析 |
4.6.1 滞回性能 |
4.6.2 特征点分析 |
4.6.3 耗能能力 |
4.6.4 刚度退化 |
4.6.5 残余位移 |
4.6.6 预应力变化规律 |
4.6.7 侧向变形模式分析 |
4.6.8 中性轴位置变化 |
4.6.9 剪力墙接缝剪切滑移 |
4.6.10 钢筋应变分析 |
4.7 本章小结 |
5 装配式预应力多层摇摆消能减振剪力墙抗震性能分析与评价 |
5.1 引言 |
5.2 BCPRW试件的精细化有限元模型 |
5.2.1 材料本构模型 |
5.2.2 单元选择与网格划分 |
5.2.3 约束与接触关系 |
5.2.4 荷载与分析步定义 |
5.2.5 精细化有限元模型 |
5.3 精细化有限元模型的试验验证 |
5.3.1 单调加载分析 |
5.3.2 循环往复加载分析 |
5.3.3 钢绞线预应力分析 |
5.3.4 墙板损伤与破坏形态 |
5.3.5 钢预埋件及螺栓应力分析 |
5.4 BCPRW参数影响的精细化有限元分析 |
5.4.1 轴压比影响 |
5.4.2 螺栓预紧力影响 |
5.4.3 剪跨比影响 |
5.4.4 摩擦系数影响 |
5.5 装配式预应力多层摇摆消能减振剪力墙抗震性能对比分析 |
5.5.1 基于纤维单元的BCPRW简化分析模型 |
5.5.2 基于纤维单元的GSCPRW简化分析模型 |
5.5.3 BCPRW抗震性能对比分析与评价 |
5.6 本章小结 |
6 装配式预应力多层摇摆消能减振剪力墙结构及其抗震减振性能分析与设计 |
6.1 引言 |
6.2 装配式预应力多层摇摆消能减振剪力墙(核心筒)结构的抗震概念设计 |
6.2.1 装配式预应力多层摇摆消能减振剪力墙结构 |
6.2.2 装配式预应力多层摇摆消能核心筒结构 |
6.3 直接基于位移的装配式预应力多层摇摆消能减振剪力墙结构抗震设计 |
6.3.1 直接基于位移的抗震设计方法 |
6.3.2 BCPRW构件截面设计与承载力计算 |
6.4 装配式预应力多层摇摆剪力墙结构抗震减振设计与性能评价实例 |
6.4.1 结构及其抗震设计 |
6.4.2 设计结果验证与结构性能评价 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(9)预制预应力自复位钢筋混凝土框架结构抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景和意义 |
1.2 课题来源 |
1.3 国内外研究现状及分析 |
1.3.1 自复位RC框架节点研究 |
1.3.2 自复位RC框架梁伸长效应 |
1.3.3 自复位RC框架结构研究 |
1.3.4 自复位RC框架结构实际工程应用 |
1.3.5 当前研究存在的问题 |
1.4 本文主要研究内容及技术路线 |
第2章 自复位RC框架节点阻尼器性能试验与数值模拟 |
2.1 引言 |
2.2 防屈曲钢棒阻尼器性能试验与数值模拟 |
2.2.1 阻尼器构造设计与制作 |
2.2.2 阻尼器力学性能试验加载方案 |
2.2.3 阻尼器力学性能试验结果 |
2.2.4 阻尼器力学性能数值模拟 |
2.3 钢板阻尼器力学性能数值模拟 |
2.3.1 钢板阻尼器构造设计 |
2.3.2 钢板阻尼器力学性能的三维实体单元精细化模拟 |
2.3.3 钢板阻尼器力学性能的简化数值模拟 |
2.4 本章小结 |
第3章 自复位RC框架节点设计 |
3.1 引言 |
3.2 自复位RC框架模型结构整体设计方案 |
3.2.1 模型结构相似系数 |
3.2.2 结构构件尺寸 |
3.2.3 自复位节点设计 |
3.3 柱-基础节点 |
3.3.1 柱-基础节点设计弯矩分配 |
3.3.2 柱-基础节点预应力筋设计 |
3.3.3 柱-基础节点外置BRB阻尼器设计 |
3.3.4 柱-基础节点构造措施 |
3.4 X向框架梁-柱节点(安装钢板阻尼器) |
3.4.1 X向框架梁-柱节点设计弯矩分配 |
3.4.2 X向框架梁-柱节点预应力筋设计 |
3.4.3 X向框架梁-柱节点钢板阻尼器设计 |
3.5 Y向框架梁-柱节点(安装BRB阻尼器) |
3.5.1 Y向框架梁-柱节点设计弯矩分配 |
3.5.2 Y向框架梁-柱节点预应力筋设计 |
3.5.3 Y向框架梁-柱节点外置BRB阻尼器设计 |
3.6 预制RC梁和柱的配筋 |
3.7 本章小结 |
第4章 自复位RC框架结构抗震性能振动台试验 |
4.1 引言 |
4.2 振动台试验模型结构制作 |
4.2.1 模型结构整体布置方案 |
4.2.2 模型结构制作 |
4.2.3 节点阻尼器的安装 |
4.2.4 张拉预应力筋 |
4.2.5 模型结构吊装上台 |
4.2.6 模型附加质量 |
4.2.7 量测内容与仪器布置 |
4.2.8 材料性能 |
4.3 地震动的选择及试验工况 |
4.3.1 试验输入地震动 |
4.3.2 试验工况 |
4.4 结构试验现象 |
4.4.1 8度小震加载阶段(工况1~11:PGA=0.13 g) |
4.4.2 8度中震加载阶段(工况12~21:PGA=0.26 g) |
4.4.3 8度大震加载阶段(工况22~31:PGA=0.52 g) |
4.4.4 超大震1加载阶段(工况32~41:PGA=0.78 g) |
4.4.5 超大震2加载阶段(工况42~53:PGA=1.04 g) |
4.4.6 超大震3加载阶段(工况54~65:PGA=1.30 g) |
4.4.7 超大震4加载阶段(工况66~77:PGA=1.56 g) |
4.5 结构地震反应数据及分析(双向加载) |
4.5.1 结构动力特性 |
4.5.2 结构楼层位移 |
4.5.3 结构楼层加速度 |
4.5.4 节点开口转角 |
4.5.5 PT钢丝预应力 |
4.5.6 BRB阻尼器变形 |
4.5.7 钢板阻尼器应变 |
4.6 单向与双向加载试验结果对比 |
4.7 本章小结 |
第5章 自复位RC框架结构数值模拟 |
5.1 引言 |
5.2 自复位RC框架结构数值模拟方法 |
5.2.1 预制RC梁、柱的模拟 |
5.2.2 外置阻尼器的模拟 |
5.2.3 PT预应力筋的模拟 |
5.2.4 节点开口-闭合行为的模拟 |
5.2.5 节点模型校准 |
5.3 结构X向框架数值模拟的验证 |
5.3.1 结构分析模型 |
5.3.2 结构数值模拟与试验结果对比 |
5.4 结构Y向框架数值模拟验证 |
5.4.1 结构分析模型 |
5.4.2 结构数值模拟与试验结果对比 |
5.5 本章小结 |
第6章 典型自复位RC框架结构抗震及抗倒塌安全性评估 |
6.1 引言 |
6.2 结构概况与设计 |
6.2.1 结构概况 |
6.2.2 结构基于位移设计 |
6.2.3 自复位节点设计 |
6.3 数值模型概况 |
6.4 自复位RC框架损伤发展过程和破坏模式特征 |
6.4.1 单调推覆分析 |
6.4.2 循环往复加载分析 |
6.5 自复位RC框架在不同强度地震动下的抗震性能评估 |
6.5.1 地震动选取 |
6.5.2 自复位框架抗震性能评估指标 |
6.5.3 结构动力特性 |
6.5.4 设计地震动下结构抗震性能评估 |
6.5.5 不同地震动强度下结构抗震性能评估 |
6.6 自复位RC框架在大震及超大震下抗倒塌安全性评估 |
6.6.1 结构倒塌判断标准 |
6.6.2 结构抗倒塌安全性评估 |
6.7 自复位RC框架抗震及抗倒塌性能评估总结 |
6.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录A 振动台试验原型框架结构基于位移设计 |
A.1 结构概况 |
A.2 基于位移的抗震设计 |
A.2.1 确定等效单自由度体系 |
A.2.2 确定等效周期 |
A.2.3 确定基底剪力并分配 |
A.2.4 确定构件内力 |
A.2.5 确定构件截面配筋 |
附录B 典型自复位RC框架结构基于位移设计 |
B.1 结构概况 |
B.2 梁、柱基于位移的抗震设计 |
B.2.1 确定等效单自由度体系 |
B.2.2 确定等效周期 |
B.2.3 确定基底剪力并分配 |
B.2.4 确定构件内力 |
B.2.5 确定构件截面配筋 |
B.3 自复位节点基于位移的抗震设计 |
B.3.1 自复位梁-柱节点 |
B.3.2 自复位柱-基础节点 |
附录C 地震动参数及大震下调幅系数 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(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、确定结构基底等效输入地震动的简化方法(论文参考文献)
- [1]基于地震动输入的RC框架结构抗震性态设计方法研究[D]. 侯红梅. 青岛理工大学, 2021(02)
- [2]梁端防屈曲钢板耗能铰节点及其钢框架结构抗震性能[D]. 彭汉. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]农村民居减隔震实用方法及技术研究[D]. 尹志勇. 中国地震局工程力学研究所, 2021(02)
- [4]RC框架结构基于性态水准的抗震设计方法[D]. 陈冠君. 青岛理工大学, 2021(02)
- [5]含减震外挂墙板装配式混凝土框架结构基于性能设计方法研究[D]. 沙慧玲. 合肥工业大学, 2021(02)
- [6]高层斜交网格结构受力与抗震性能分析[D]. 张锋. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [7]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
- [8]装配式摇摆剪力墙及其结构抗震减振性能研究[D]. 孙天舒. 大连理工大学, 2021
- [9]预制预应力自复位钢筋混凝土框架结构抗震性能研究[D]. 王振营. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [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)