基于QR法巨型组合框架地震反应分析

巨型组合框架地震反应的简化算法是当前土木工程界研究热点之一。本文采用结构分析QR方法研究此类结构的地震反应。首先构造以样条结点广义位移参数表示的结构整体位移函数,再根据瞬时势能原理和变分原理推导巨型组合框架地震反应的样条离散化动力方程,则原结构的动反应可由样条结点的广义动反应确定。编制巨型组合框架地震反应QR法的流程图,利用相应的计算程序计算一个巨型组合框架结构分别输入两条地震波时的地震反应,将计算结果与有限元软件计算结果作对比。分析结果表明,该方法是一种经济可靠的结构计算方法,可用来计算和分析巨型组合框架结构的地震反应,为这种巨型结构形式的简化计算提供新的思路,具有较好的推广应用价值。     

巨型结构的抗震分析

采用ANSYS有限元程序对巨型框架结构、巨型框架隔震结构进行了抗震动力时程分析,讨论了两种结构在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应,其计算结果对于确保巨型框架结构的抗震安全性具有较大的意义,对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

巨型框架结构的隔震分析

采用ANSYS通用有限元程序建立了巨型框架结构隔震分析的动力计算模型,对巨型框架结构进行了隔震动力时程计算,给出了巨型框架结构隔震后在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应。计算结果表明,巨型框架结构在隔震后具有良好的抗震性能,可有效地降低结构的地震响应,计算结果对于确保巨型框架结构的抗震安全性具有较大的意义,同时对选择结构构件截面尺寸,也具有较大的参考价值。     

悬挂建筑结构动力参数优化及地震响应分析

建立了高层悬挂建筑结构减振体系的简化计算模型和运动方程,进行了频域内的参数优化和位移时程分析与计算。经过参数优化的悬挂建筑结构具有良好的减振避震性能。提出了能同时对悬挂建筑主、次结构的动力响应进行多目标优化的参数分析方法,该方法可以使得悬挂建筑主结构的频域和时域内的位移动力响应分别比普通巨型框架结构降低24%和50%以上,同时次结构的动力响应也达到一个理想的水平。     

高层钢框架结构考虑P-Δ效应的弹性层间有害位移的简化计算

高层钢框架结构在水平荷载作用下,层间位移包含有害位移和无害位移两部分.在结构侧移的传统计算中,通常忽略P-Δ效应的影响;在二阶侧移计算中,也未从有害位移的角度进一步分析,这对较柔的高层钢框架结构来说会造成较大的误差.因此,针对这一问题,提出了高层钢框架结构考虑P-Δ效应影响的弹性层间有害位移的简化计算方法.通过采用简化方法和对角撑法对一个承受水平均布荷载的15层纯钢框架结构进行模拟计算对比,并讨论了P-Δ效应对层间有害位移的影响.结果 表明提出的简化方法实用可行,能够很好地满足工程的实际需求.     

次框架支撑对巨型框架结构的影响

采用大型有限元软件ANSYS对三种不同次结构支撑方案的巨型框架模型进行了弹塑性时程分析对比。计算结果表明,增加次框架支撑的巨型框架结构的楼层位移,层间相对位移显著减小,说明增加次框架支撑能明显增加巨型框架的耗能能力,降低结构的地震反应。     

巨型框架结构的抗震分析

采用ANSYS有限元程序对巨型框架结构进行了抗震动力时程分析,讨论了巨型框架结构在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应。计算结果表明,在几条不同的地震波作用下,巨型框架结构的主、次结构的地震反应是有差异的,就所讨论的巨型框架结构,El-centro地震波对结构的地震影响是最明显的;次框架的地震反应比主框架强烈,在结构抗震设计中不能忽略次框架的抗震问题。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

考虑节点刚域影响的巨型框架结构分析

针对巨型框架结构体系的受力特点,结合相关文献,提出了剪切变形对巨型框架的影响不可忽略,应采用D值法进行计算水平荷载作用下的巨型框架结构,通过理论推导证明巨型结构考虑节点刚域的必要性,并结合D值法提出适合巨型框架结构的等效截面法,结合算例来给出在巨型框架结构的计算中可以利用等效截面法来考虑节点刚域对巨型框架结构的影响的计算方法。     

巨型钢框架MSCSS抗震动力可靠度研究

通过有限元分析软件SAP2000对巨–子型有控结构进行建模,利用SAP2000中的动力时程分析法,分别选用实测的地震动记录和通过HHT方法合成的El-Centro人工波,对巨–子型有控结构及巨型框架结构进行弹塑性时程分析;利用SAP2000与MATLAB接口程序将SAP2000的分析结果在MATLAB软件中做进一步的计算分析,进行结构随机地震响应的概率密度演化分析,采用首次超越破坏机制,定义结构层间位移为极限状态控制指标,确定了基于概率密度演化方法的结构抗震动力可靠度的计算方法。结果表明:巨-子型有控结构比巨型框架结构具有更好的振动控制性能,抗震动力可靠度远大于巨型框架结构的抗震动力可靠度,具有更高的结构安全性和可靠性。     

巨型框架结构研究综述

介绍了巨型框架建筑结构的组成、特点及工程应用,并对巨型框架内力分析模型和计算方法进行了分析和总结。在此基础上,指出该结构设计计算中存在和需要解决的问题。为巨型框架结构的内力分析计算提供参考,以推广巨型框架结构的应用。     

钢结构的弹塑性大位移研究分析

为了探讨钢结构的高等分析和设计方法，本文作者应用泛函的最小势能原理，将经典的梁柱理论与非线性有限元法相结合，提出一种钢结构弹塑性大位移研究分析的简化单元模式和计算方法。它考虑了结构大位移、轴力的P-Delta效应、残余应力、轴力使杆件截面极限弯矩的变化、截面刚度退化和塑性区长度等非线性因素的综合影响。通过一个典型钢框架的非线性全过程分析，说明了该法的实际应用。算例表明，本文方法是可靠的，可供工程设计人员参考。     

巨型框架结构体系的动力特性及地震响应分析

采用大型有限元软件ANSYS对巨型框架结构进行了动力时程分析,讨论了不同主次框架刚度比下巨型框架结构的动力特性及地震响应。计算结果表明,钢筋混凝土巨型框架在地震作用下的侧移曲线为弯剪型;主次框架刚度比对巨型框架弹性地震反应有较大影响;结构的高阶频率对结构有一定影响,当与地震波卓越周期相近时可能会发生类共振现象。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论

对当前建筑结构抗震设计中若干原则性问题进行讨论,提出：建筑结构抗震设计不适宜采用概率可靠度方法而更适合采用多安全系数设计方法;应以设防烈度地震即中震的地震动参数进行结构承载力设计,依R-μ-T规律改进设计中的地震作用-延性等级组合;当结构的计算基底剪力不满足规定的最小基底剪力时,可以加大地震作用力,而不应该调整结构的刚度来加大地震反应;比较了巨型框架与普通框架结构的侧向刚度,说明巨型框架的侧向刚度远较普通框架差,不具备承担一定比例地震作用剪力的必要刚度,而应令核心筒承担全部的地震剪力;我国现行规范对结构的层间位移角限值过于严格,分析其主要原因并建议大幅度放宽。     

基坑支挡结构设计若干问题探讨

根据基坑开挖应力路径的室内试验和现场实测数据,从土工试验方法、土体强度指标、地基土水平反力系数等方面分析了现在基坑工程支挡结构设计存在的一些问题。研究成果如下:支挡结构设计参数的获取应考虑主动区及被动区地基土的应力路径,并恢复地基土的固结状态。基坑开挖后主动区和浅部被动区土体抵抗剪切破坏的能力大于以常规CU强度指标的计算结果,这有利于工程安全;深部被动区土体抵抗剪切破坏的能力小于以常规CU强度指标的计算结果,对于地基土被动抗力发挥较大的工程,需验算嵌固深度,确保被动抗力小于极限被动土压力。定义了被动区基坑开挖"强影响区",并给出了该区域深度的计算方法。以相应应力路径下的土体割线模量值作为地基土水平反力系数,讨论推导了作用于支挡结构上的分布土反力与支挡结构水平位移的计算公式,其计算结果更接近工程实际。本次研究对以变形控制为主的基坑设计具有较好的指导意义。     

高层建筑施工中收缩徐变影响的分析

介绍了高层建筑收缩徐变的简化分析方法,该法可以考虑加载龄期、加载速度、构件厚度、环境相对湿度以及截面配筋率对收缩徐变的影响,用该方法对一巨型框架进行收缩徐变分析,结果表明该法简单实用,可以在超高层建筑结构设计中估算收缩徐变时使用。     

巨型框架结构体系地震响应问题的ANSYS分析

采用大型有限元软件ANSYS对巨型框架结构进行了动力时程分析,讨论了不同主次框架刚度比下巨型框架结构的地震响应,计算结果表明,钢筋混凝土巨型框架在地震作用下的侧移曲线为弯剪型;主次框架刚度比对巨型框架弹性地震反应有较大影响;结构的高阶振型对结构反应有一定影响,当与地震波卓越周期相近时可能发生类共振现象。     

高层结构在水平荷载作用下的侧移计算

提出一种采用连续化方法对高层结构在水平荷载作用下侧向位移的简化计算方法。此算法对于沿高度方向结构分布均匀的建筑物可以得出非常准确的计算结果。算例表明,此算法十分有效、可靠,可进一步推广用于高层结构的优化设计,用该方法可以分析高层框架、剪力墙、筒体、框剪以及框筒结构。     

含减振子结构的巨型框架结构模型振动台试验研究

在含减振子结构的巨型框架结构(MFVCS)中,通过在部分主、次框架的连接处,即次框架柱底部和主框架梁之间设置隔震支座,从而形成减振子结构。为研究MFVCS的减震效果,设计并制作了一个几何缩尺比为1/25的模型,通过更换最顶部的子结构柱底的支座类型,形成非减振和单减振巨型框架两个结构。通过振动台试验,得到了两结构的动力特性和加速度、位移响应,并对比分析了不同地震动作用下的减震效果。结果表明：试验过程中主体结构损伤轻微;不同地震波作用下加速度和位移峰值减震系数平均值分别为15.1%和12.3%,加速度和位移均方根减震系数平均值均为22.2%;含减振子结构的巨型框架结构具有较明显的减震效果。