高层建筑结构刚度退化与地震作用响应关系的理论分析

弹塑性分析方法是基于性能抗震设计的重要手段，由于影响该计算结果的因素较多，对分析结果可靠性的合理评判至关重要。从理论角度给出了高层建筑结构在地震作用下刚度退化系数和弹塑性耗能附加阻尼的定量关系，在此基础上推导了结构的内力响应和位移响应随刚度退化而发生变化的计算式，并分析了结构自振周期、初始阻尼比及场地特征周期等参数的影响规律。同时讨论了内力响应与位移响应趋势不一致以及弹塑性分析的基底剪力响应大于相应弹性结果等两类不满足基本规律的特殊问题。最后，通过对一个实际工程进行罕遇地震作用下的弹性与弹塑性时程分析，得到基底剪力和位移的响应，同时运用本文推导的理论计算式进行计算，结果显示，计算结果与有限元分析结果基本吻合。研究成果可为基于性能抗震设计以及弹塑性时程分析的结果评判提供参考。     

分别考虑桩和土水平向位移的被动桩简化算法

筒仓堆料或路堤填筑产生的地表超载往往会引起地面下一定深度范围内土体侧向位移,使临近桩基产生附加变形与内力。当前基于Winkler地基梁的简化计算方法中,不论是采用应力加载或是位移加载的设计方法,均假设桩基和桩周土体水平方向位移大小一致,即不考虑桩土脱开与土体绕桩流动的情况。考虑桩与桩周土体水平位移不同的情况,提出了水平方向双位移体系的计算分析模型,给出了刚度矩阵的具体拼装方法。针对典型的上海软土地基分布形式,分别尝试了应力加载和位移加载的m法、p-δ刚度法、Mindlin解、布辛奈斯克(Boussinesq)解等8种方法,探讨了土体反力刚度取值和加载方式对计算结果的影响。以此为基础,提出了一种基于布辛奈斯克解土压力和自由场位移反算土体反力刚度的位移加载的设计计算方法。通过多个算例,演示了方法的应用过程,验证了方法的可行性与可靠性。     

填充墙刚度贡献对结构位移计算的影响分析

为了考虑填充墙刚度贡献对结构位移计算的影响,引入了考虑填充墙刚度时的结构刚度增大系数λ。按照底部剪力法,推导出考虑填充墙刚度影响后,基本周期位于T_g~5T_g的结构在多遇地震作用下的层间位移是减小的。λ取1.5的混凝土结构,位移与不考虑填充墙刚度的结构层间位移比值有理论上限值0.80。用实例及软件原理推导出常用设计软件考虑填充墙刚度后的位移相比纯框架是增大的,λ取1.5的混凝土结构二者之比的上限值为1.20。二者矛盾的原因在于,填充墙较均匀的结构在位移计算时,软件的处理方法过于保守。此时不考虑填充墙刚度贡献的位移计算结果即是偏于安全的。     

变截面梁对框架柱无侧移失稳时的约束

根据数值计算结果拟合出楔形构件高精度的转角-位移关系。根据单段楔形构件的4个约束刚度系数,对单段、两段、三段变截面构件组成的钢梁在刚架发生无侧移失稳时对钢柱的转动约束进行分析,给出了高精度的计算式。这些公式可以方便柱子稳定性的计算,也可方便软件的编制。     

BRB在某医院门诊楼减震设计中的应用

屈曲约束支撑(简称BRB)是一种良好的耗能减震构件,在屈服之前能够为结构提供附加刚度,在屈服之后除了为主体结构提供附加刚度之外,还为结构提供附加阻尼。文章结合某5层医院门诊楼,通过设置屈曲约束支撑以解决结构因抗侧刚度不足而导致的层间位移角超过规范限值,并且屈曲约束支撑在罕遇地震作用下能够先于主体框架屈服进行耗能,使结构的屈服机制合理。     

弹性支撑拱结构的动力特性研究

以三次B样条函数的线性组合作为拱结构位移振型函数,根据哈密顿原理推导出了弹性支撑拱结构的频率方程,考虑了拱脚处集中质量的附加惯性力等因素的影响,计算分析了竖向弹性支撑和旋转弹性支撑对拱结构动力特性的影响,提出了竖向临界刚度系数的概念。研究结果表明:竖向弹性支撑会使拱结构的基本频率减小,当矢跨比为0.1左右时影响最为显著,同时还会改变拱结构振型序列特点;竖向临界刚度系数是拱结构动力特性的分界点,此时拱结构的基本频率和第二频率几乎相等,若竖向支撑刚度系数小于临界刚度系数,结构的第1阶振型是对称的,而第2阶振型是反对称的,与刚性支撑拱结构的振型序列不同;若竖向支撑刚度系数大于临界刚度系数,结构的第1阶振型是反对称的,而第2阶振型是对称的,与刚性支撑拱结构的振型序列相同;旋转弹性支撑会使拱结构的基本频率减小,但并不改变其振型序列特点。     

变截面梁对框架柱无侧移失稳时的约束

本文根据数值计算结果拟合出楔形构件高精度的转角位移关系。根据单段楔形构件的四个约束刚度系数,对单段、两段、三段变截面构件组成的钢梁在刚架发生无侧移失稳时对钢柱的转动约束进行分析,给出了高精度的计算公式。这些公式可以方便柱子稳定性的计算,也可方便软件的编制。     

局部火灾下基于网架热力效应解耦方法的杆件约束刚度求解

局部火灾下,网架结构整体升温呈非均匀状态,由于各杆件轴向的温度膨胀变形不同,导致了杆件间的轴向约束效应,这种轴向约束使网架结构杆件受火屈曲后仍具有一定的承载力.定量确定网架结构杆件间的相互约束是正确评价杆件抗火承载力的重要条件.分别将上、下弦杆层连续化,参考拟夹层板法,基于力平衡方程和位移协调方程,分别得到非均匀温度场中考虑温度膨胀效应和静力荷载效应的网架上、下弦杆层的面内位移及竖向挠度解析解.同时采用数值分析方法,分别得到非均匀温度场中,在温度、杆件间相互约束和静力荷载耦合作用下的网架上、下弦杆层面内及竖向位移数值解以及杆件间相互约束效应产生的附加温度内力.上述位移解析解与数值解之差值即为网架各杆件在约束效应下所产生的轴向变形,该轴向变形量与附加温度内力之比,即为杆件的轴向约束刚度.这种轴向约束刚度计算方法有效地将杆件由于温度膨胀受到约束产生的轴向变形量从耦合效应中剥离出来,从而较准确地得出升温历程中杆件间的瞬态约束刚度.     

《框架梁转动约束刚度研究》一文的讨论

为了抗火计算的需要,文章细致地分析了相邻杆件对框架梁端提供的转动约束,有现实意义。但文章有一点不足之处,即没有考虑轴线压力使杆件转动刚度下降的效应。承受轴力的杆件的转动刚度可以由转角位移法     

地下洞室群有限元分析的地应力场计算方法

提出一种用于地下洞室群有限元计算的三维地应力回归分析的位移函数法。它在得到地应力场合理拟合的同时,程式化地得到了施加于计算模型边界上满足变形协调条件的位移场。用这个位移场作为有限元计算的边界条件,可避免附加约束对计算结果的影响,同时对地应力的大小和方向均可合理描述。最后给出了用该方法对二滩地下厂房洞室群的计算结果。     

Effects of the law reforming public works contracts on the Italian building process

The Italian construction industry was rocked by the scandals regarding procurement by the public sector during the early 1990s. Although not confined to construction, the role of the state in construction demand meant that it was one of the most heavily implicated sectors. Known as 'tangentopoli', the scandals have prompted a major reform of public sector procurement in the Italian industry which, combined with changes required to conform with EU directives, is leading to a profound cultural change in the industry. This paper provides an authoritative review of the changes in the procurement codes and the roles and relationships within the construction industry. It shows how the project management of public sector programmes is being strengthened, and how the procurement of the design and construction processes is being separated to provide greater transparency in the process. Although it is too soon to tell what the actual impact of these changes will be upon construction industry practice, some suggestions are made in the concluding comments. En Italie, le secteur de la construction a ete secoue par les scandales concernant les approvisionnements par le secteur public au debut des annees 1990. Bien que n'etant pas limitee a la construction, la part de l'Etat dans la demande pour les travaux de construction temoignait que c'etait bien l'un des secteurs les plus impliques. Connus sous l'appellation de 'tangentopoli', ces scandales ont declenche une vague de reformes qui a touche les approvisionnements par le secteur public qui, combines aux changements necessaires pour se conformer aux directives de l'UE, conduisent a un profond changement culturel de cette industrie. La presente communication constitue une etude documentee des changements qui affectent les codes d'approvisionnement ainsi que les roles et les relations qui s'etablissent au sein de l'industrie de la construction. Elle montre comment la gestion de projets, lorsqu'il s'agit de programmes du secteur public, se trouve renforcee et comment la fourniture de prestations d'etudes et de travaux de construction joue en faveur d'une plus grande transparence du procede. Bien qu'il soit trop tot pour dire quel impact auront ces changements sur les pratiques dans le secteur de la construction, l'auteur conclut en faisant certaines recommandations.     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.