杆件初始缺陷对单层凯威特球面网壳地震响应影响研究

为研究杆件初始缺陷对单层凯威特球面网壳地震响应的影响,利用OpenSEES有限元程序,采用多段梁法模拟杆件初始缺陷,给出了OpenSEES模拟空间网格结构圆管杆件滞回的多段梁法建模参数合理取值,基于GB 50017—2003《钢结构设计规范》中压杆稳定系数拟合了圆管等效偏心率和正则化长细比的关系式。考虑杆件初弯曲方向随机分布,建立了不同参数单层凯威特球面网壳模型,对网壳增量动力分析的最大位移进行了比较。结果表明：当网壳处于弹性状态时,杆件缺陷对其地震响应的影响可以忽略;当网壳进入塑性状态后,杆件缺陷对其地震响应的影响不可忽略,不同杆件初弯曲方向的网壳地震响应离散程度随地震动强度提高基本呈增大趋势;地震动强度较大时,考虑杆件缺陷和结构整体缺陷的单层网壳地震响应和仅考虑整体缺陷的单层网壳地震响应差异较大,两者最大位移的相对大小并无规律性,其关键影响因素为地震作用下塑性杆件分布的离散程度。     

基于OpenSEES的新型装配式SPC框架节点的抗震性能研究

提出了一种由型钢连接的预制混凝土柱和梁的装配式框架节点(SPC),由于采用相对成熟的螺栓和焊接连接技术保证了节点的可靠性和安全性,并可实现工厂的精准制造和现场安装的简便。这种节点外露型钢较少,因此较易进行防护,具有较低的维护成本和较好的抗火性能。在验证现浇钢筋混凝土梁柱节点和预制混凝土柱连接钢梁节点OpenSEES数值模型的基础上,建立了SPC的数值模型。通过对比分析相同条件下的现浇钢筋混凝土梁柱节点和SPC节点,表明了SPC节点不仅滞回曲线饱满具有良好的抗震性能,而且刚度和承载力均得到了提高,是一种相对理想的装配式混凝土节点形式。     

Optimum lateral extent of soil domain for dynamic SSI analysis of RC framed buildings on pile foundations

This article describes a novel approach for deciding optimal horizontal extent of soil domain to be used for finite element based numerical dynamic soil structure interaction (SSI) studies. SSI model for a 12 storied building frame, supported on pile foundation-soil system, is developed in the finite element based software framework, OpenSEES. Three different structure-foundation configurations are analyzed under different ground motion characteristics. Lateral extent of soil domain, along with the soil properties, were varied exhaustively for a particular structural configuration. Based on the reduction in the variation of acceleration response at different locations in the SSI system (quantified by normalized root mean square error, NRMSE), the optimum lateral extent of the soil domain is prescribed for various structural widths, soil types and peak ground acceleration levels of ground motion. Compared to the past studies, error estimation analysis shows that the relationships prescribed in the present study are credible and more inclusive of the various factors that influence SSI. These relationships can be readily applied for deciding upon the lateral extent of the soil domain for conducting precise SSI analysis with reduced computational time.     

改进叠合板式剪力墙受力性能分析

叠合剪力墙结构是一种新型的装配式结构,适应建筑工业化生产的要求,在建筑领域运用越来越广泛。现场常用的叠合剪力墙有两种形式,一种是边缘构件现浇的叠合墙体,一种是边缘构件预制的叠合墙体。边缘构件预制的叠合剪力墙施工更加方便,工厂化生产更具有优势,因此更加值得推广。针对边缘构件预制的叠合墙体,本文提出了一种改进形式。基于Open SEES采用对改进后的叠合板式剪力墙的受力性能进行模拟。模拟结果表明,改进的叠合剪力墙不仅能够提高叠合剪力墙的极限承载力,还能够增强墙叠合剪力墙界面抗剪能力。     

基于OpenSEES的钢筋混凝土柱拟静力分析

为了研究OpenSEES软件中材料本构模型参数、轴压比和配箍率对钢筋混凝土柱数值模拟的影响,采用OpenSEES软件中非线性纤维单元对4根以弯曲破坏为主的钢筋混凝土柱的拟静力试验进行数值模拟,并与试验数据进行了对比分析.结果表明,对拟静力试验中钢筋混凝土柱进行数值模拟应考虑P-Δ效应,Concrete02材料λ参数值建议取0.1~0.2,钢筋强化系数可不考虑或仅需设置0~0.01的较小强化系数值;高配箍率钢筋混凝土柱抗震性能较好,具有良好的延性能力.     

钢筋钢纤维混凝土梁柱节点模型化方法研究

为研究钢筋钢纤维混凝土梁柱节点抗震性能数值模拟方法,基于OpenSEES有限元平台中的梁柱节点单元(beam-column joint element, BCJE)模型,通过修正模型中剪切块和钢筋滑移弹簧的参数修正方法,提出适用于钢筋钢纤维混凝土梁柱节点的数值模型,并基于6个梁柱节点的拟静力试验结果进行模型验证分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好,提出的数值模型能够较精确地反映节点滞回行为。在此基础上,分析了轴压比、钢纤维体积率和配箍量对梁柱节点抗震性能的影响规律,建立了节点受剪承载力的计算公式。结果表明:掺入钢纤维和增加配箍可明显改善梁柱节点的抗震性能,钢纤维体积率从0.5%增加到2.0%,极限荷载提高了18%;箍筋从1Φ8增加到3Φ8时,极限荷载提高了19.7%。     

地震作用下可液化饱和自由场地动力响应

针对既定埋深条件下的可液化自由场地在地震作用下动力响应问题,基于OpenSEES计算程序和有效应力动力分析方法,通过建立自由可液化饱和场地数值计算模型进行了耦合动力响应分析.计算结果表明:可液化场地β谱曲线卓越平台随埋深的增加而逐渐变窄,场地土层存在典型的高频滤波、低频放大效应;随着土层埋深和土层密实度增加,砂土层内的液化趋势明显减弱;饱和砂土和黏土层在地震作用下会分别发生剪缩效应和循环软化效应,进而使得土体产生不可恢复的残余变形及地表震陷.     

钢筋混凝土结构的模型更新混合试验方法

当结构在极端荷载作用下进入强非线性时,混合试验数值子结构是否能够准确模拟结构的强非线性成为关注焦点。模型更新从本构模型参数准确性的角度出发,提出了在线更新数值子结构本构模型参数的概念。由于构件本构模型与截面本构模型具有一定局限性,现有构件、截面本构模型更新的混合试验很难满足大型复杂结构的需求。作者从材料层次出发,采用混凝土本构模型参数的识别方法,并将其应用于钢筋混凝土结构的在线更新混合试验中。通过完成平面混凝土框架3种工况的混合试验,对混凝土材料本构参数识别方法和在线模型更新混合试验进行了验证。试验结果表明该参数识别方法具有较好的收敛速度和稳定性;混凝土本构模型参数的在线更新提高了数值子结构的准确性,进而提高了混合试验的可靠性。     

填充墙框架结构抗震目标性能水平研究

填充墙作为非结构构件,仍然参与结构抗震作用。综合考虑填充墙与主体结构之间的相互作用,采用修正等效斜撑压杆模拟填充墙,在Open SEES平台上建立填充墙框架简化模型。以最大层间位移角为地震需求参数,对简化模型进行增量动力分析,确定与填充墙框架极限状态相协调的抗震性能目标,并与纯框架性能及GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》的3个性能水平进行比较,结果表明,填充墙的存在能显著提高主体结构的抗侧刚度,进而改善结构的抗震性能。     

基于OpenSEES的新单元模型的实现

介绍了开源软件OpenSEES软件的特点,讲述了如何在该软件中添加新的单元模型;编写了剪力墙多垂直杆单元,并成功添加到OpenSEES中;用一个简单的算例来验证新添加的单元。