装配式RC梁柱塑性可控钢质节点抗震性能足尺试验研究

装配式RC梁柱塑性可控钢质节点由钢制节点模块、上下柱模块、梁模块以及阻尼器模块装配组成。通过对该装配式节点及现浇节点进行拟静力加载足尺试验，并采用ABAQUS软件进行有限元数值模拟，研究装配式节点承载力、滞回耗能、延性以及承载力退化等抗震性能指标。试验及有限元模拟结果表明：相较于现浇节点，装配式RC梁柱塑性可控钢质节点的滞回曲线更饱满，耗能能力更强，延性更好，承载能力退化更缓慢；该装配式节点的极限承载力低于现浇节点，但能有效控制混凝土损伤，避免梁端混凝土发生弯曲破坏，实现梁端“塑性可控”；建立的有限元模型可较准确地预测同种装配式节点的承载能力和变形能力。     

装配式可退化支撑受力性能分析及试验研究

装配式可退化支撑主要由外筒、内筒、核心板及约束部件组成，通过对其承载力退化及受力性能进行分析，提出描述可退化支撑恢复力特性的力学模型。通过3组装配式可退化支撑的低周往复加载试验对其构造的可行性进行验证，研究不同核心板厚度对滞回特性、承载力退化及耗能能力的影响，并与提出的力学模型的分析结果进行对比。结果表明：无论在压力或拉力作用下，可退化支撑均可通过核心板的局部受压屈曲实现支撑整体承载力的退化；支撑受拉、受压承载力具有较好的对称性，刚度与耗能能力呈现不对称的特点；相同初始挠度下，可退化支撑的相对承载力随核心板厚度增加而提高；可退化支撑通过核心板屈曲耗能，耗能能力随核心板厚度的增加而提高；三折线恢复力模型能够有效地反映支撑构件的实际受力情况。     

高层建筑结构基于整体稳定的失效判别方法

高层建筑结构失效演化过程量化是实现基于性能抗震设计方法的关键步骤之一。本文从高层建筑结构整体稳定出发,得到高层建筑结构的临界等效刚重比;通过整体稳定平衡分析提出了基于等效刚重比变化的失效判别方法;通过罕遇地震作用下的弹塑性时程分析及与试验现象对比,验证了该方法的正确性。     

高层斜交网格筒-核心筒结构抗震性能分析

摘　要：斜交网格筒新型结构体系具有较大的抗侧刚度,为建造高层、超高层结构提供了有利条件,目前已在国内外有多例成功实践,但相关抗震性能研究还很少。采用Perform-3D程序对典型钢管混凝土斜交网格筒-钢筋混凝土内筒结构进行了静力弹塑性分析。总结了体系塑性发展过程及构件屈服顺序,给出了斜交网格筒屈服路径,并从斜交网格筒作用力的变化阐述了内外筒间内力重分配的原因,明确了内外筒内力分配特点。基于内外筒抗侧刚度的发展过程,探讨了结构抗侧刚度退化的主要原因。     

复杂高层结构大震弹塑性静力和动力分析对比研究

本文在基于大型通用有限元软件ABAQUS的基础上,利用ABAQUS丰富的单元及材料库、强大的非线性计算功能,并采用相应的计算模型和数值计算方法,对复杂高层结构罕遇地震作用下进行了弹塑性动力分析,并和Pushover分析结果及振动台试验结果进行了初步的对比研究,认为弹塑性动力时程分析方法更为合理、计算结果更为精确,是在罕遇地震作用下结构验算更为可靠的分析方法。     

基于CPU-GPU异构平台的高层结构地震响应分析方法研究

为了解决传统的串行有限元分析方法计算耗时多精度低的问题,基于GPU并行计算能力在CUDA架构下建立了一套兼顾精度和效率的高层结构有限元分析的CPU-CPU的异构平台。基于CPU-GPU异构平台研究了高层结构地震响应算法,将整个时间步积分在GPU中计算完成,每一时间步下利用基于GPU的预处理共轭梯度迭代法求解线性方程组获得该时刻的位移,最终实现了基于GPU的Newmark-β法。通过算例验证了本文所提方法的高精度、高效率。     

一致多尺度组合多点约束法优化研究

针对一致多尺度多点约束模型往往采用单一多点约束方法造成界面过约束等问题,提出基于位移和能量的组合多点约束法(CMPC),该方法符合界面节点变形约束关系,且能够改善结构塑性阶段的多尺度模拟精度。首先,分析了单一多点约束关系在模型受力塑性阶段存在的约束不合理问题,通过位移方程和能量方程在界面节点不同自由度方向的联立,建立了一种优化的组合多点约束方法,其优点是消除位移方程的界面切向过约束问题,同时避免能量方程的非线性阶段应力迭代。基于组合多点约束理论,推导了典型多尺度连接模型的CMPC方程表达式。最后运用Abaqus有限元软件进行了钢筋混凝土构件多尺度模型对比分析,计算结果表明组合多点约束法有效提高了模型复杂受力下的应力、应变、位移等特性的计算精度,适用于结构多尺度模型的非线性分析。     

高层建筑斜交网格筒结构抗震概念分析

为了解高层建筑斜交网格筒一核心筒新型结构体系在地震作用下的抗震概念,参照工程实例建立了典型的钢管混凝土斜交网格筒一钢筋混凝土核心筒结构,采用弹塑性动力时程分析方法,基于构件塑性能发展过程明确了体系构件的屈服顺序、探讨了墙肢厚度、斜柱截面、连梁高度等因素对体系构件屈服顺序的影响,总结了内外筒抗震防线的分布特点,分析了体系弹性和塑性阶段抗侧刚度的主要影响因素和关键构件以及体系塑性耗能的关键构件。结合“三水准”抗震设防目标和体系抗震防线分布特点以及构件屈服特点,探讨了该类型结构的抗震概念。     

高层主次结构受力特点及刚度计算方法

近年来,主次结构广泛应用在超高层建筑中,但对其受力特点和刚度形成机制的系统研究却很少。为明确主次结构刚度形成机制、指导主次结构结构设计,通过有限元分析对主次结构受力特点进行研究,给出主次结构抗侧刚度形成机制,并推导主次结构刚度计算方法。以巨型框架结构、主次框架结构、主次框架-单斜撑结构、主次框架-X斜撑结构为研究对象,以构件内力分布特点、变形特性、刚度贡献为重点关注指标。研究结果表明,主次结构在竖向及水平荷载作用下均表现出显著的二级受力特性。水平荷载作用下,主柱沿模块高度呈现弯剪型变形,主次框架-单斜撑、主次框架-X型支撑结构表现出显著的桁架受力特点。次柱轴力沿高度呈周期性分布,次结构传递荷载对主结构变形和内力影响不大,但是其对结构整体刚度贡献不可忽略。分析结果表明,主次结构抗侧刚度关键参数为支撑轴向刚度、主柱轴向刚度、主框架抗剪刚度、次框架抗剪刚度。基于刚度形成机制,给出主次结构刚度简化计算方法,并与有限元方法结果进行对比,验证了刚度形成机制及刚度简化计算方法的有效性。     

高层建筑内爬式塔式起重机内沉式支撑钢梁设计

内爬式塔式起重机支撑结构设计和可靠性分析在高层建筑的施工过程中至关重要。由于塔式起重机爬升过程中需避让结构巨型斜撑,需设计独立钢梁支撑塔式起重机系统。针对某实际工程内爬式塔式起重机设计内沉式支撑钢梁,并采用有限元软件ABAQUS对塔式起重机支撑结构进行施工过程中的多工况精细化模拟分析。分析结果表明,在不同工况荷载作用下塔式起重机支撑系统和相邻结构构件的受力状态均处于允许范围内。