考虑P-△效应的等延性位移比谱

应用等延性位移比谱可以简便有效地估计结构的非弹性位移.在地震动作用下,由于P-△效应能够增加结构的非弹性变形和永久变形,因此,研究P-△效应对等延性位移比谱的影响具有重要意义.利用四类场地上的344条地震动,分别计算出了考虑及未考虑P-△效应的等延性位移比谱,并进行了对比分析,然后根据统计分析的结果,得到了等延性位移比谱考虑P-△效应的修正公式.结果表明:P-△效应对等延性位移比谱的影响十分可观,并且其影响程度随结构延性的增加而增大,随结构周期的增加而减小;而且当考虑P-△效应之后,等位移原理不再适用.     

结构的弹塑性位移比及R-μ-T关系的分析

在估计已知强度或延性的现有结构在不同地震动强度下的最大地震弹塑性反应时,弹塑性位移比谱和等延性强度谱是十分准确有效的.通过对342条地震记录进行单自由度体系的弹塑性时程分析,研究了三个特征周期设计分组在不同延性系数下的弹塑性位移比谱特性以及等延性强度谱的特性,通过非线性回归分析建立了等延性位移比谱和等延性强度谱,给出了回归计算公式.研究表明：（1）弹塑性位移比谱在周期为0~1.0 s时谱值随周期的增加急剧下降,下降区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线转入平缓,且延性系数对平缓段的曲线影响较小;（2）延性系数μ〉1时,等延性强度谱在周期区间为0-1.0 s时谱值随周期的增加急剧增长,上升区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线增长较为平缓,等延性强度谱随延性系数增加而增加;（3）等延性位移比谱和等延性强度谱的回归计算公式能反映延性位移比和折减系数的统计规律,可应用于实际工程.     

工程结构等强度位移比谱影响因素分析

应用等强度位移比谱估计现有结构在不同地震动强度下的最大弹塑性位移是一种十分简单有效的方法．利用大量单自由度体系在不同强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,分析讨论了场地条件、结构的屈服强度、周期及恢复力模型等因素对等强度位移比谱的影响规律,其中重点从定性到定量详尽研究了阻尼和恢复力模型的影响．结果表明：阻尼和恢复力模型对等强度位移比谱的影响,不但随场地的不同而不同,而且受屈服强度系数及单质点体系周期的影响较大;要精确考虑阻尼和恢复力模型对等强度位移比谱的影响,必须根据结构的场地条件、屈服强度系数及周期确定．最后,给出了阻尼和恢复力模型影响等强度位移比谱的修正公式．     

动力P-Δ效应对地震力调整系数的影响

分析了动力P-Δ效应和结构抗侧强度对结构动力稳定的影响.利用单自由度(SDOF)体系弹塑性动力时程分析程序,分别对反向加载时刚度退化的修正克拉夫滞回模型(MC)和理想弹塑性(EPP)模型,计算了4类场地下各74~106条地震波输入后的结构动力响应,其中结构自振周期为0.1~6.0/s,延性取为2、3、4、5和6,二阶效应系数为0.025~0.100,得到了不考虑和考虑P-Δ效应的地震力调整系数,并计算了两者间的比值谱S,提出了S谱的简化计算公式,用以分析P-Δ效应对地震力调整系数的影响.结果表明,标准化周期、延性和二阶效应系数对S谱均有影响;不同滞回模型对动力P-Δ效应的敏感性是不同的,理想弹塑性模型为保持常延性而需增加的抗侧强度要大于修正克拉夫滞回模型.     

阻尼对工程结构等延性地震抗力谱的影响分析

在基于位移的抗震设计理论中,等延性地震抗力谱对拟建结构的初步设计具有十分重要的作用.利用大量的单自由度体系在不同强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,从定性到定量详尽研究了阻尼对等延性地震抗力谱的影响规律,得出结论:阻尼对等延性地震抗力谱的影响,不但随场地的不同而不同,而且受延性系数及单质点体系周期的影响较大;要精确考阻尼对等延性地震抗力谱的影响,必须根据其所在的场地条件、结构延性系数及周期确定.最后,根据回归分析结果,给出了阻尼影响等延性地震抗力谱的修正公式,其成果可供抗震研究和设计参考应用.     

有侧移框架二阶效应的弹性分析

目的对有侧移框架进行二阶效应的弹性分析,以及梁柱线刚度比对有侧移框架二阶效应的影响.方法采用转角位移法推导了考虑二阶效应(P-Δ效应和P-δ效应)的转角位移方程.结果算例中应用该转角位移方程求解有侧移框架的二阶内力,并将结果同该框架的一阶内力进行比较,二阶内力的存在并不是使所有杆件的内力都增加,在柱底处二阶内力较一阶内力小,而在柱顶处二阶内力较一阶内力大.考虑二阶内力后梁端的弯矩较不计二阶内力影响的弯矩有所增加.不受均布荷载的杆件的弯矩图是直线,而在考虑二阶效应后却变成正弦曲线.结论对于单层单跨框架,梁柱线刚度比越小对二阶效应的影响越大.     

抗震结构非弹性位移比谱

为了更准确的使用位移比谱方法估计抗震结构的最大侧向非弹性位移,利用大量单自由度体系在地震记录作用下的时程分析结果给出了四种场地条件对应的平均非弹性位移比谱.得到了位移比谱的简化计算公式,并重点研究了恢复力模型对非弹性位移比谱的影响.结果表明恢复力模型的屈服后刚度对非弹性位移比谱影响显著,尤其当结构具有负刚度时,屈服后刚度的影响更趋明显.     

上盘效应对工程结构位移反应影响分析

在断层附近的一定区域内,受到上盘效应等因素影响的地震动将显著改变结构的动力响应.针对上盘效应及与其相对的下盘效应对结构弹性及非弹性位移反应的影响进行研究.结果表明,上盘效应对(结构绝对位移的增大作用)在短周期段显著,下盘效应的增大作用在长周期段显著.尽管上盘地震动加速度峰值普遍较大,但其相对非弹性位移仅在长周期段大于下盘地震动,在短周期及中等周期段均较下盘地震动小.与远场地震动相比,在某些情况下受上盘和下盘效应影响的地震动将引起大的结构相对非弹性位移,因此将现有经远场地震动得出的相对非弹性位移关系用于近场区结构的性能评估会得到不安全的结果.     

P-Δ效应对空腹式巨型框架结构弹塑性响应分析

以钢筋混凝土空腹式巨型框架为例,通过Pushover分析研究P-Δ效应对结构性能点、塑性铰分布、最大楼层位移、层间位移角的影响.结果表明:考虑P-Δ效应后,倒三角分布加载时Sa、S d、D、V、最大楼层位移、层间位移角的最大增幅分别为1.39％、2.05％、0.68％、1.31％、71.48％、136.91％;均匀分布加载下S a、D、V、最大楼层位移、层间位移角的最大增幅分别为2.53％、0.2％、1.17％、28.88％、44.92％;考虑P-Δ效应后,结构的塑性铰分布数量反而下降,结构的抗侧移刚度也下降.     

工程结构等强度位移比谱研究

在估计已知强度的现有结构在不同地震动强度下的最大弹塑性位移时,等强度位移比谱是十分准确有效的．本文利用大量的单自由度体系在不同强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,对等强度位移比谱进行了较为详尽的研究,给出了四类场地条件(基岩、硬土、一般土和软土)上的平均等强度位移比谱,总结了对工程结构的抗震设计和研究具有重要意义的特征和规律,分析了场地条件、地震烈度、结构的屈服强度系数及周期等因素对等强度位移比谱的影响规律,得到了一些重要的结论,最后提出了新的拟合公式,其成果对抗震研究和设计具有较大的参考价值．     

考虑P-Δ效应的弹塑性反应谱归一化

为了获得考虑P-Δ效应的强度折减系数R谱和弹塑性动力放大系数β谱,对理想弹塑性（EPP）滞回模型的单自由度体系在地震作用下的响应进行分析,得到不同场地类别、结构自振周期、位移延性、阻尼比和二阶效应的反应谱,并利用2个特征周期Tga和TgR对横轴进行标准化处理.结果表明：周期标准化的R谱和β谱很好地保留了特征周期处的峰值...     

非弹性反应谱衰减规律研究

为研究非弹性反应谱的特征,选用美国西部Californ ia州15次较大地震中的266条强地震动记录,建立了非弹性反应谱衰减规律.分析了场地条件、延性系数、震级及距离等参数对非弹性反应谱的影响.研究发现,随着场地变软或震级增大,非弹性反应谱增大;随着延性系数增加,非弹性反应谱降低,但延性系数增加到一定程度,谱值变化不大;随着距离增加,每个周期的非弹性反应谱值衰减很快.     

恢复力模型对等延性地震抗力谱的影响分析

在基于位移的抗震设计理论中,等延性地震抗力谱对拟建结构的初步设计具有十分重要的作用.利用单自由度体系在大量强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,分析讨论了结构的延性系数、周期及恢复力模型等因素对等延性地震抗力谱的影响规律,其中重点以双线型恢复力模型为例,从定性到定量深入研究了恢复力模型对等延性地震抗力谱的影响,总结了相应的规律和特征,给出了恢复力模型影响等延性地震抗力谱的实用修正公式,结果可供抗震研究和设计参考应用.     

剪切变形对基桩P-Δ效应的影响

给出了小剪切变形下的基桩P-Δ效应和大剪切变形下支座P-Δ效应计算的杆单元刚度矩阵方程。假定杆单元弯曲变形位移函数为三次幂函数,剪切变形函数为线性函数,根据有限元法一般原理,推导了一种同时计入竖向力径向剪切分力剪切变形和水平力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程,推导了一种仅计入竖向力径向剪切分力剪切变形而忽略水平力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程,推导了一种仅计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程。计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的P-Δ效应杆单元可良好的模拟支座在大剪切变形下的偏心工作特性,能实时计入其偏心弯矩影响,为实时计入支座偏心特性的结构动静力分析提供了理论支撑。最后通过自编MATLAB程序进行算例分析,结果表明,计入支座大剪切变下的P-Δ效应后,基桩内力位移和地基土压力均显著增大。基桩自身剪切变形对桩身内力位移和地基土压力影响较小,可以忽略。     

非规则结构的偶然偏心研究

目的通过算例分析考查偶然偏心对非规则结构地震效应的影响显著性．方法设计了33个单层和多层平面扭转不规则结构算例，用附加偏心距的方法考虑偶然偏心，采用振型分解反应谱法分析结构在考虑单向或双向偶然偏心前后的地震效应，以楼层最大位移、平均位移、弹性层间位移角、楼层偏心扭转角、构件地震剪力等多种地震效应作为考查指标，研究了单向或双向偶然偏心对单层和多层非规则结构的影响规律，并与偶然偏心对规则结构的影响进行了对比．结果偶然偏心的影响随结构非规则程度的增加而减小。但即使对于平面扭转特别不规则的结构，偶然偏心所导致地的震效应的增加仍然是不宜忽略的，特别是对于边缘构件更是如此．结论指出我国规范应对规则和非规则结构均按附加偏心扭矩的方法计入偶然偏心的影响．     

常屈服位移抗震设计方法研究

传统的常周期抗震设计方法中,假设结构振动周期与其强度(承载力)无关,将恒定不变的弹性振动周期作为抗震结构设计的重要参数,但是当使用这种方法对结构振动进行非弹性抗震设计时,可能会造成过小的屈服和延性,而致使所需要的结构位移延性值太大。鉴于此,研究了一种新型的抗震工程设计技术方法——常屈服位移抗震设计法。该研究方法以结构位移为基础,其关键是引入新的强度折减系数。该方法认为:结构的屈服位移主要受构件的几何尺寸和构件使用所需的屈服材料的屈服应变影响,而与构件的抗弯强度无关。利用该方法可以更好地使结构在目标强度下的非弹性位移延性达到要求,计算出更精确的可以满足特定性能要求所需的强度值。     

动力P-△效应对地震力调整系数的影响

分析了动力P-△效应和结构抗侧强度对结构动力稳定的影响．利用单自由度（SDOF）体系弹塑性动力时程分析程序，分别对反向加载时刚度退化的修正克拉夫滞回模型（MC）和理想弹塑性（EPP）模型，计算了4类场地下各74～106条地震波输入后的结构动力响应，其中结构自振周期为0．1～6．0／s，延性取为2、3、4、5和6，二阶效应系数为0．025～0．100，得到了不考虑和考虑P-△效应的地震力调整系数，并计算了两者间的比值谱S，提出了S谱的简化计算公式，用以分析P-△效应对地震力调整系数的影响．结果表明，标准化周期、延性和二阶效应系数对S谱均有影响；不同滞回模型对动力P-△效应的敏感性是不同的，理想弹塑性模型为保持常延性而需增加的抗侧强度要大于修正克拉夫滞回模型．     

钢管混凝土框架支撑结构二阶效应直接分析

为研究二阶效应对钢管混凝土框架中心支撑结构内力和变形的影响,以某高层钢管混凝土框架中心支撑住宅为例,通过设置假想水平力,引入结构和构件的初始几何缺陷以及残余应力,同时考虑P-△和P-δ效应,使用直接分析法对结构二阶效应进行分结果表明:整体缺陷加剧结构的二阶效应,产生的位移增量明显大于构件缺陷所产生的位移增量;考虑P-△-δ效应的柱弯矩远大于只考虑P-△效应的柱弯矩,但对剪力和轴力影响不明显.     

基于非弹性位移的土-结构相互作用的抗震设计方法

基于等效线弹性系统位移的土-上部结构相互作用抗震设计方法中的不足,特别针对设计标准中关于相互作用系统等效阻尼比公式以及相关研究提供的设计步骤中存在的问题,提出了一个新的基于非弹性位移且考虑土-结构相互作用抗震设计方法。该方法将相互作用系统用一个等效单自由度理想弹塑性振子替代,并结合非弹性位移谱进行设计。给出了替代振子周期、阻尼比和延性比的公式和推导过程,以及与《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)中弹性位移谱相容的非弹性位移谱的建立方法和具体的设计步骤。并使用提出的公式对已有的基于弹性位移谱的设计方法进行了修正。将新方法与修正后的已有方法应用于具体的设计算例,通过非线性时程分析方法对设计结果进行验算。验算结果表明,基于非弹性方法的设计最大位移值比基于弹性方法的方案更接近时程分析结果。     

一种以位移为基础的抗震设计方法

研究了一种以位移为基础的抗震设计方法,用等效线性化方法,在弹性位移设计谱的基础上形成用于以位移为基础的抗震设计非线性位移设计谱,将结构延性作为设计目标,提出一种以结构原始弹性刚度作为等效刚度的以位移为基础的抗震设计方法,以桥梁墩柱为例,给出了一个完整设计过程,并将其设计结果与文献「１」进行了比较。