清代殿堂抗震能力研究

为评估清代九檩殿堂的抗震性能,根据清代九檩殿堂的结构构造,构建了一个带斗拱、带侧脚的清代九檩殿堂模型,在檐柱设1/100的侧脚,将梁、柱构件两端加上塑性铰属性。根据基于性能的抗震评估理论,当能力曲线为线性强化曲线和理想弹塑性曲线时,提出了求取性能点的解析解法。在设防烈度为9度时,对清代九檩殿堂进行了静力非线性分析,求算了性能点,讨论了塑性铰分布特征,确定了性能水准,评价了性能目标。在9度时,清代九檩殿堂满足《建筑抗震设计规范》规定的性能目标C的要求,在9度罕遇地震时,清代九檩殿堂处于中等损坏状态。     

中国古建筑木结构模型的振动台试验研究

通过一殿堂木结构 1∶3 5 2模型的模拟地震振动台试验 ,研究了结构动力特性及地震反应的变化规律。将榫卯和斗拱的力学模型比拟为变刚度弹簧单元 ,进行了动力时程分析。结果表明 ,由于大震下柱底与础石的滑移和榫卯与斗拱的摩擦阻尼作用 ,大幅度减少了上部结构的地震响应。因此 ,中国古建筑木结构具有良好的耗能与减震性能 ,它所蕴涵的受力机理 ,对现代建筑也有一定的借鉴作用。     

地震作用下结构弹塑性位移反应规律的研究

通过对单自由度体系在不同类型地面运动作用下的弹塑性位移反应特性的研究，总结了结构在地震作用下的位移反应规律，为考虑塑性累积疲劳损伤的结构地震破坏准则的研究提供依据。     

交错桁架多层钢结构多模态推倒分析方法研究

与能力谱法等传统推倒分析方法相比,多模态推倒分析考虑了高阶模态对结构地震反应的影响,能更准确地评价多、高层结构的抗震性能。本文以El-Centro波为地震输入,采用多模态推倒分析方法对交错桁架多层钢结构在罕遇地震作用下的地震反应进行研究,确定结构顶点侧移、层间侧移及塑性铰分布,并与相同地震波作用下弹塑性时程分析及能力谱法分析结果进行比较。多模态推倒分析结果与弹塑性时程分析吻合较好,能准确地评价交错桁架多层钢结构的抗震性能。对层间侧移及塑性铰分布的预测,多模态推倒分析比能力谱法更为准确。     

某工程实例的减震分析比较

采用空间杆系模型在弹塑性范围内对多层框架减震结构进行了动力分析。对隔震层杆件,更细致地考虑了橡胶垫的变形阶段。介绍了减震结构的动力特性,计算了结构在地震作用下的地震反应;分析了减震结构在连续经历多次地震时是否仍然能够减震的问题。     

采用强化弹塑性模型的钢筋混凝土结构抗震性能设计谱方法

建筑结构的常规抗震设计,是按多遇地震作用对结构进行承载力及弹性侧移计算。为了保证结构的抗震性能,须验算结构在设防地震及罕遇地震作用下的承载力及弹塑性侧移。本文采用振型分解反应谱法,其中等效单自由度体系采用强化弹塑性模型,模型主要参数由常规抗震设计确定,屈服后刚度及阻尼比按模型强化段进行调整,利用规范的地震反应谱,进行结构的弹塑性反应分析。二层钢筋混凝土框架结构算例计算结果表明,采用本文提出的设计谱方法与弹塑性时程分析方法的计算结果基本相当,而计算则大为简化。按本文方法所得设防地震及罕遇地震作用下的结构地震响应可用于结构承载力验算,所得侧移可用于结构侧移控制及变形能力设计。     

时程分析的应用

时程分析法是模拟实际地震作用的方法,是反映建筑结构地震响应的最直接的方法。时程分析法分为弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析法。弹性动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法,是结构设计的一种辅助计算方法;弹塑性动力时程分析法是考虑了结构的弹塑性性能的计算方法,是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计算方法。通过时程分析,可以了解各种地震作用下结构的振动特性,判断结构薄弱部位,控制结构破坏模式。在工程设计中时程分析有实际意义,结构设计人员应很好地理解并掌握时程分析的应用。     

填充墙对钢框架结构抗震反应影响分析

运用SAP2000有限元分析软件对带填充墙钢框架结构进行模态分析和地震响应弹塑性时程分析。填充墙能与钢框架结构共同工作,并提高结构的整体强度和刚度。考虑填充墙体对结构抗侧力的有利作用,可以使结构设计更加符合真实的受力状态。在设计中应充分合理的考虑填充墙影响,才能使钢框架的抗震设计更加合理。     

结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用

介绍了作者研究开发的结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用。采用杆系模型 ,包括梁、柱、墙单元、拉压杆单元、弹簧单元和阻尼单元 ,可建立各种结构计算模型 (质点系模型、平面或空间框架模型 )。对柱和墙单元等压弯杆件 ,采用了“多弹簧模型”和“纤维模型”来考虑变动轴力和双向弯曲荷载之间的耦合作用 ,能够表达压弯杆件在多轴荷载作用下的力学特性 ,从而比较真实地模拟结构弹塑性地震反应。为了表达各种荷载作用下杆件或弹簧的力和变形关系 ,作者开发和引进了多种材料恢复力模型 ,这些恢复力模型模拟了材料的非线性。在结构分析过程中也采用近似方法考虑了几何非线性。采用以上计算模型 ,作者开发了结构三维弹塑性分析计算机程序 ,用于分析遭受地震作用的建筑物 ,其结果与实际的地震破坏吻合较好 ,能够说明结构的破坏机制。     

考虑应变率效应的钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应分析

利用有限元软件ABAQUS对钢筋混凝土框架结构构件中混凝土应变率进行了分析,将梁、柱的弹塑性在应力-应变层次上进行模拟;研究了多维地震输入下应变率效应对钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应的影响以及同一地震波不同峰值加速度下钢筋混凝土弹塑性地震反应的应变率相关性,对比分析了考虑应变率与未考虑应变率下的弹塑性地震反应的差别。研究结果表明:框架柱的应变率明显大于框架梁,并且上部构件的应变率小于下部构件,构件跨中截面的应变率小于端部截面;考虑应变率效应时结构的位移反应、基底剪力和弯矩发生改变,峰值加速度较大的地震波作用下应变率效应更为显著,应变率效应对钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应存在一定的影响,尤其对强震下结构进行抗震分析时应适当予以考虑。     

国家体育场大跨度钢结构罕遇地震性能分析

采用杆端塑性铰模型、动力弹塑性分析法和静力弹塑性分析法对国家体育场大跨度钢结构罕遇地震作用下的性能进行了分析。三维动力弹塑性分析的输入包括4组地震记录和1组人工地震波;静力弹塑性分析包括单向、双向和三向推覆共12种工况。结果表明,罕遇地震作用下,国家体育场大跨度钢结构最大位移小于其限值;主结构的塑性铰主要出现在桁架柱,数量很少,且屈服程度较轻;次结构的塑性铰数量少,极少数铰的强度下降至残余强度;结构的整体刚度没有下降,承载能力未达到最大。国家体育场大跨度钢结构设计达到了预定的抗震设防性能目标。对静力和动力弹塑性分析两种方法的结果进行了比较,探讨了静力弹塑性分析合适的加载模式,为大跨度钢结构的静力弹塑性分析提供了参考。     

普洱民族大剧院结构设计

普洱民族大剧院结构较为复杂,平面布置不规则。介绍了其结构布置、选型及结构设计中主要问题的处理,给出PMSAP和ETABS静力和多遇地震的对比分析,以及中震弹性分析及大震下的弹塑性静力和动力分析结果,指出此类不规则建筑进行弹塑性分析的必要性。     

大跨度斜交高层连体结构的静力弹塑性分析

对某大跨度斜交高层连体结构进行倒三角形侧向力作用下的静力弹塑性分析,对该结构在罕遇地震下的安全性进行评估,找出结构的薄弱部位并采取加强措施。     

偏心框剪结构地震作用下弹塑性扭转反应分析

为考察实际偏心框剪结构在地震作用下的扭转反应规律,按规范设计一组具有不同偏心率的实际框剪三维偏心结构算例,采用精细有限元模型进行不同地震水准下的多波非线性动力时程分析,对比其层间位移角、扭转角、塑性铰分布、延性系数等弹塑性地震反应。结果表明,位移比控制在高规要求的1.4限值内时,位移反应可满足规范的性能要求;刚性边构件的延性需求比柔性边大2倍～3倍;刚性地基假定下框剪结构的刚性边剪力墙构件底部在人工波大震输入时延性需求过大,应引起重视。     

基于纤维梁元模型的钢筋混凝土框架结构弹塑性时程分析

弹塑性时程分析方法可以同时考虑地震动的三要素(振幅、频谱和持时)和结构的动力弹塑性特性,对建筑结构在多遇、设防和罕遇地震作用下的抗震性能合理评估和非线性发展过程、破坏机理正确分析具有重要意义。反复荷载作用下混凝土、钢筋的本构模型的计算精度和适用性对基于材料模型的整体结构弹塑性时程分析结果的可靠性有着重要影响。但是由于混凝土材料的复杂性,目前还没有统一的本构模型可用于分析复杂应力条件下混凝土的非线性力学行为。建立了一个实用的混凝土和钢筋单轴滞回本构模型,编制了相应程序并利用用户材料子程序接口接入到ABAQUS软件中,基于纤维梁元模型,采用显式时间积分方法,对一个12层钢筋混凝土框架模型结构振动台试验进行了弹塑性时程分析。计算分析与试验数据的比较表明该模型具有较高的计算精度、效率及较好的适用性,适合作为纤维梁元模型中的混凝土、钢筋材料模型用于建筑结构的弹塑性时程分析当中。     

地震作用下框架结构的弹塑性反应分析

根据弹塑性有限元理论,运用基于AutoCAD的二次开发结构分析软件NosaCad,建立框架结构空间三维杆系模型和平面杆系模型,并分别在双向地震波和单向地震波作用下对框架结构进行弹塑性反应分析,获得各层层间位移角和顶层水平位移时程曲线,并对两组结果进行比较.通过对模型的计算,得到框架结构在地震作用下出现塑性铰的先后顺序以及结构的薄弱环节.     

高烈度地区高层建筑错层剪力墙结构抗震性能分析

错层结构对抗震不利。结合一幢高烈度区的钢筋混凝土剪力墙错层高层建筑,采用静力弹塑性推覆分析以及动力弹塑性时程分析方法,研究了结构在设计小震、中震以及大震作用下的变形特征、构件屈服机制及结构破坏模式,揭示出结构中可能存在的抗震薄弱部位,给出了结构在罕遇地震作用下抗震性能的评价,并提出了对同类工程结构设计有益的建议。     

北京奥运会乒乓球馆钢屋盖的静动力弹塑性分析

以北京奥运会乒乓球馆钢屋盖这一预应力张拉结构体系为背景,首先介绍了静、动力弹塑性分析的基本理论与分析方法,重点采用ANSYS软件对这一结构体系进行了静力弹塑性全过程分析以及弹塑性时程分析,并对结构塑性发展机制、力学性能以及抗震性能进行了详细的研究,研究结果表明屋盖结构具有良好的整体工作性能。     

芯筒悬臂结构在大震作用下的弹塑性能分析研究

对混凝土芯筒悬臂结构在大震作用下的弹塑性受力性能进行分析和研究。对广东省博物馆工程结构特点的定性分析表明,悬臂芯筒在大震作用下的延性性能是结构大震不倒的关键。对结构采用精细的弹塑性模型进行动力弹塑性分析,梁柱单元用塑性区模型,剪力墙用带分布钢筋的壳元 混凝土弹塑性损伤模型。结果表明,混凝土芯筒的剪力墙屈服后,其内置的延性加强构件(钢管柱)对结构的防倒塌有显著的作用。     

水泥库窑尾塔架结构的地震反应研究

窑尾预热器塔架结构是水泥厂新型干法生产线中的重要工业建筑。通过采用动力弹塑性时程分析方法,分析研究某实际塔架结构不同强度地震动输入下的非线性响应及其规律,揭示结构在强震作用下的屈服机制及破坏模式,探讨斜撑构件在窑尾预热器塔架结构抗震性能中的作用,得出一些对预热器塔架结构抗震设计的有益结论。