基于梁柱杆件的墙/板宏观模型研究

多次地震震害表明墙和楼板对结构抗震性能有重要影响。为考察地震作用下墙和楼板在结构中的作用规律,弹塑性分析时结构模型中必须对墙和楼板进行合理模拟。针对已有模型的不足,建立基于梁柱杆件的墙和楼板宏观模型-BAC墙板模型,可兼顾墙/板平面内、外的力学性能。模型由若干梁柱杆件组成,各杆件的截面几何参数按刚度等效结合墙或楼板构件的原始几何尺寸确定;材料特性直接采用墙或楼板的材料特性。在弹性阶段,采用BAC墙板模型分别对墙/板构件以及含墙、楼板的二层钢筋混凝土结构进行计算。结果与采用壳单元模型的计算结果比较,二者在动力特性、受力变形等方面均吻合较好。在塑性阶段,分别对单调荷载作用下的砌体填充墙钢筋混凝土平面框架和往复荷载作用下的钢筋混凝土剪力墙进行弹塑性分析。研究构件的破坏特征以及荷载位移关系,将结果与试验进行比较,验证BAC墙板模型在塑性阶段分析的可靠性。     

罕遇地震作用下框架结构损伤分析

罕遇地震作用下的建筑结构往往处于弹塑性工作状态,但结构每个构件的损伤程度不尽相同.为了评价不同构件的损伤情况,编制了框架结构杆系振动模型弹塑性时程分析程序,对框架结构在罕遇地震作用下的损伤进行了分析.利用累计塑性变形倍率、平均塑性变形倍率和累计塑性转角与最大塑性转角的比值"S"对结构的损伤进行了评价.同时对结构各个杆件...     

南京苏宁广场超限高层抗震性能研究

苏宁广场塔楼地上88层,塔楼结构高度431 m。7度罕遇地震作用下,分析结构的弹性和弹塑性时程反应,得到结构在地震作用下的变形、内力和损伤情况。结果表明:结构在地震作用过程中构件塑性发展导致的结构刚度的变化;考虑了材料的弹塑性,结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,连梁出现不同程度的损伤,大部分剪力墙混凝土受压损伤因子较小,结构满足大震不倒的设防要求。     

塑性应变极限状态下I形和矩形管截面变形分析

通常在钢结构弹塑性设计中会假设大多数受压横截面中具有"全塑性铰"。基于平衡条件提出的用于计算塑性极限状态下结构内力的公式,不能计算出这种极限状态下各种内力组合下结构的整体变形。针对矩形管截面和双轴对称I形截面的弹塑性分析提出一个简单模型。该模型考虑了横截面塑性应变极限状态下的结构整体变形(轴向变形和弯曲曲率)与相应内力(轴力和弯矩)的关系。利用这个模型可以对横截面延性进行真实的评估。     

温度作用与结构设计

本文就建筑结构在温度作用下热传导过程中环境温度取值、多层材料中界面温度的确定、杆件截面内的温度分布以及杆件温度变形受约束时杆端的约束内力、结构温度内力计算、杆件截面设计等一系列问题提出了计算方法和设计建议。     

A static pushover method for identifying weak areas of earthquake resistant space frame structures

空间网格结构在强震下出现薄弱区的原因是该区域杆件的地震内力与决定其截面配置的非抗震设计内力差异较大，且该内力差异主要来自于少数模态的贡献。为此，利用非抗震设计和多遇地震验算的最不利内力，提出了一种疑似薄弱区杆件的简便判别方法。基于多遇地震下由振型分解反应谱法计算得到的结构响应，可以确定疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态。考虑这些主要贡献模态并参考振型质量参与系数，构造了能够近似反映最不利单向地震响应的综合模态，并基于结构应变能相等的原则确定了罕遇地震水平的等效静力推覆荷载。给出了一种能够计入三向地震动贡献的静力推覆方法，并对一个三心圆柱面双层网壳算例进行了推覆分析。通过与动力弹塑性时程分析结果对比发现，只要在建立推覆荷载时组合模态包括了疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态,并且所有组合模态的振型质量参与系数之和大于90%，则该静力推覆方法可以有效识别到该结构在罕遇地震下可能形成的薄弱区。     

外围悬挂的钢结构螺旋楼梯分析与设计

为提升某图书馆大堂三跑螺旋楼梯的外观效果,提出外侧矩形截面曲梁设置吊杆的结构布置方案。通过Rhinoceros精确建模,一次性完成细部节点设计。采用有限元软件MIDAS Gen分析了结构内力和变形,并进行构件截面设计。通过整体模态分析和实际工况时程分析,对结构舒适度进行了评价。最后模拟了施工方案,比较了理论计算与安装过程造成的偏差。结果表明:节点细部需仔细推敲;螺旋楼梯内、外侧变形差异较大,休息平台和踏步起到了协调传力的作用,适当加强应力集中部位有利于改善构件的内力和变形;重点关注了支座附近受力状态和中段变形大小;舒适度评价时宜按实际工况进行时程分析;悬挂构件自上而下安装时,建议提供各阶段杆件内力,以便施工调平。     

某超高层建筑结构弹塑性动力时程分析

某工程是存在多项基本不规则项的复杂超高层建筑,文中采用弹塑性动力时程分析法,分析结构在罕遏地震作用下的变形特征、构件内力及剪力墙、连梁、框架柱及框架梁损伤等非线性动力响应;研究结构在罕遇地震作用下的整体抗震性能,找出薄弱部位和构件,为施工图设计中采取有针对性的加强措施来实现"大震不倒"的设防目标提供设计依据。     

某超高层钢管混凝土柱框架-核心筒结构的抗震设计

通过一超高层钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构的抗震设计,给出结构的抗震性能分析结果及薄弱环节的加强措施。抗震设计除采用常见的小震分析方法和指标外,还研究中震下构件抗力与地震作用的关系,并与大震动力弹塑性时程分析的损伤情况进行比较。通过抗震设计发现,结构的层间位移角变化率反映弯曲型变形结构的竖向刚度变化,刚度急剧变化处的剪力墙在大震下易出现损伤;构件抗震富余承载力与地震效应之比揭示了结构的薄弱环节,钢管混凝土柱具有较高的富余抗力,而核心筒底部在拉弯内力下该比值偏低,大震下核心筒出现明显受拉损伤。     

低层双面叠合夹心保温剪力墙结构动力弹塑性分析研究

基于足尺模型振动台试验,对低层双面叠合夹心保温剪力墙结构进行动力弹塑性分析,并对数值计算结果和振动台试验结果进行对比,结果表明,有限元计算的结构响应及构件损伤情况基本和振动台试验结果相吻合,7度罕遇地震时该结构基本处于弹性状态,8度罕遇地震时构件损伤发展,9度罕遇地震时结构进入弹塑性状态,但变形满足大震不倒的要求。对有外叶墙模型和无外叶墙模型的动力弹塑性计算结果进行对比,随着输入地震波峰值加速度增大,两者结构响应发展趋势基本一致,无外叶墙模型的结构位移响应略大于有外叶墙模型,两者构件损伤位置和损伤发展趋势基本一致,无外叶墙模型墙体损伤程度略大。分析结果表明,在结构弹塑性状态下,外叶墙和桁架筋对结构抗震能力具有一定贡献,降低结构在地震作用下的损伤。