结构抗震设计中的强度折减系数研究进展

强度折减系数既是基于强度的抗震设计中确定设计地震力的关键因素,又是基于性态的抗震设计理论中确定非弹性反应谱的主要依据.基于过去几十年强度折减系数的研究现状,分析总结了近场效应、多自由度体系效应、结构超强等重要因素对强度折减系数影响的研究进展,得出结论:若应用依赖于结构延性、周期及场地条件的强度折减系数模型,并合理考虑多自由度体系效应及结构超强的影响将使得抗震设计更加合理;另外,现有的强度折减系数模型并不适用于近场地区,而1999年集集地震提供的大量近场地震动为研究近场脉冲效应对强度折减系数的影响提供了前所未有的机会.     

考虑非弹性特征的钢筋混凝土框架杆件刚度折减系数

用经过刚度折减的二阶弹性分析来考虑有侧移框架二阶效应的简化设计方法已初步被我国规范所接受。考虑非弹性特征的钢筋混凝土杆件刚度折减系数的合理取值应以钢筋混凝土框架非弹性分析为基础,按框架顶点位移和各层层间位移相近似的原则来确定。再通过与美国,新西兰等国家现行的刚度折减方案的对比,为规范修订提供钢筋混凝土框架杆件刚度折减系数的建议方案。     

强度折减系数研究综述

强度折减系数既是基于强度抗震设计的关键,又是基于性态抗震设计的基础.本文以近十年来国内外的相关研究成果为基础,分析总结了对强度折减系数影响因素的研究进展,并对尚需进一步研究的问题进行归纳.     

阻尼比对强度折减系数的影响

为了考虑不同阻尼比对强度折减系数的影响,通过弹塑性动力时程分析,采用424条国内外的地震波记录,运用理想弹塑性双线性模型对阻尼比为0.01到0.10的不同体系进行计算分析。结果表明阻尼比对强度折减系数的影响比较显著。其中周期对阻尼比影响系数Rξ的影响较大,延性和场地土类别等条件对阻尼比影响系数Rξ的影响较小,并就不同阻尼比对强度折减系数的影响作了拟合。可为抗震设计提供有益的参考。     

钢筋混凝土轴心受压柱增大堆截面加固中的强度折减系数取值分析

讨论了钢筋混凝土轴心受压构件增大截面加固中的强度折减系数，提出了一种确定加固截面强度折减系数的方法，影响这一系数的因素很多，轴压比是关键因素，原柱截面的配筋率也必须考虑。     

单斜杆中心支撑钢框架强度折减系数

强度折减系数取值是否合理关系到结构抗震设计的安全与经济,文章基于现行抗震设计规范,设计了6个单斜杆中心支撑钢框架,利用有限元软件ANSYS对各算例进行增量动力弹塑性时程分析,得出其强度折减系数值.对探讨与我国国情相适应的不同结构体系的强度折减系数有着重要的意义.     

基于强度折减有限元法的边坡稳定性计算

弹塑性有限元强度折减法是一种非常有效的边坡稳定性计算方法,从增量有限元方程出发,分析了该方法的特点,并且讨论了滑动面的确定方法和失稳破坏特征,并通过对一具体工程的边坡稳定性计算,表明该方法简单有效,对实际工程具有很强的指导意义。     

雨水管渠设计参数折减系数m的理论研究

针对中国室外排水设计规范沿用原苏联采用了折减系数m修正汇水时间设计雨水管渠的方法,详细分析了采用m后,不同的城市暴雨强度公式地方参数b和n、地面汇水时间t1、管内汇水时间t2对计算设计流量Qm/Q0的影响.研究发现Qm/Q0是b的增函数,是n的减函数,是t1的增函数,是t2的减函数.由于采用了m严重影响到城市暴雨强度公式的适用范围,根据不同的t1,t2的适用范围缩小到57.5～52.5 min.根据北京市城市暴雨强度公式分析发现,采用m后可以使设计流量缩小40%～50%.     

基于ABAQUS强度折减法的边坡稳定性分析

将大型有限元软件ABAQUS与强度折减有限元法相结合,对边坡的稳定性进行了分析.将折减系数以场变量的形式赋予ABAQUS,动态显示塑性区发生发展的过程.当塑性区贯通且位移和应变发生突变时,边坡处于破坏的临界状态,将此时的折减系数作为边坡的最小稳定系数.通过对工程实例的稳定性分析,并与传统的极限平衡法相比较,证明了该方法可以准确地预测滑动面位置及稳定系数;并对采用关联和非关联流动法则时边坡的稳定性进行了对比分析,发现采用前者时的稳定系数比采用后者时稍微偏高.     

强度折减有限元法中边坡失稳判据的研究

为了研究强度折减有限元法中各种边坡失稳判据的适用性,在典型算例分析计算的基础上,提出了“失稳判据的选择应和所采用的数值计算的迭代方法、应变模式假定等问题相匹配”的观点.研究结果表明,当采用数值计算不收敛判据时,应采用小应变模式假定,并利用弧长控制方法;当采用坡面位移突变判据时,应采用大应变模式假定;塑性应变区贯通判据可作为上述两种判据的参考.大量算例的计算结果表明,强度折减有限元法计算获得的边坡稳定性系数和极限平衡法计算结果的相对差小于3％.     

三点弯曲试件塑性转动因子的试验研究

通过试验及理论分析,讨论了屈服强度对三点弯曲试件塑性转动因子的影响．试验结果表明：随着屈服强度的增加,塑性转动因子增大．     

基于塑性理论的钢箱-混凝土组合梁抗弯强度计算

为研究钢箱-混凝土组合梁的结构性能,分析其强度的主要影响因素,利用截面数值积分方法,考虑材料非线性,对钢箱-混凝土组合梁受力全过程的行为进行了理论分析,分析结果与试验结果基本相符;基于塑性理论提出了梁抗弯强度实用计算公式,计算结果与试验结果吻合良好;利用计算公式对钢箱-混凝土组合梁顶板、底板、腹板厚度、混凝土强度等主要参数对梁的抗弯强度的影响进行了分析,结果表明,钢板厚度变化对梁的强度的影响强弱依次为：底板〉腹板〉顶板,提高混凝土强度可以明显提高梁的强度。     

半刚接钢框架内填RC墙结构超强及强度折减系数研究

基于半刚接钢框架内填RC墙结构(简称PSRCW)的性能试验结果,分析了延性破坏的PSRCW结构的超强能力,并结合等倒塌原则建立了PSRCW结构的位移延性系数.采用Newmark-Hall提出的Rμ-μ-T经验公式,给出了罕遇地震水准下PSRCW结构的延性折减系数以及强度折减系数.为了同我国现行抗震规范相协调,还给出了偶遇地震水准下PSRCW结构的强度折减系数,为PSRCW结构的合理抗震设计提供参考.     

高层钢结构双重抗侧力体系的二阶简化分析

为简化双重抗侧力体系二阶分析,将结构的二阶效应转化为结构的负刚度,从而建立分析模型。应用该模型导出的基本微分方程,在形式上与由一阶理论导得的方程无异,应用上特别简便,与精确的电算结果比较表明,本文方法的计算精度能满足工程设计要求。     

解读美标（AISC-ASD89）钢结构构件强度的计算方法

通过对美国钢结构设计规范Specification for Structural Steel Buildings-Allowable Stress Design and Plastic Design（AISC-ASD89）的解读,归纳总结了运用美标AISC-ASD89进行钢结构构件梁、柱强度的计算方法,并对美标中的英制计算公式进行了公制转换.     

塑性混凝土配合比设计

塑性混凝土作为一种新型防渗墙体材料用于堤防及水库大坝除险加固基础处理工程中,其主要优点是较低的弹性摸量,具有一定的强度值及抗渗系数,能适应较大的变形。其配合比设计与普通混凝土在理念上是不同的,研究如何通过正交法对配合比进行优化设计及找出各因素对塑性混凝土强度、弹性模量及渗透系数的影响规律。     

门式刚架的塑性优化设计方法研究

将塑性设计理论应用于门式刚架的设计,并结合遗传算法这种离散型智能寻优方法,达到优化设计的目标.通过算例将遗传算法和塑性设计理论结合进行门式刚架的设计,证明塑性设计方法较传统设计方法具有一定优越性.     

裂纹长度对高强度钢应力强度因子的影响

用三点弯曲试件对不同a/w值的高强度钢38CrMoA的应力强度因子值k_(IC)进行了试验研究.试验结果表明,高强度钢38CrMoAl的临界应力强度因子值,随a/w值之减小而增加,但增加的程度较低强度大塑性材料少,其浅裂纹(a/w=0.1)时的K_(IC)值为深裂纹(a/w=0.5)时的1.1倍.