地震动特性对抗震结构滞回耗能的影响

以单自由度体系为例,研究了地震动特性对抗震结构的滞回耗能以及滞回耗能在地震动总输入能中所占比例的影响,为结构抗震的能量分析方法提供简化计算的依据。     

结构地震总输入能量的分配

综合考虑各种因素，讨论了地震作用下结构总输入能量在滞回耗能和阻尼耗能之间的分配规律及各种因素对分配规律的影响。所得结果对抗震设计的能量法以及抗震破坏准则研究中能量的分析和计算提供一定的依据，理论上有一定的参考价值。     

高层框架剪力墙结构的滞回耗能分布

为研究高层框剪结构的合理滞回耗能分布模式及其控制条件,利用SAP2000建立三个不同参数的高层框架剪力墙结构模型,对其进行三阶模态组合的MPA方法分析。研究结果表明:设置弱连梁的结构模型具有合理的耗能分布模式,得出连梁跨度与高度是影响高层框架剪力墙结构合理耗能分布的因素并用数值分析的方法得出结构合理耗能分布的控制条件。     

框架结构滞回耗能在结构层间分配的计算分析

为了解多自由度体系的地震破坏机理，将基于能量的抗震设计方法运用到多自由度体系结构抗震设计中，对多自由度体系的滞回耗能沿结构层间分配的规律进行了分析，探讨了结构的滞回耗能在结构层间的分配规律及其影响因素．计算表明，滞回耗能在总输入能中的百分比受结构阻尼比的影响较大，当结构阻尼比ζ=0．02时，EH／E1一般在70％～80％；当ζ=0．05时，EH／E1在50％左右；当ζ=0．10时，EH／E1大致为30％．滞回耗能在结构层间为下大上小的梯形分布规律，薄弱层易在底部形成．     

基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑滞回性能

针对基于形状记忆合金(SMA)的自复位摩擦耗能支撑,提出了简化分析模型,研究了其在往复荷载作用下的滞回性能.首先通过理论推导,得出了往复荷载作用下自复位摩擦耗能支撑的力-位移曲线,提出了简化的滞回模型,然后通过参数分析研究了各参数对其滞回性能的影响.结果表明:自复位摩擦耗能支撑在卸载后存在一定的残余位移,其大小仅与阻尼器元件摩擦力及SMA元件奥氏体弹性刚度有关;自复位摩擦耗能支撑的滞回性能可采用修正的FS(Flag-shaped)模型来描述;SMA元件屈服力及耗能参数对自复位摩擦耗能支撑的滞回性能影响较大,奥氏体弹性刚度及屈服后刚度系数影响较小;增加阻尼器元件的摩擦力,可显著增强自复位摩擦耗能支撑的耗能能力,但会产生残余位移.     

不同参数对方钢管混凝土柱滞回耗能的影响

方钢管混凝土柱（CFST,Concrete Filled Square Steel Tubular）抗震性能优越,影响其抗震性能的参数有：长细比、轴压比、幅厚比,且这种影响是相互耦合的.通过正交比较分析的方法,利用有限元软件ABAQUS对19根CFST进行数值模拟分析,研究了不同参数对CFST滞回耗能的影响.总体上CFST在低周反复水平荷载作用下滞回曲线饱满,在柱屈服以后承载力并没有明显的下降.CFST具有良好的耗能能力,抗震性能优越.幅厚比对CFST滞回耗能影响最大,轴压比次之,长细比在一定范围内有一定的影响.     

钢筋混凝土柱滞回耗能和累积损伤的实验研究

本文通过实验的方法，研究了钢管混凝土柱在水平载荷作用下的累积滞回耗能问题，采用等价滞回圈数的概念分析了钢管混凝土的低周疲劳损伤问题，并进一步考虑了地震作用下的损伤情况，在双参数累积损伤模型的基础上，根据实验研究结果，通过修改耗能因子，使其损伤模型适用于钢管混凝土结构，为进一步深入地研究钢管混凝土的地震损伤提供了基础。     

槽钢腹板开长圆孔装配式耗能支撑的滞回性能分析

槽钢腹板开长圆孔装配式耗能支撑是在中心支撑斜杆两端设置腹板开孔槽钢组成,在轴力作用下可避免传统中心支撑斜杆受压失稳.采用ABAQUS有限元软件建立了槽钢腹板开长圆孔装配式耗能支撑有限元分析模型,分析了槽钢开孔腹板设计参数变化对耗能支撑滞回性能的影响.有限元分析结果表明:槽钢腹板开长圆孔装配式耗能支撑主要依靠端部槽钢开孔...     

组合楼板效应对带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构滞回性能影响分析

含剪切型耗能梁段高强钢框筒结构(简称HSS-FTS-RSL)具有良好的抗侧、抗扭刚度以及耗能能力,为研究楼板组合效应对结构抗震性的影响,针对大震下楼板过早与裙梁脱开问题,提出了相应构造措施加以改善.采用ABAQUS建立HSS-FTS-RSL子结构模型进行滞回分析,以连接件构造措施、楼板厚度、混凝土强度和耗能梁段长度为参数,分析其对子结构滞回性能的影响规律.结果表明：设置T型连接件可以在裙梁错动位移较大时延缓栓钉从RC楼板中拔出,并且T型连接件腹板宜沿跨度方向布置;考虑楼板组合效应可以提升结构的初始刚度和承载力,楼板越厚、混凝土强度越高以及耗能梁段越短,提升幅度越大,但楼板的存在会一定程度上限制耗能梁段的转角,从而影响耗能梁段的塑性发展;基于分析结果,提出了设计建议：耗能梁段长度不宜过长也不宜过短,耗能梁段长度比取值范围宜在0.95～1.25内,在满足结构性能需求及连接件构造要求的前提下,尽量选择厚度较薄的楼板,且混凝土强度等级不宜超过C30.     

钢管混凝土柱滞回耗能和累积损伤的实验研究

本文通过实验的方法，研究了钢管混凝土柱在水平载荷作用下的累积滞回耗能问题，采用等价滞回圈数的概念分析了钢管混凝土的低周疲劳损伤问题，并进一步考虑了地震作用下的损伤情况，在双参数累积损伤模型的基础上，根据实验研究结果，通过修改耗能因子，使其损伤模型适用于钢管混凝土结构，为进一步深入地研究钢管混凝土的地震损伤提供了基础．     

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.     

地震动特性对单自由度系统地震能量响应的影响

合理地选取了4类场地320条强震记录,基于SDOF体系的地震能量方程,利用弹塑性动力分析程序,研究了地震动特性对SDOF体系的地震能量响应及其分配规律的影响,结果表明,SDOF体系的地震总输入能、滞回耗能、阻尼耗能都随着震级的增大而增大,阻尼耗能是中长周期结构在小震作用下消耗地震能量的主要方式,而滞回耗能则是结构在大震作用下消耗地震能量的主要方式;随着场地土质的变软,各类地震能量响应都呈递增趋势,它们的增幅也随着场地土质的变软而加剧;只要以某一设防烈度为标准,并给出相应的能量反应谱,则其它设防烈度的能量反应谱就可以根据PGA设防烈度与PGA标准烈度比值的平方调整得到.     

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．     

5·12汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查

为了揭示山地建筑结构抗震设计是建筑结构抗震设计的薄弱环节,指出其在抗震设计中存在一定的安全隐患,本文通过5·12汶川地震震害调查,针对吊脚式和错层式两种典型山地建筑结构房屋的震害进行描述和分析,提出了若干建议和启示.其主要震害特征表现为:(1)架空层形成柔弱底层而严重破坏;(2)采用长短不同柱将坡地架空,短柱易发生剪切破坏;(3)采用桩柱混合体系将坡地架空,桩基础易发生破坏;(4)错层处楼梯柱、楼梯板破坏严重;(5)陡坎边缘地带建筑物震害较重等.     

基于改进迟滞阻尼模型的混合结构抗震分析SRSS法

混合结构的阻尼矩阵不再满足经典阻尼条件,无法直接采用模态叠加法。迟滞阻尼模型具有每周期耗散能量与外激励频率无关的优点,且时域计算结果稳定收敛,但不满足能量守恒原则。利用结构每周期耗散能量与阻尼做功相等,对迟滞阻尼模型的阻尼系数进行修正,得到了改进迟滞阻尼模型,并提出了对应的混合结构模态叠加法。在此基础上,分析改进迟滞阻尼模型的反应谱特点,计算最不利地震作用效应组合,提出了基于改进迟滞阻尼理论的混合结构抗震分析SRSS法。算例分析表明,改进迟滞阻尼模型计算的地震作用效应比粘性阻尼模型计算的地震作用效应更大,其增大幅度约为15%~20%。     

方形装贮合一料仓的地震动力作用影响探析

通过震害分析 ,介绍了方形仓基本结构自振周期经验公式 ,利用钱令希教授的复式框架用串联、并联求算框架柱侧移刚度概念 ,按空间分析原则 ,计入端跨填充墙的刚度影响 ,从而提出地震作用分配于各框架的计算方法。从理论上阐明震害产生的根本设计原因 ,给出了抗震构造要求     

汶川地震后多层砌体结构震害调查及分析

5月12日发生在汶川里氏8.0级特大地震造成大量房屋建筑严重损坏,特别是砌体结构房屋。为了掌握各种类型的砌体结构震害特点,研究砌体结构的抗震性能,为砌体结构设计规范的修订提供依据,地震发生后,课题组成员在现场进行了广泛深入的震害调查;整理和归纳了此次地震中多层砌体结构破坏的主要特点,分析了各种破坏现象发生的原因。分析表明,多层砌体结构教学楼的破坏主要源于窗间墙承载力不足;按现行规范设计、施工质量较高的多层砌体教学楼和住宅楼能获得良好的抗震性能;钢筋混凝土构造柱的设置不仅加强了砌体结构的整体性、提高了变形能力,还提高了砌体的抗剪和抗压能力;砌体的破坏形态表现出丰富的多样性,应克服当前认识上的一些盲点,考虑砌体真实的受力状态来进行抗震设计;抗震概念设计需给予足够的重视。     

一种基于性能的抗震设计的Pushover分析方法

论述了一种以顶层位移作为性能指标的弹塑性Pushover分析方法用于基于性能的抗震分析,并且编制了相应的Matlab程序.为验证分析方法的科学性和可靠性,用Pushover程序对双层单跨、双层双跨的两榀平面钢框架作计算分析,且与其试验数据进行对比.结果显示：分析结果与试验数据的荷载—位移曲线基本吻合,误差小于14%,表明Pushover分析方法和程序可靠.并以Pushover方法作为抗震性能的分析工具对一榀三层四跨框架做了抗震分析,显示了Pushover方法的适用性.     

交叉形与Y形耗能支撑加固RC框架滞回性能的对比分析

为改善Y形耗能支撑加固RC框架的抗震性能,提出了一种新型的交叉形耗能支撑.基于ABAQUS软件对采用Y形偏心支撑、交叉形耗能支撑加固RC框架进行了非线性有限元分析,并同未加固RC框架进行了对比分析,探讨了交叉形耗能支撑加固RC框架的受力机理、水平承载力、抗侧刚度和耗能能力.研究结果表明：交叉形耗能支撑加固的RC框架在水平承载力、抗侧刚度、耗能能力等方面均优于Y形偏心支撑加固的RC框架.此外,交叉形耗能支撑加固方式对原RC框架损伤小,且施工简便.     

基于能量分析的复阻尼模型结构抗震性能

由于当前动力分析中所使用的阻尼模型无法描述结构内未知的材料非线性能量耗散,基于应力相关复阻尼理论,推导出多自由度复阻尼系统的震动能量方程,研究了复阻尼模型的结构震动响应和材料能量耗散规律,计算了构件和结构的时变材料损耗因子.研究结果表明,在地震总输入能量中,材料阻尼耗能占很大比例,并随时间单调增加,结构的材料阻尼耗能及其变化率、动能、应变能均随着能量输入的增加而增加.通过对损耗因子的计算表明,与传统方法相比,采用时变形式而非常数形式的材料损耗因子能够更精细地体现材料阻尼效应.