基于模态分析的砌体墙-钢筋混凝土筒体组合结构抗震性能研究

文章在前人研究的砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构体系的前提下,进行创新,提出了砌体-钢筋混凝土薄壁筒组合结构这一新型结构体系,该组合结构由砌体结构和钢筋混凝土筒体结构两大部分组成。运用ANSYS有限元软件对砌体结构和组合结构进行模态分析,通过模态分析得到结构各个方向的主振型及自振周期。通过对比分析普通砌体结构和砌体-钢筋混凝土筒体组合结构,证明组合结构抗震性能优于普通砌体结构。     

砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构静力弹塑性分析研究

本文在理论分析的基础上对砖墙与钢筋混凝土墙组合结构这一新型的结构体系进行了静力弹塑性分析研究,运用编制的Push-over分析程序通过算例计算并与试验及动力时程分析结果进行对比,证明了该方法的可行性和实用性,并进一步明确了这种结构在地震荷载作用下的受力和变形特征。     

砌体-混凝土筒体结构破坏过程仿真分析

自汶川地震后许多学者提出了不少新型的结构形式,砌体结构与混凝土墙组合结构就是其中的一种。在前人的分析与研究基础上,提出一种相对合理的砌体墙与混凝土墙布置方式,将普通砖砌体房屋中间部分砖墙改为混凝土剪力墙形成封闭的筒体,混凝土筒体贯通至房屋顶层,采用大型有限元软件LS-DYNA对这类结构进行了研究,模拟了在地震荷载下组合结构的响应过程,以及组合结构的破坏及倒塌形式。仿真分析结果与前人的实验结果吻合,可以初步得到该形式的组合结构受力特点及破坏机理,进一步验证了同一结构中两种不同材料墙体的协同工作性能、抗震性能和大变形下的破坏特征。     

砌体墙—钢筋混凝土筒体组合结构静力分析

在理论分析基础上,利用ANSYS软件建立有限元模型,分别对普通砌体结构、筒体在中部和筒体在两边的组合结构进行了静力分析,对比说明设有筒体的组合结构能提高整体抗震性能。     

结构刚度特征系数对砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构受力性能及位移特性的影响

根据砌体墙—钢筋混凝土墙组合结构的受力特点,对不同结构刚度特征系数的组合结构进行了定性分析,同时,对组合结构进行非线性动力时程分析及静力非线性分析,进一步阐明了结构刚度特征系数对砌体墙—钢筋混凝土墙组合结构受力性能及位移特性的影响。     

砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构混凝土墙数量的优化准则证明

将砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构连续化,按振型组合法证明了同时满足规范允许顶点侧移和层间侧移角的最少抗震混凝土墙数量为最优混凝土墙量,相应的设计为最优设计.     

砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构中混凝土墙的合理数量(I)

根据砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构的受力特点,提出了在地震作用下混凝土剪力墙合理数量的计算公式;并针对影响混凝土墙合理数量的主要因素,给出了在不同抗震等级、不同场地类别和设计分组情况下的混凝土墙合理数量表.方法简单实用,可用于地震区此类组合结构的初步设计阶段.     

砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构中混凝土墙的合理数量(Ⅱ)

根据砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构的受力特点,提出了在地震作用下混凝土剪力墙合理数量的计算公式;并针对影响混凝土墙合理数量的主要因素,给出了在不同抗震等级、不同场地类别和设计分组的情况下混凝土墙合理数量表.方法简单实用,可用于地震区此类组合结构的初步设计阶段.     

砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构中混凝土墙的合理数量（Ⅰ）

根据砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构的受力特点,提出了在地震作用下混凝土剪力墙合理数量的计算公式;并针对影响混凝土墙合理数量的主要因素,给出了在不同抗震等级、不同场地类别和设计分组情况下的混凝土墙合理数量表。方法简单实用,可用于地震区此类组合结构的初步设计阶段。     

高层组合框架-混凝土筒体混合结构动力性能研究

为研究高层组合框架-混凝土筒体混合结构的动力性能,以某30层混合结构为分析对象,建立整体空间有限元模型,进行模态与弹性时程分析。分析结果表明:外框架与筒体之间连接方式对混合结构的周期与振型影响较明显。地震作用下的层间位移角极值发生在混合结构的中上部楼层,沿结构高度楼层加速度的分布有两个极值区,框架所负担的层间剪力比例较小,但外框架承担的层间弯矩较大;改变连接方式使结构变形与内力分布发生显著变化。     

防屈曲支撑钢框架结构抗震性能分析

防屈曲支撑是一种新型的耗能减震构件,能够显著提高结构的抗震性能.以云南省“校安工程”中的某小学为例,通过弹性以及弹塑性分析方法研究了安装防屈曲支撑的钢管混凝土结构的抗震性能.结果表明,随着支撑刚度的增加,结构的周期和层间位移角均有所减小;在小震作用下,防屈曲支撑处于弹性状态,为结构提供支撑刚度,在中震作用下,防屈曲支撑开始屈服耗能.结构的整体屈服是一个平稳渐变的过程,破坏模式为梁铰机制.     

钢骨-钢管混凝土柱滞回性能试验研究

为了解钢骨-钢管混凝土柱在低周往复荷载作用下的力学性能,对5根底层柱进行了低周反复荷载试验并对试验结果进行分析,得到不同含钢率和轴压比下的荷载-位移滞回曲线及骨架曲线,分析比较了轴压比和含钢率对构件承载力的影响。研究表明,钢骨-钢管混凝土柱滞回曲线图形饱满,表现出良好的耗能能力。由骨架曲线分析得知:随着含钢率的增加,构件承载力和延性有明显的提高;随着轴压比的增加其骨架曲线下降段越陡,相应的构件延性越差,轴压比越低则构件延性越好。     

新型外包钢-混凝土组合梁与普通钢-混凝土组合梁性能对比分析

新型外包钢-混凝土组合梁与普通钢-混凝土组合梁相比具有受力性能好,防火性能高,综合经济指标提升等优势。运用ANSYS有限元分析软件从完全剪力连接和部分剪力连接两个方面对新型外包钢-混凝土组合梁和普通钢-混凝土组合梁进行受力性能对比和分析,得出新型外包钢-混凝土组合梁性能优于普通钢-混凝土组合梁的结论。     

高层钢-混凝土混合结构地震反应分析

针对目前高层建筑中常用的外钢框架-内混凝土核心筒混合结构体系的抗震性能实用计算开展研究,利用同济大学MTS多高层钢结构设计系统,根据钢-混凝土混合结构抗震概念设计原理建立计算机模型,采用时程分析法进行地震反应分析,计算输入3种地震波时结构最大楼层位移、最大层间位移角沿楼高的分布曲线。在合理选取一定数量的地震记录及典型结构形式的基础上,经分析得到该建筑物的自振特性。结果表明,结构的最大位移限值、阻尼比、地震波的输入方向等因素对结构的抗震性能均有较大影响。     

复合地基的地震动力反应分析

在综合考虑土体双曲线本构模型、增量迭代非线性算法和动力分析中的等价线性化方法的基础上 ,对复合地基进行了地震作用下的动力反应分析。通过一算例指出 :复合地基可以有效地改善天然地基的土力学性能和动力反应特性 ,是符合实际工程需要的地基处理技术。     

超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构的抗震特性分析

运用大型有限元软件ANSYS对某超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构进行模态分析,并通过设计软件ETABS的计算结果对其进行验证,得到结构的自振特性。在模态分析的基础上,采用时程分析法对该结构进行非线性地震分析,对结构输入3种不同的地震波进行计算,充分分析和比较了计算结果,包括层间位移角沿高度变化包络曲线、顶点水平位移时程曲线、层间位移沿高度变化包络曲线以及顶层加速度时程曲线。结果表明:在地震作用下,该结构没有出现较为明显的薄弱层,同时结构的最大层间位移角出现在结构的中上部,且其值小于《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的1/100,能够满足抗震设防要求。利用ANSYS和ETABS对结构进行非线性地震分析,反映了此类结构体系在地震作用下的动力特性,解决了设计中的疑难问题,并校验了结构设计方案的合理性。研究结果在超高层结构抗震设计方面具有重大的理论意义和实用价值。     

密肋复合墙体的抗震性能对比分析

结合密肋复合墙体的斜截面抗剪和正截面受弯两组试验结果,对比分析密肋复合墙体的两种典型破坏模式,探讨二者的破坏机理,研究分析不同破坏模式下墙体的承载能力、延性等抗震性能。结果表明:剪切型破坏的墙体,能够按照"砌块—肋梁、肋柱—外框柱"的顺序依次发挥主导作用,具有多道抗震防线,属于有利的破坏模式;弯曲型破坏的墙体,外框柱先于墙板在柱脚发生拉压破坏,而墙板无明显破坏迹象,不易形成合理的破坏机制,属于不利的破坏模式。发生剪切破坏的墙体的延性和变形能力明显优于受弯试验中的墙体,故在设计中应保证边框柱与复合墙板之间刚度的合理匹配。最后推导出密肋复合墙体的正截面压弯承载力计算公式,并给出大小偏压的判断。     

竖向荷载作用下框支密肋壁板结构墙梁受力性能分析

框支密肋壁板结构中的墙梁是该结构最重要的构件之一,它的设计安全与否关系到整个结构的经济性与安全性。利用 SUPER-SAP 有限元程序对一竖向荷载作用下的单跨框支密肋壁板结构墙梁进行了分析,初步探讨了框支密肋壁板结构墙梁在竖向荷载作用下的受力性能,并将该结构墙梁与框支砖砌体墙梁进行了对比分析,对该结构墙梁的设计提出了一些建议。     

方形复材-钢复合管约束型钢混凝土柱抗震性能试验研究

结合钢管约束型钢混凝土柱和纤维增强复合材料管约束型钢混凝土柱的优点,提出了复材-钢复合管约束型钢混凝土柱,其中复合管的内管为钢管,外管为复材管。进行了2个方形复材-钢复合管约束型钢混凝土柱试件和1个方形钢管约束型钢混凝土对比试件的滞回性能试验研究,3个试件的剪跨比均为4,试件的主要变化参数为外包玻纤布层数(6层和8层)。试验结果表明:方形复材-钢复合管约束型钢混凝土柱的抗剪承载能力、延性和耗能能力明显优于方形钢管约束型钢混凝土柱的,而且随着外包玻纤布层数的增加,复合管约束型钢混凝土柱的抗剪承载能力、延性和耗能能力逐渐提升;3个试件的破坏模式均为弯曲破坏。     

钢-混凝土组合框架结构体系抗震性能参数分析

为了全面研究钢-混凝土组合框架结构的抗震性能,对某典型的15层组合梁-方钢管混凝土柱框架结构进行了参数分析,讨论了方钢管混凝土柱截面含钢率、楼板厚度和组合梁钢梁高度变化对结构抗震性能的影响规律。分析结果表明:结构的周期和弹性位移反应受组合梁钢梁高度影响最为显著,含钢率的影响次之,随着钢梁高度和截面含钢率的增大,结构周期及弹性位移反应均有不同程度的降低;结构初始刚度和极限承载力受楼板厚度影响最为显著,钢梁高度影响次之,随着楼板厚度的增加和钢梁高度的增大,结构初始刚度均有不同程度的提高;结构的弹塑性位移反应受钢梁高度影响最大,钢梁高度增大,结构弹塑性位移反应明显降低。根据参数分析的研究结果,对不同的设计参数对结构抗震性能的影响有一个简单、直观的印象。在进行结构设计时,根据结构性能的具体需要,基于参数分析的结果,通过对结构参数进行有针对性的调整,从而更加快速、准确地优化结构设计。