钢支撑-混凝土框架动力非弹性扭转机理与抗扭设计研究EI北大核心CSCD

通过钢支撑-混凝土框架振动台试验研究了钢支撑失稳或其他构件损伤后引起的扭转突然增大问题,即非弹性扭转问题,结果表明钢支撑受压失稳或失效是导致此类结构出现非弹性扭转的重要原因。基于试验结果,分析了钢支撑失稳或失效导致结构非弹性扭转突增的机理;同时建立了设有偶然偏心的有限元模型算例并进行非线性分析,验证了在增加构件数量的条件下该类结构仍存在非弹性扭转突增问题,表明即使是对称结构,在普通钢支撑发生受压失稳及其反向受拉过程中,也会产生非弹性扭转及其突然增大现象。试验和案例分析均表明类似的现象,即在相同加载及偏心条件下纯混凝土框架非弹性扭转虽然存在,但其突然增大值比钢支撑框架结构要小;设置防屈曲支撑抗扭效果显著,优于设置钢支撑的混凝土框架和纯混凝土框架。建议工程设计中设置防屈曲支撑,可有效减控混凝土框架非弹性扭转危害;通过设置质量偏心,对钢支撑-混凝土框架结构进行强震下非弹性扭转响应分析,并在设计上对其最大值加以限制。     

山地吊脚框架结构弹性扭转效应分析及试验研究

为研究山地吊脚框架结构底部不等高嵌固特性所导致的扭转效应,采用理论分析、试验研究和数值模拟相结合的方法分析吊脚柱截面相同情况下柱长比β(吊脚层短柱与长柱长度的比值)对于结构弹性阶段扭转效应的影响。结果表明:在吊脚柱截面相同情况下,随柱长比的减小,吊脚结构的抗侧刚度、抗扭刚度及其所受的扭矩逐渐增大,扭转角先增大后减小,且在柱长比为0.5~0.667时达到峰值;短柱因扭转引起的非受力方向剪力随柱长比的减小而增大。整体结构的扭转变形和构件的扭转效应随柱长比变化规律不同,宜分开考虑,整体结构的扭转变形在柱长比大于扭转角达到峰值时的柱长比β_t时,可基于现行规范通过扭转位移比进行判断;柱长比小于扭转角达到峰值时的柱长比时,宜用扭转角作为结构扭转指标。构件的扭转效应随柱长比减小而增大,在柱长比小于β_t时,扭转在短柱端产生的附加内力不能忽略,短柱处于双向剪力快速增加的弯剪扭复杂受力状态,设计中应给予关注。     

新型双钢管约束屈曲支撑的试验研究

通过对带接触环双钢管约束屈曲支撑的试验研究,讨论了支撑在单向加载下的承载能力、荷载位移曲线变化规律,外套管间隙、外套管刚度对受力性能的影响.并将有限元模拟结果与理论计算结果和试验结果进行对比分析,掌握构件的强度和耗能特性,为约束屈曲支撑在结构中的应用提供有用的参考意见.     

防屈曲支撑混凝土框架抗震性能非线性有限元分析

基于非线性有限元软件ABAQUS,对设置防屈曲支撑的混凝土框架在单向水平荷载作用下的骨架曲线进行了非线性有限元模拟分析,并与试验结果进行了对比。分析过程中混凝土采用损伤塑性模型,钢材采用硬化弹塑性模型,采用位移增量法进行控制加载。在试验基础上进行的非线性有限元分析,分析了结构内部受力过程、内力分配及重分配规律、改进内部配置、优化结构设计,可为进一步研发、改进内部构造提供模型基础等,弥补了试验试件不能过多,应变片被损坏等不理想情况。     

某高层建筑采用防屈曲支撑的减震性能研究

某高层建筑为钢筋混凝土框架结构体系,为提高结构的抗震性能,增设了防屈曲支撑,为了验证防屈曲支撑的减震效果,对无支撑结构、普通钢支撑结构和附加防屈曲支撑结构进行了多遇地震和罕遇地震下的抗震性能分析。分析结果表明:增设防屈曲支撑后可有效改善结构的抗震性能,从而提高结构抵抗地震作用的能力。     

含有屈曲约束支撑框架的振动台试验研究

通过对含有屈曲约束支撑的框架进行振动台试验,研究了屈曲约束支撑对结构地震反应的减震效果。选用3条天然波和1条人工波进行加载,记录了模型的加速度反应,分析了BRB在试验中的力学性能,并与理论计算值进行了对比,研究了台面输入加速度为0.6g和1.0g时框架底层BRB的滞回曲线。探讨了不同台面输入下输入能量在模型中的分布情况。试验及研究结果表明,当台面输入加速度小于0.6g时,屈曲约束支撑可以为结构提供稳定的侧向刚度;当台面输入加速度大于0.6g时,屈曲约束支撑通过自身塑性变形来吸收能量;当台面输入加速度为1.0g时,屈曲约束支撑可以吸收台面输入的20%~40%的能量。     

防屈曲支撑与节点板的有限元分析

与传统支撑相比,防屈曲支撑具有受压不易屈曲,耗能性能稳定,减震效果明显等优点,因此防屈曲支撑正逐渐成为结构消能减震的重要选择.与螺栓连接相比,焊接连接构造简单、施工便利.论文对设置了防屈曲支撑的框架结构进行了SAP2000有限元分析,以此为据,对焊接连接构造所设计的节点板度进行了屈曲分析和静力分析,对优化连接构造提出了建议.     

某加屈曲约束支撑框架结构的弹塑性时程分析

某具有4项超限的大跨混凝土框架结构扭转效应明显,没有加防屈曲约束支撑(BRB)时,结构扭转周期比大于限值0.90(第一扭转周期/第一平动周期),最大扭转位移比大于限值1.4。不符合规范要求,故需要在结构中加入防屈曲约束支撑限值扭转。为验证加防屈曲约束撑后结构的的可靠性,对结构进行弹塑性时程分析,得出结构层间位移角及支撑屈服情况。结果表明结构在加入屈曲约束支撑后是可靠地,屈曲约束支撑不仅控制了结构的扭转,而且在大震下充分耗能,保证了结构的安全性。     

钢结构非弹性屈曲分析的新方法

通常而言,很少使用分歧稳定概念评价钢结构临界荷载,这类钢结构具有几何缺陷,并处于横向荷载导致的主弯矩作用下。这些案例中采用了基于极限荷载稳定性概念上的塑性区域和塑性铰分析。然而,这类分析需要大量的计算时间和复杂的理论,不适合实际设计。为此,提出一种弹塑性屈曲分析的新方法,旨在确定钢结构的临界荷载。此方法基于修正分歧稳定概念(运用切线模量方法确定)和柱强度曲线,运用梁柱交互作用公式,提出迭代特征值分析方法,计算主弯矩及轴力。该法的有效性和适用性,通过弹性屈曲分析和精细塑性铰分析进行评估。以具有几何缺陷的简支柱和4层板结构作为分析基准。结果显示:所提议的非弹性屈曲分析适用于评估钢结构的临界荷载和失效模式,可用于钢结构设计中临界荷载的确定。     

同济大学教学科研综合楼耗能支撑布置分析

同济大学教学综合楼属于平面不规则和竖向刚度不规则的复杂高层结构,地震作用下结构呈现明显的扭转不规则特性,在结构布置上有很高的建筑、结构要求.传统的支撑体系布置思路如采用普通钢支撑、支撑连续布置等已不再是最佳的解决方案.为了寻求满足建筑与结构要求的合适柱间支撑体系布置方案,先对连续、不连续的普通钢支撑方案进行布置研究,指出各自存在的不足.为了弥补两种普通钢支撑存在的问题,探讨了粘滞阻尼器支撑和防屈曲支撑两种耗能减震支撑的应用.分析结果表明,通过耗能支撑的设置,可以改善由于追求建筑协调而采用的不连续钢支撑布置所导致的抗震和抗扭性能的不足,尤其是采用粘滞阻尼支撑,对结构具有最佳的抗震和抗扭效果.     

两端连接偏心支撑钢板剪力墙的弹性屈曲研究

结合支撑和钢板剪力墙的特点,提出了两端连接偏心支撑钢板剪力墙的结构形式,采用ANSYS有限元软件进行了弹性屈曲分析,重点研究了内填板的高厚比、宽高比、柱弹性刚度对弹性屈曲系数和屈曲荷载的影响。结果表明,支撑能够起到显著提高屈曲荷载的作用。高厚比和宽高比是影响两端连接偏心支撑的钢板墙的弹性屈曲荷载的主要因素。为进一步研究两端连接偏心支撑钢板剪力墙的多道抗震设防奠定了理论基础。     

弹性支承平台结构模态分析的有限元方法与试验研究

在大型平台的结构设计中 ,对于模态频率的分析是不可忽视的。以某研究所的阻抗测试平台为背景 ,采用有限元分析程序 ,初步做了模态分析和谐响应分析 ,并重点对其进行了试验研究。试验证明 ,对于大型及有高频要求的平台 ,在设计时应考虑其模态问题 ,还可看出 ,计算结果具有较高的精度。     

防屈曲支撑节点板的屈曲分析

防屈曲支撑是一种新型耗能减震构件,其在受拉和受压时均可屈服但不发生屈曲.但传统的防屈曲支撑多采用螺栓连接等连接方式.这种连接方式很容易使节点板失稳,从而导致防屈曲支撑屈曲.介绍一种新型的连接方式-铰接,并用ABAQUS对节点板进行屈曲分析,根据分析结果给出防止节点板失稳的合理化建议.     

全钢防屈曲支撑的整体屈曲性能

在大地震作用下,防屈曲支撑达到令人满意的力学性能的关键要求之一是要预防整体屈曲直到支撑组件达到足够的塑性变形和延展性。给出了对所提出的全钢防屈曲支撑的有限元分析结果。所提出的防屈曲支撑有着相同的核心截面和不同的屈曲约束性能。对防屈曲支撑和初始缺陷进行参数研究,从而调查支撑的整体屈曲性能。分析结果显示,防屈曲性能的抗弯刚度都可以显著影响支撑的整体屈曲性能。此外,核心组件的抗弯强度的欧拉屈曲荷载的最小比率,即Pe/Py可作为设计目标。这个比率是控制防屈曲支撑整体屈曲的最主要参数。     

法门寺合十舍利塔结构弹性时程分析及试验验证

法门寺合十舍利塔,建筑高度147 m,呈双手合十造型,为竖向特别不规则结构.鉴于其结构体系及结构布置的复杂及体型超限,为确保该建筑结构的抗震安全性和适用性,本文利用SAP2000程序对该结构进行了动力特性和弹性时程分析.为了检验结构弹性时程分析的可靠性,将理论分析结果与其振动台试验结果进行了对比,并在此基础上,对该结构进行了抗震性能评价.     

侧向支撑对腹板开洞钢拱平面外弹性屈曲的影响分析

腹板开洞钢拱通过设置侧向支撑可以阻止钢拱发生平面外弯扭屈曲,支撑刚度的大小会对钢拱屈曲临界荷载产生影响.采用有限元方法分析了不同荷载、拱脚条件、支撑类型和位置对钢拱平面外屈曲稳定的影响.研究表明：在刚性支撑情况下,钢拱屈曲临界荷载随支撑刚度增大而增大,铰支钢拱屈曲半波随支撑数量的增加而增加,当支撑数量为n时,会出现n＋1个屈曲半波.两种支撑类型共同工作时,在侧向刚度支撑足够的情况下,扭转支撑对钢拱平面外屈曲临界荷载的影响有限.当侧向支撑刚度达到临界支撑刚度时,其屈曲临界荷载不再随支撑刚度的增大而增大.     

大跨连体钢结构BRB支撑减震性能分析

随着经济的快速进步与建筑技术的不断革新,结构体系越来越多样化,越来越多的大跨连体结构出现,对于这种结构设计经验仍有不足。本文运用参数化分析方法,以防屈曲支撑面积为参数分析防屈曲支撑的减震性能,得出防屈曲支撑有效发挥时的支撑刚度和框架柱刚度的存在合理比值,为防屈曲支撑的选型提供一定的参考依据。     

新型耗能支撑的试验研究和有限元分析

在高层钢结构的设计中,需设置一些耗能器来满足罕遇地震作用下的抗震性能。通过在普通钢管中间采用变截面的做法,能够改变构件住拉、压作用下的受力性能,从而提出了一种新型的耗能支撑。合理设计该种支撑后.分别进行试验分析和有限元分析,以研究支撑在往复荷载作用下的性能。对该种新型支撑进行参数化分析,以研究变截面长度、中间段长度和各部位厚度对支撑性能的影响。研究表明,支撑受压破坏时的变形较大,且仅发生在沿构件方向,不会发生整体失稳;合理设计的支撑,具有滞回曲线饱满、延性较好和承载力大等优点,可作为消能支撑使用。     

法门寺合十合利塔结构弹性时程分析及试验验证

法门寺合十舍利塔,建筑高度147m,呈双手合十造型,为竖向特别不规则结构。鉴于其结构体系及结构布置的复杂及体型超限,为确保该建筑结构的抗震安全性和适用性,本文利用SAP2000程序对该结构进行了动力特性和弹性时程分析。为了检验结构弹性时程分析的可靠性,将理论分析结果与其振动台试验结果进行了对比,并在此基础上,对该结构进行了抗震性能评价。     

结构的耗能减震与防屈曲支撑

防屈曲支撑作为一种新型的耗能减震构件,改进了普通支撑易受压屈曲的缺点,地震时有很好的耗能能力和延性。它与框架共同组成双重抗侧力体系,目前在美国和日本有日益广泛的应用趋势,在我国个别工程中也开始使用。结合介绍这种支撑构件及支撑框架的研究和应用现状,分析了防屈曲支撑的构造和受力机理,探讨了它的应用前景。