高温作用下预应力混凝土梁热力学性能的数值模拟与分析

根据热力学理论及有限元分析方法,对高温作用下9根无粘结预应力混凝土扁梁的热力学性能进行了数值模拟。将模拟结果与试验数据进行对比得出ANSYS软件在建筑结构的抗火分析方面具有一定的可行性,可为结构的抗火设计提供参考。利用同样的方法对实际工程中24米大跨度预应力混凝土梁进行数值模拟,得出了预应力梁在二维温度场中温度变化规律及跨中挠度随受火时间的变化。     

不同恢复力模型对能量反应谱特征的影响

采用4种不同形式的恢复力模型,分别选择不同的模型特征参数,计算具有不同强震持时和频谱特性的地震动记录的能量反应谱,分析了不同的恢复力模型及其特征参数对能量反应谱的影响.结果表明,不同恢复力模型结构计算得到的输入能量谱和滞回能量谱形状相近,当周期小于谱峰值对应的周期时理想弹塑性模型和双线性模型相对其它模型属于非保守模型.研究结果对基于能量的弹塑性地震反应分析方法的深入研究具有一定的意义.     

地基–结构动力相互作用体系中数值仿真的研究

 采用数值仿真试验进行结构地震反应的理论和计算分析,将理论分析结果、振动台试验结果和计算机仿真结果三者结合起来,研究和分析地基–结构动力相互作用及其抗震性能。通过数值模拟,解决试验中土压力盒损坏的问题,得到地震动激励下桩–土接触压力峰值的数据,并由此分析桩–土接触压力的大小及其分布规律,提出桩基上的支盘是基础减振的主要构件,并承受动荷载,减轻地震波对上部结构的冲击力,同时消耗上部结构反馈给基础的振动能量。承台和桩基两侧的土压力时程曲线呈反向关系,说明基础在同一时间一侧受压,另一侧受拉。产生这种现象的原因是由于框架结构和承台下的桩–土在振动时的相互作用,并由此导致承台出现转动效应、建筑物产生倾倒的现象。     

结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用

介绍了作者研究开发的结构三维弹塑性分析方法及其在建筑物震害研究中的应用。采用杆系模型 ,包括梁、柱、墙单元、拉压杆单元、弹簧单元和阻尼单元 ,可建立各种结构计算模型 (质点系模型、平面或空间框架模型 )。对柱和墙单元等压弯杆件 ,采用了“多弹簧模型”和“纤维模型”来考虑变动轴力和双向弯曲荷载之间的耦合作用 ,能够表达压弯杆件在多轴荷载作用下的力学特性 ,从而比较真实地模拟结构弹塑性地震反应。为了表达各种荷载作用下杆件或弹簧的力和变形关系 ,作者开发和引进了多种材料恢复力模型 ,这些恢复力模型模拟了材料的非线性。在结构分析过程中也采用近似方法考虑了几何非线性。采用以上计算模型 ,作者开发了结构三维弹塑性分析计算机程序 ,用于分析遭受地震作用的建筑物 ,其结果与实际的地震破坏吻合较好 ,能够说明结构的破坏机制。     

皖东北部分地区民居抗震设防专项调研及震害预测

安徽省位于中国东南部,著名的郯庐断裂带斜跨全省,抗震设防工作形势严峻.为了深入了解中小学校舍和农村民居的抗震设防现状,2010年7月,省地震局组织专家对皖东北部分地区开展专项调研.从管理、规划、设计、施工等方面总结一些合理的做法,结合目前新农村建设的背景和农民的经济情况,提出改善民居抗震性能的相关措施.并选用结构易损性分析的确定性方法对民居进行震害预测,以评价该地区的震害程度,预测震害分布,为今后的抗震设防工作提供参考.     

基于能量变分剪切效应空间梁单元刚度矩阵及荷载列阵推导

为了系统研究空间梁单元考虑剪切变形影响时的刚度矩阵及荷载列阵,将能量变分原理应用于空间梁的单元分析。建立了考虑剪切效应的空间梁单元位移函数,利用最小势能原理导出了这种空间梁单元的刚度矩阵和荷载列阵的表达式,显式积分得到单元刚度矩阵,同时计算了平面内部分非节点荷载作用下的等效节点荷载,修正了相关文献中的部分错误。计算结果表明:该方法所得到的单元刚度矩阵与相关文献中其他方法的计算结果完全一致,为编制空间巨型结构的有限元程序奠定基础,对推算其他类型单元刚度矩阵及其荷载列阵也具有理论意义和应用价值。     

预应力高强混凝土梁抗震性能试验研究

对三根混凝土强度等级为C80,纵筋为1860级钢绞线和HRBF500级钢筋的预应力混凝土梁进行低周反复加载试验,在此基础上对其抗震性能进行分析和研究。结果表明,预应力高强混凝土梁的破坏状态为受压区混凝土压碎,受拉钢筋和钢绞线均未拉断;由于高强混凝土脆性较大的特点,试件在反复荷载作用下破坏较为突然,承载力退化较快;试件的滞回环较饱满,有一定的耗能能力;试件的屈服强度和极限强度随换算配筋率的增大而增加,延性系数则随换算配筋率的增大有所减小。试验所采用的中等配筋率的预应力高强混凝土梁,在低周反复荷载下有一定的变形能力;预应力高强混凝土梁有较好的变形恢复能力;较小的预应力强度比有利于提高预应力混凝土构件的耗能能力。     

钢筋混凝土框架柱损伤模型对比分析

随着基于性能抗震设计理论的发展,损伤模型在建立性态目标量化准则方面受到重视。本文对6根不同轴压比的钢筋混凝土框架柱进行低周反复试验,计算了各构件分别采用基于刚度的破损指标和基于位移及耗能的破损指标,并与试验现象进行了对比。分析结果表明,基于位移及耗能的改进Park-Ang模型能较好的反映框架柱各破坏阶段的损伤程度,而基于刚度变化模型能较好的反映框架柱不同位移幅值下的损伤程度,但对后期破坏定义太笼统。     

叠合板式剪力墙的力学计算模型

介绍一种新型叠合板式剪力墙住宅体系,该结构与传统的剪力墙体系相比,便于质量控制,建造速度快,对环境污染小,造价较低,工业化生产水平高,是一种极具市场前景的绿色住宅体系。为对叠合混凝土墙板进行较为系统的分析研究,并为编制《叠合板式混凝土剪力墙结构技术规程》的地方行业标准提供可靠的科学依据,设计4个不同边缘约束措施的叠合板式剪力墙和2个普通剪力墙模型,并进行在低周反复荷载下与普通剪力墙的对比试验研究。在试验的基础上,建立叠合板式剪力墙的力学计算模型,计算结果与实测结果符合良好。     

附加减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

为研究附加减震外挂墙板结构的抗震性能,设计并制作了一个1/2缩尺的单跨两层钢筋混凝土框架结构模型,并在结构的Y方向附加减震外挂墙板形成减震结构,X方向未布置墙板,形成作为对比的抗震结构。选取两条天然地震动,分别对结构Y方向和X方向施加单向地震动,进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的振动台试验,对比研究了两种结构的动力特性和地震响应。试验结果表明：在设防地震和罕遇地震作用下,减震结构的损伤程度和地震响应均小于抗震结构,表现出良好的减震效果;两种结构损伤最大位置均出现在框架梁端和柱底,减震外挂墙板未改变主体结构的损伤模式;试验过程中,U形金属消能器能够产生预期的履带式滚动变形,且基本保持完好;罕遇地震作用下,外挂墙板仍保持完好,表明该结构体系可有效控制外挂墙板的损伤。