钢筋混凝土柱基于能量阈值的损伤准则

提出一种基于能量阈值的评估钢筋混凝土柱竖向剩余承载力的损伤准则.该损伤准则是单步能量阈值与总滞回耗能的线性组合,能反映能量阈值与总能量相互耦合的影响.对振动台试验的数据、拟静力试验数据和数值算例进行了模拟分析,结果表明,基于能量阈值的损伤准则能很好评估各种工况下钢筋混凝土柱竖向剩余承载力,可用于建筑和桥梁结构地震作用下...     

应用MRF-04K阻尼器的大跨连续刚构桥地震反应的半主动控制

应用最近设计制作的MRF-0 4K型磁流变(MR)阻尼器对大跨连续刚构桥的地震反应实施半主动控制。首先建立了多支承不同步地震激励下大跨连续刚构桥的运动方程,并基于瞬时最优控制算法建立了大跨连续刚构桥地震反应控制的计算方法,数值仿真分析了某四跨预应力混凝土连续刚构桥在不同控制策略下地震反应的控制效果,结果表明当在该连续刚构桥的两端各安装5 0个MRF-0 4K阻尼器,中墩墩顶水平位移降低7 0.4%,中跨跨中竖向位移降低7 7.7%,边跨跨中竖向位移降低6 6.0%。最后得出结论:应用MRF-0 4K阻尼器能使多支承不同步地震激励下大跨连续刚构桥的地震反应得到有效的控制,主动控制效果明显地高于被动控制效果,且半主动控制能取得理想的控制效果,即使地震发生时半主动控制系统失效,同样可以取得理想的控制效果,从而为MRF-0 4K阻尼器的工程应用提供了理论依据。     

基于概率的钢框架结构地震失效模式识别方法

该文定义了构件的截面损伤指标,基于增量动力分析(IDA)方法,对地震输入下结构的失效模式进行分类,进一步统计得出各失效模式下构件端部截面损伤均值。提出基于概率的地震失效模式识别方法,建立各失效模式下结构失效概率关系表达式。基于OpenSees平台,对一个20层benchmark钢框架结构模型进行数值分析,结果表明,根据关键层的损伤状态可以合理地划分失效模式,引入构件重要性系数能较好地反映各构件截面损伤对结构失效模式的影响,基于概率的地震失效模式识别方法能有效的判别结构发生各失效模式的概率大小。     

侧移曲线对基于位移设计的多层自复位摩擦耗能支撑钢框架抗震性能影响研究

采用直接基于位移的抗震设计方法时需预先确定结构的侧移曲线,但侧移曲线对设计结果和结构抗震性能的影响有待研究,为此该文以自复位摩擦耗能支撑钢框架为例,考虑结构非线性程度和层数,分析了3种典型侧移曲线对结构抗震性能的影响,为该类支撑钢框架结构的侧移曲线选择提供依据。结果表明:侧移曲线对3层支撑框架的基底剪力设计值影响不大,但对6层支撑框架的基底剪力有明显影响;楼层设计位移角随设计侧移曲线变化而变化,最终导致楼层设计刚度差别较大;3层以下低层自复位摩擦耗能支撑钢框架结构的实际侧移表现为线型,设计时建议采用线型侧移曲线,6层左右的多层结构的实际侧移表现为弯曲型,建议采用弯曲型侧移曲线进行设计。     

装配式自复位耗能支撑恢复力模型与试验验证

提出一种装配式自复位耗能（ASCED）支撑,该支撑主要由核心杆、外管、摩擦耗能系统和碟簧复位系统组成。对ASCED支撑在低周往复荷载作用下的工作原理及力学性能进行了介绍,基于经典的Bouc-Wen模型建立了ASCED支撑的恢复力模型。设计并加工了一长为1.2 m的ASCED支撑试件,对其进行了拟静力试验,研究了支撑滞回特性、耗能能力、残余变形等性能。结果表明在低周往复荷载下支撑的摩擦耗能系统与碟簧复位系统能有效的共同工作,呈现出饱满的旗形滞回曲线,具有稳定的耗能能力和良好的自复位性能。恢复力模型计算得到的支撑滞回曲线与试验结果吻合较好,残余变形接近,表明所建立的恢复力模型能够准确描述ASCED支撑在低周往复荷载下的滞回特性及自复位性能。     

自复位全钢型防屈曲支撑的工作原理与滞回特性研究

该文提出一种新型自复位全钢型防屈曲支撑(SC-SBRB),主要由防屈曲耗能系统和预压组合碟簧自复位系统并联组成。对其基本构造和工作原理进行了介绍,建立了能够准确描述支撑滞回特性的恢复力模型。采用ABAQUS有限元软件建立了具有不同设计参数的4个SC-SBRB实体模型,研究了支撑在低周往复荷载作用下的滞回特性及复位性能,并与恢复力模型计算结果进行了对比分析。结果表明,低周往复荷载作用下,SC-SBRB的滞回响应呈现稳定饱满的类“旗形”特征,建立的恢复力模型能够准确地预测支撑各阶段的力学性能。SC-SBRB的自复位性能随碟簧初始预压力的增大而逐渐得到发挥,残余变形同步减小。当复位率达到1.0时,支撑最大残余变形率为0.039%,复位性能和耗能能力匹配合理。     

钢及预应力钢筋混凝土风电塔筒模态分析

利用有限元法完成了钢塔筒和预应力塔筒的建模以及模态分析。分析中考虑了轮毂叶片质量偏心的影响,发现两种塔筒的前两阶模态都是侧向摆振,只有钢塔筒从第三阶开始发生了扭转变形。通过比较,在相同的风机型号和塔筒尺寸下,预应力塔筒的第一阶固有频率比钢塔筒大13%,即可以产生更大的位移并能承受更大的应力。此外,两个塔筒的第一阶固有频率均超过叶片激励频率10%,不会发生和叶片的共振,为预应力混凝土塔筒的工程应用提供了理论依据。     

内置碟簧自复位钢筋混凝土剪力墙拟静力试验及损伤分析

为了减小钢筋混凝土剪力墙在地震后的损伤和残余变形,提出了内置碟簧自复位钢筋混凝土剪力墙(self-centering RC shear wall with disc spring devices,SCSW-DSD),通过在墙脚两侧安装碟簧装置为墙体提供恢复力并保护墙脚处混凝土。对1片SCSW-DSD和1片普通混凝土剪力墙进行了拟静力加载试验,对比分析了两者的滞回性能、水平刚度退化、残余位移及损伤演化过程。结果表明：相比普通混凝土剪力墙,SCSW-DSD的水平荷载-位移曲线无下降段,承载力略降低,但SCSW-DSD最大加载位移角达到了3%,最大加载位移提高了44.4%,具有较好的变形能力;在相同加载位移下,SCSW-DSD的残余位移均较普通混凝土剪力墙的小,最大残余位移角减小约65.8%,具有良好的自复位性能;SCSW-DSD裂缝发展较慢且数量较少,其约束边缘纵筋应变小于0.007,水平分布钢筋应变小于0.001,均较普通混凝土剪力墙的小,表明SCSW-DSD损伤程度较小。     

钢柱考虑损伤累积效应的强震下损伤演化规律

为精确描述钢材在地震作用下强度和刚度退化规律,在考虑Bauschinger效应的K&K模型基础上,引入一种基于连续损伤力学原理的损伤模型,并定义相应的失效准则。通过与已有试验结果对比,验证了引入损伤模型和失效准则后的修正K&K模型能有效提高钢柱在地震作用下动力响应的模拟精度。考虑材料损伤累积效应,钢柱竖向承载力显著降低,柱顶处产生较大的峰值位移和残余位移。运用修正K&K模型,对空心带肋钢柱在强震作用下的损伤演化规律进行分析,结果表明,钢柱损伤在峰值加速度出现时段内发展迅速,并且随地震强度的增大而增大,钢柱的破坏模式为弯曲破坏。图11表5参13