RC核心筒地震损伤模型研究及损伤评价

RC核心筒是高层混合结构中应用广泛的结构单元体系,为体现构件损伤向结构损伤迁移转化的多尺度效应,基于数值模拟方法,在分析构件耗能权重的基础上,建立了结构单层地震损伤模型;通过对结构单层损伤与整体结构破坏之间的关系进行分析,采用位置权重系数与结构单层损伤指数权重系数二者组合的形式作为结构层损伤权重系数,建立了能够反映构件损伤、楼层损伤以及整体结构损伤三者之间迁移演化规律的RC核心筒地震损伤模型,并给出了RC核心筒的损伤状态及相应的损伤指数范围.计算结果与试验结果的对比表明,建立的地震损伤模型能够较好地描述核心筒结构的地震损伤演化过程与损伤程度,并反映构件损伤、局部结构损伤以及整体结构损伤三者之间迁移演化规律,研究结果可为混合结构抗震性能评估提供参考.     

基于多元增量动力分析（MIDA）方法的RC核心筒结构地震易损性分析

RC核心筒结构在水平双向地震荷载作用下,结构地震响应的耦合作用会严重削弱筒体的变形能力和延性性能,加剧筒体结构破坏程度。本文引入地震动入射角来模拟结构可能遭遇到的更为客观、实际的水平双向地震激励,基于传统IDA方法,采用拉丁超立方体网络抽样法考虑地震动强度及地震动入射角对结构的共同影响,提出了多元增量动力时程分析(MIDA)方法。基于MIDA方法,利用有限元分析软件Perform-3D对20层RC核心筒结构进行多元增量动力时程分析,获取了能反映结构抗震性能的MIDA曲线,并基于性能定义出结构的四个极限性态点,进而获得结构的地震易损性曲线,对结构的易损性能进行了分析和评估。     

低周反复荷载作用下型钢高强高性能混凝土框架梁损伤试验研究

为了研究地震作用下型钢高强高性能混凝土框架梁的损伤演化过程,对5榀不同含钢率、配箍率下型钢高强高性能混凝土框架梁试件进行了低周反复加载试验。分析了框架梁的破坏形态以及裂缝开展模式,得到了低周反复荷载作用下框架梁的荷载-位移滞回曲线和骨架曲线,研究了不同含钢率、配箍率下框架梁的刚度退化、强度衰减、延性性能、耗能能力等方面...     

锅炉钢框架抗震结构的多目标多级优化设计

电站锅炉钢架是一种大型复杂的钢结构。将多目标和多级优化设计理论应用于锅炉钢框架的抗震设计中,从安全性和经济性的角度对锅炉钢框架的优化设计进行了研究,通过优化得到一个既经济又安全的合理结构。用两级优化来完成锅炉钢框架抗震结构的优化过程,第一级优化考虑到承载力要求,根据规范提出了强度、刚度、稳定性等方面的约束条件,采用复形法以构件截面尺寸作为设计变量,将结构的整体位移目标函数作为第一级优化目标。第二级优化在第一级优化结论的基础上进行选优,参考规范截面最小尺寸、长细比等要求提出约束条件,利用罚函数法,以截面尺寸作为设计变量,将用钢量作为目标函数进行最优计算,得到一个在满足最大侧移情况下用钢量最小的结构设计方案。最后以某锅炉钢框架实例进行优化分析,并从工程造价,结构抗侧移能力等角度对优化前后的锅炉钢框架结构进行了对比分析,研究结果表明本文提出的理论和方法可以计算锅炉钢框架在最大侧移情况下的最优用钢量,研究结果可供工程设计参考。     

C-Mn钢板焊接工艺与性能研究

研究了焊接热输入对C-Mn钢板焊接接头宏观形貌、微观组织、显微硬度和冲击性能的影响,建立不同焊接热输入下组织演变与性能之间的对应关系。结果表明,随着焊接热输入的提高,C-Mn钢板焊接接头熔深逐渐增加。当焊接热输入小于165 J/mm~2时,钢板未完全焊透。热输入为75 J/mm~2和95 J/mm~2时,焊缝区主要由马氏体组成,而在热输入为125~225 J/mm~2时,焊缝区主要由马氏体、贝氏体和铁素体组成。焊接热输入为225 J/mm~2时钢板焊接接头的峰值硬度相较焊接热输入为75 J/mm~2时下降了约17%。C-Mn钢板适宜的焊接热输入为125~165 J/mm~2。     

低周反复荷载作用下型钢高强高性能混凝土框架柱损伤试验研究

为了研究地震作用下型钢高强高性能混凝土框架柱的损伤演化过程,通过改变轴压比、体积配箍率、含钢率、加载制度对12榀型钢高强高性能混凝土框架柱试件进行了低周反复加载试验,得到了试件经历不同次数循环加载后其极限承载、变形和极限耗能能力的变化规律,并从损伤的角度系统地分析了不同设计参数及加载制度对试件荷载-位移曲线、骨架曲线、刚度和强度退化、变形能力、滞回耗能等的影响。研究结果表明,试件的损伤过程可以分为无损、损伤稳定增长、损伤急剧增长三个阶段;随着循环次数和位移幅值的增加,试件损伤逐渐累积,使其刚度、强度不断退化,耗能能力以及极限变形能力不断降低;与变幅循环加载相比,常幅循环加载下试件的损伤演化过程较为缓慢,滞回耗能总量相对较大。研究结果为进一步建立能够描述型钢高强高性能混凝土框架柱损伤程度的地震损伤模型,揭示损伤对框架柱力学性能的影响提供试验支持。     

RC剪力墙地震损伤试验研究

为了研究地震作用下RC剪力墙的损伤演化过程,通过改变轴压比、边缘配箍、混凝土强度和加载方式,对9榀RC剪力墙试件进行单调与低周反复加载试验,考察试件经历不同次数循环加载后其损伤及其力学性能的变化规律,从损伤的角度分析不同设计参数及加载方式对试件荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化、变形能力、累积滞回耗能等的影响,同时探讨试件残余变形与位移幅值的关系。结果表明,随着循环次数和位移幅值的增加,试件损伤逐渐累积,使其刚度、强度逐渐退化,耗能能力以及极限变形能力不断降低;变幅循环加载下试件的损伤发展呈先缓后急的特点,而常幅循环加载下试件的损伤演化过程较为缓慢,损伤发展速率较为平稳。研究结果为进一步建立能够描述RC剪力墙损伤程度的地震损伤模型,揭示损伤对RC剪力墙力学性能的影响提供试验支撑。     

中高层生态复合墙体正截面压弯承载力分析

为了提高墙体的水平承载力和改善其抗震性能,将传统生态复合墙结构与混凝土竖向约束构件有机结合提出中高层生态复合墙混合结构体系。根据中高层生态复合墙体实际压弯状态下的受力特性及墙体的特殊构造形式,提出墙体合理的简化计算模型;基于平截面假定,结合材料本构模型及几何关系,建立中高层生态复合墙体正截面压弯承载力计算的等效矩形应力图形,推导墙体正截面压弯承载力实用计算公式,并对前期试验墙体进行极限承载力分析。理论和试验表明:该公式概念明确、计算简单,可用于指导中高层生态复合墙体混凝土竖向约束构件的配筋。     

混凝土双轴拉-压综合随机损伤本构关系研究

实际工程中的混凝土结构大多处于复杂应力状态,该文考虑混凝土组成材料物理性能的差异及横向变形性等特点,基于混凝土单轴受拉弹簧-摩擦块细观单元,建立混凝土双轴拉-压随机损伤细观模型。在双轴拉-压荷载组合作用下,根据混凝土破坏过程中的能量守恒原理,分别建立超高强高性能混凝土、普通混凝土及高强混凝土综合随机损伤本构关系,并针对损伤本构函数进行多参数灵敏度分析。通过理论值与试验结果的比较,验证了提出的随机损伤本构关系的有效性。     

SRHSHPC框架结构地震损伤试验研究

基于一榀型钢高强高性能混凝土(SRHSHPC)框架结构试件拟静力试验,观测了SRHSHPC 框架结构在低周反复荷载作用下的裂缝开展和破坏模式,得到了框架结构的荷载位移曲线和骨架曲线,通过对试验现象的分析,揭示了SRHSHPC框架结构中梁、柱构件损伤与结构单层破坏之间的关系,引入节点位置权重系数,建立了结构单层地震损伤模型;通过对结构单层损伤与整体结构破坏之间的关系进行分析,建立了SRHSHPC框架结构地震损伤模型。计算结果与试验结果的对比表明:该文所建立的地震损伤模型能够较好地描述SRHSHPC框架结构的地震损伤演化过程与损伤程度,并反映构件损伤、局部结构损伤以及整体结构损伤三者之间迁移演化规律。