高层组合框架-混凝土筒体结构推覆分析

针对高层混合结构中适用于推覆分析的剪力墙单元与型钢混凝土构件塑性铰等问题进行研究,利用三垂直杆元模拟剪力墙,各杆元分别考虑剪力墙轴向、剪切与弯曲变形;根据型钢混凝土构件截面承载力与变形能力,给出了反映截面弯矩与转角关系的型钢混凝土构件塑性铰特性值计算方法;应用MIDAS/GEN软件作为弹塑性分析工具,采用改进的剪力墙单元模型,自定义型钢混凝土构件塑性铰特性值,对30层高混合结构进行推覆分析,并与模型试验结果对比,结果表明：推覆分析所得基底剪力-顶点位移曲线与试验结果较符合,各构件塑性铰分布及状态与模型试验的裂缝分布及破坏模式符合较好,能够反映出混合结构各构件变形和结构整体承载力变化过程.     

薄柔H形截面钢构件在横向冲击下的局部屈曲破坏

通过理论与有限元模拟相结合的方式研究了薄柔H形截面钢构件在横向冲击荷载作用下的局部屈曲变形。首先利用塑性铰线理论建立了受横向冲击荷载作用下刚塑性H形构件局部屈曲的理论模型,得到了构件的能量吸收与塑性铰转角的关系、局部变形、耗能等,并通过有限元模拟进行了验证;随后利用该理论模型重点分析了构件截面几何尺寸对平均力、能量吸收、比吸能等评价构件抗冲击性能的主要指标的影响。研究结果表明该模型可以较为准确地描述薄柔H形构件的局部屈曲破坏,能够更好地预测工程上类似结构的最终变形及能量吸收,为该类构件的抗冲击设计提供了理论支持。     

空间钢框架结构的二阶渐进弹塑性分析

给出了空间钢框架结构几何非线性有限元列式，可以直接考虑单元的轴向扭转屈曲效应；在此基础上采用塑性流动理论并应用Orbison屈服面方程，得到了空间钢框架塑性铰分析的弹塑性刚度矩阵，用以对空间钢框架结构进行二阶弹塑性分析并可以考虑单元内塑性的发展和内力的重分布；在单元内部采用截面内力跟踪技术以考虑单元内部形成塑性铰的情况．给出的几个算例，说明该方法计算效率高，精度可靠，可以用于大型空间钢框架结构的高等结构分析。     

结构的二阶渐进弹塑性分析

提出一种渐进弹塑性铰模型，考虑构件塑性的渐进变化，构件的塑性发展通过弹簧的刚度变化来模拟，理论分析说明能在一定程度上弥补塑性区方法和塑性铰方法在工程分析中的不足，给出的算例说明了该模型有较大的实用价值。     

基于Hillinger-Reissner变分的混合单元的开发与应用

基于Hellinger-Reissner变分建立了一种用于几何和材料非线性分析的混合单元,采用位移形函数和考虑二阶效应的内力形函数对截面位移和截面内力进行插值,建立混合控制微分方程;通过静力凝聚消除单元节点力未知量得到单元刚度矩阵和单元内力.单元状态确定过程中,截面层次的平衡方程和单元层次的协调方程均通过引入非线性迭代算法以消除残余误差,从而减少结构层次的迭代次数.混合单元结合纤维截面模型用于钢管混凝土(CFST)构件的数值分析,结果表明:相对于刚度法和柔度法单元,基于Hellinger-Reissner变分的混合单元可以更加准确地反映构件的几何和材料非线性,非线性迭代算法用于单元状态确定具有良好的计算效率和数值稳定性.在此基础上对影响CFST构件几何非线性的主要参数进行了分析.     

基于改进IMK滞回规则的弯矩-曲率退化模型研究

提出一种基于改进IMK(Modified Ibarra-Medina-Krawinkler,ModIMK)滞回规则的RC柱弯矩曲率模型,并用于定义OpenSees中Beam With Hinges单元塑性铰区的截面.提出的RC柱截面弯矩曲率骨架曲线为三折线模型,给出了骨架曲线关键点计算方法.对62根RC柱试验值与计算值进行统计分析发现,其对RC柱屈服位移和纵筋屈曲时的位移都能进行准确地预测.采用的ModIMK滞回规则能考虑强度和刚度退化,以此模拟在反复荷载下塑性铰区强度和刚度退化.对RC柱低周往复试验和振动台试验的数值模拟与分析结果表明,所建立的弯矩曲率模型结合塑性铰单元可准确地模拟RC柱在地震下的响应.     

带翼缘钢筋混凝土剪力墙塑性铰长度研究

为了满足建筑功能的需求，正交方向布置的一字形墙通常被连接成一体，形成不同截面形式的带翼缘剪力墙．T形截面剪力墙作为其中最典型的墙肢组合形式，其截面的不对称性会导致不同受力方向下的变形性能和塑性铰长度存在明显差异．为了揭示T形截面钢筋混凝土(RC)剪力墙塑性铰的形成和发展机制，建立了T形墙精细化有限元分析模型．在验证模型有效性的基础上，通过分析T形墙沿高度方向的应变和曲率分布，定义了T形墙塑性铰长度的取值方法，进而分析了塑性铰长度在全过程受力中的变化规律，并结合T形墙的损伤机理和截面应变分布详细阐释了不同设计参数对塑性铰长度的影响．研究结果表明：T形墙在翼缘受拉方向的塑性铰长度主要由受压混凝土的压碎范围决定，且取值相对较小，在整个加载历程中呈现先快后慢再快的增长趋势；而翼缘受压方向的塑性铰长度完全由受拉钢筋的屈服范围决定，其增长速率呈现不断减小的趋势．基于参数分析结果，提出了一种考虑弯矩梯度、剪切效应和纵筋滑移贡献的T形墙塑性铰长度简化计算公式．通过与试验结果的比对，验证了简化公式的准确性．所提公式符合T形墙的变形特征，且可应用于L形墙．研究成果可为带翼缘面RC剪力墙基于变形的抗震设计和...     

Push-over方法具体实现中的几个问题讨论

本文就Push—over方法具体实现中涉及的分析模型、加载方式、构件截面的屈服内力以及停止加载的条件等问题进行了讨论，提出用逆推法一次确定产生塑性铰的等效水平力，推导出在竖向力和水平力共同作用下杆件截面的屈服内力计算方程。     

钢筋混凝土压弯构件塑性铰的试验研究

本文进行了27根钢筋混凝土压弯构件的试验,研究了轴压比、剪跨比和配筋率对塑性铰性能的影响,提出了钢筋混凝土压弯构件截面屈服曲率、极限曲率、塑性铰转角和塑性铰等效长度的计算公式,计算结果与试验结果符合良好。     

Y形偏心支撑钢框架SAP2000非线性分析模型

为研究Y形偏心支撑钢框架结构的弹塑性性能,根据剪切耗能梁段恢复力特性和钢框架的力学性能,提出符合抗震规范的耗能梁段独立剪切铰参数的定义方法,建立Y形偏心支撑钢框架SAP2000非线性塑性铰分析模型.通过3个模型试件在循环荷载下的骨架曲线和有限元分析的PUSHOVER曲线的对比,论证模型的合理性.结果表明,本文提出的改进塑性铰模型能够较为合理地反映Y形偏心支撑钢框架结构的非线性性能.