基于增量理论的震损结构抗震性能评估方法

为了准确评估地震受损结构的抗震性能,基于模态弹塑性理论,提出了一种考虑结构动力特性的增量静力弹塑性分析方法(IDPA)。该方法结合动力时程分析方法和静力弹塑性分析方法的优点,对传统Pushover分析方法中结构在地震作用下的顶点目标位移确定方法进行了改进,同时考虑高阶振型影响,改进了传统方法中侧向力的加载模式;确定了建立地震受损构件抗震性能分析模型的方法,给出了IDPA方法针对地震受损结构抗震性能评估的实施步骤。将改进方法应用于某10层受损钢筋混凝土框架结构的抗震性能评估中,对比分析了传统方法和IDPA方法计算结果与时程分析计算结果的差异。计算结果表明,IDPA方法能够有效模拟损伤结构在地震作用下的真实反应,也能体现损伤结构再次遭遇地震作用时的非线性行为,特别是对于高阶振型影响明显的结构,IDPA方法能够获得较理想的评估结果。     

层间位移约束下高层框架支撑结构的单步优化法

从虚功角度将基于层间位移约束的高层建筑规则结构多约束优化问题转化为基于顶层整体转动的单约束问题,并提出了基于虚功的单步优化法.通过算例分析了单步优化法应用情况,并将其优化结果与SAP2000有限元分析软件优化结果进行对比.结果表明:针对层间位移约束,采用单步优化法用钢量节省约10%.     

浅谈高层建筑结构侧向刚度计算方法

为满足高层结构侧向刚度的抗震设计需求,通常需要开展高层建筑结构的侧向刚度计算工作。文章通过对现行的高层建筑结构侧向刚度进行讨论和分析,提出了针对不同工程条件下高层建筑结构侧向刚度的计算方法。进一步通过对实例验算分析,得到所提出的高层建筑结构侧向刚度计算方法具有良好的理论基础和应用前景,可为相关规范在计算高层建筑结构刚度方面提供参考。     

基于子结构方法的离散结构协同优化

针对复杂离散结构优化存在设计变量多、寻优困难等问题, 提出一种基于子结构方法的分解协调策略, 并采用基于子结构分解协同优化框架求解。将大规模结构分解为多个不重叠的、规模较小的子结构, 每个子结构对应一个学科。将原优化问题的设计变量、优化目标以及约束分配至各个学科。每一轮系统迭代中, 系统层仅进行一次完整结构的有限元分析, 学科层执行子结构优化和有限元分析。耦合状态变量由系统层输入, 在学科层作为定值。系统层进行整体结构分析后更新耦合状态变量值, 以协调学科之间耦合状态变量的差异。该方法将复杂的整体结构优化问题分解为多个并行、独立的子结构优化问题。算例表明: 相比于整体结构优化, 该协同优化方法显著降低了整体结构分析次数, 能够更加稳定地找到更优解。     

基于性能的平面不规则结构地震易损性分析

针对平面不规则框剪结构,提出基于性能的结构整体地震易损性分析方法。基于性能分析静力弹塑性,根据结构极限损伤状态定义平面不规则框剪结构层间位移角和层间扭转角的4个性能水平限值。通过弹塑性动力时程分析获得结构地震响应。根据超越概率的定义,分别计算层间位移角和层间扭转角极限状态下超越概率。结合地震峰值加速度及超越概率对一平面不规则框剪结构进行基于性能的地震易损性分析,绘制结构的易损性曲线,比较2个指标的易损性曲线,评估结构的抗震性能。研究结果表明：对平面不规则结构进行易损性分析时,应考虑扭转响应对结构的影响,防止高估这类结构的抗震性能。     

基于BCP方法的复合材料方向角优化的研究

基于一种新的双值编码的参数化方法(BCP方法),以结构柔顺度优化问题为例,研究了复合材料方向角的优化问题,并与传统的离散材料优化方法(DMO方法)在纤维方向角优化构型、刚度优化结果和计算效率上进行了比较。结果表明,BCP方法在纤维方向角优化构型和刚度优化结果上与DMO方法保持一致,但在单步计算效率和总计算效率上远远高于DMO方法。     

基于IDA的岸桥结构地震倒塌易损性研究

为研究岸桥结构在地震作用下的倒塌易损性,以两台典型岸桥为研究对象,分别建立岸桥在工作和非工作两种工况下的有限元分析模型.采用增量动力分析(IDA)方法,以门框构件失效和结构有限元计算失稳作为倒塌能力的判定准则,分析得到岸桥结构地震倒塌易损性曲线.结果表明:两种工况均适合以谱加速度作为地震动强度参数进行岸桥结构易损性分析;两台岸桥实例在不同工况下的结构倒塌易损性具有较明显的差异,建议将岸桥结构分为工作和非工作工况进行抗震性能研究,以提高分析的准确性.     

考虑地裂缝影响的连体结构地震动力响应分析

西安火车站东配楼为不规则连体结构,其质量与刚度分布差异较大,地震作用下的平扭耦合效应显著,不利于结构抗震,为研究地震作用下f₃地裂缝对该连体结构动力响应的影响,本文采用ABAQUS有限元软件分别建立了f₃地裂缝场地与无地裂缝场地的土体-结构耦合模型,对比分析了地震作用下结构的位移、加速度及扭转等响应。结果表明：地裂缝增强了地震的激励作用和连体结构的动力响应,由于大区各柱脚距地裂缝距离均不相同,因此大区的扭转响应显著提升,增幅达到了191.61%;在弹性与弹塑性阶段,连体结构的最大层间位移角分别为1/580和1/51,满足相关规范要求;大、小三角区的位移及加速度大致相同,表现出较强的平动耦联效应;而大跨桁架连廊采用滑动支座能有效释放连体结构的相对位移,并降低强震作用下大区与小三角区的扭转耦联效应;连体结构的薄弱层为1、2层,应进一步提升结构刚度。     

周期折减系数对地震作用的影响

框架结构、框架-剪力墙结构设计通常未考虑非承重填充墙对结构刚度的贡献,计算地震作用时,使地震影响系数中结构自振周期乘以周期折减系数来进行折减,从而使地震力放大.算例表明,周期折减系数减小0.1,框架结构和框架-剪力墙结构地震力分别增大约10%、5%-7%,层间位移角分别增大约11%、10%.周期折减系数取值不同不会影响...     

框架-剪力墙结构剪力墙中断的可行性模拟分析

通过设置剪力墙高度为模拟变量,运用NosaCAD软件对按照规范配筋的框架-剪力墙结构分别进行了罕遇地震与多遇地震作用下的结构模拟分析。假设罕遇地震下层间位移角的要求,与多遇地震下一致作为剪力墙中断是否可行的判断依据。基于中断剪力墙结构与全高结构的层间位移角对比分析,发现在ELCENTRO波作用下罕遇地震时,剪力墙只做到第五层时结构层间位移角超出依据,当只做到四层时出现多遇与罕遇地震下层间位移角同时超限,验证了假设的合理性,同时表明剪力墙中断的可行性。12层的框架-剪力墙结构可以在顶部适当的楼层对剪力墙进行中断到第6层。     

织物结构对增强复合材料层间断裂韧性的影响

采用粘贴片式双悬臂梁(DCB)试件和端部切口弯曲(ENF)试件研究了平纹织物的经纬纱密度对玻璃平纹织物/环氧树脂复合材料的Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂韧性的影响.实验结果表明,织物的密度对层间断裂韧性有显著的影响.提出了在织物增强复合材料层合板中,基体在织物孔洞中形成层间铆接,并研究了其与层间GⅠC和GⅡC的关系.     

地震作用下高层建筑结构的受力层间位移

根据地震作用下高层建筑结构的变形特点,提出了计算剪力墙构体重大受力层间位移的计算公式,并结合工程实例进行了分析,建议对墙,柱的最大受力层间位移角限值宜区别对待。     

基于两阶段加载模式的改进模态推覆分析方法

在模态推覆分析( MPA) 方法的基础上,提出了改进的模态推覆分析( IMPA) 方法; IMPA 方法克服了MPA 方法采用固定加载模式的不足,考虑对结构屈服前后采用分段的加载机制进行推覆分析; 并通过两个算例对IMPA 方法、MPA 方法计算得到的结构顶点位移和层间位移角与弹塑性时程分析结果进行了比较． 结果表明,IMPA 方法在评估结构地震反应时较MPA 方法在精度方面有了较大的提高．     

跨越地裂缝复杂连体结构动力响应分析

为研究地震作用下跨地裂缝复杂连体结构的动力响应,本文基于地裂缝的三维位移活动特征,将地裂缝蠕动变形量以初始位移形式施加在分析模型上,同时施加罕遇地震,分析地裂缝活动对上部结构在地震作用下的影响,重点考察了结构关键构件内力变化,结构的层间位移角,层间剪力等指标.分析表明:地裂缝沉降量的增加对上部结构的不利作用也随之增大,...     

某大底盘多塔楼高层建筑结构的抗震分析

结合工程实例,阐述了大底盘多塔楼高层建筑结构嵌固端位置的判断方法,采用Midas Building和SATWE两种有限元软件对结构自振特性进行计算分析与对比,并应用Midas Building结构分析软件对多遇烈度的不同地震波作用下结构整体以及各塔楼的反应进行了分析对比,结果均满足规范要求.     

一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法

为了研究位移和应力约束以及重量最小的结构拓扑优化问题,基于ICM（独立、连续、映射）方法和渐进结构优化方法的思路,提出了一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法．在优化迭代循环的每一轮子循环迭代求解开始时,为了控制拓扑设计变量的变化量,依据结构位移、应力量和其约束限,形成和引进了新的位移和应力约束限．研究了位移线性近似式和应力约束转换表达式,建立了单元删除阚值和几轮迭代循环的单元删除策略．为了确保优化迭代中结构非奇异和方法具有增添单元的功能,在结构孔洞和边界周围引入了一层人工材料单元,并建立了一套有效结构信息到结构最大设计域信息的映射转换方法．结合拉格朗日乘子法,改进了子循环迭代中连续拓扑变量的求解方法,形成了一种新的连续体结构的拓扑优化方法．给出的算例验证了该方法的正确性和有效性．     

偏心结构基于位移的抗震设计研究

以往基于位移抗震设计方法多以平面分析为前提,不考虑平面外的影响,而这与实际中结构在地震下反应的多维性存在较大差异,尤其对于平面复杂的偏心结构。针对此问题,给出了偏心结构基于位移的抗震验算及调整设计方法。将偏心结构在地震作用下最薄弱的位置作为控制点,以该点在各地震设防水准下的限制位移为目标进行结构验算及调整设计。通过算例说明了该方法的使用程序,并初步证明该方法具有一定的准确性。     

基于层间平均位移比的粘滞阻尼器布置方法

为提升粘滞阻尼器的减震效果,减少计算量,提出1种以各层间平均位移比为目标函数的粘滞阻尼器优化布置方法。即将各楼层在正负方向的最大层位移的平均值作为各层的层位移,以此计算各层的层间位移,通过各层间位移的比例来布置、分配粘滞阻尼器。不同布置方案下,案例结构中的粘滞阻尼器的响应对比结果表明,本文的布置方案在取得良好减震效果的同时,计算更为简便;相比于以层间位移比为目标函数的布置方法,采用本文的布置方法,结构的最大层间位移最大减震率、最大层间速度最大减震率、最大层间加速度最大减震率分别提高了109%、485%和441%。     

板柱-剪力墙结构中剪力墙合理数量的研究

板柱-剪力墙结构是一种新型的建筑形式,日益受到世界各国的广泛关注.而我国对此结构的研究还很少,尤其是在地震区使用该结构时,由于没有一个明确的最优化方法,工程师出于对结构安全性能的考虑会把剪力墙的数量设计的过多,没有充分利用剪力墙的承载能力,造成了一定的浪费.而且,目前针对该结构的研究并不成熟,经验较少,规范中也未明确给出其经济性指标.因此,进行结构设计时,在满足建筑使用功能的前提下,同时综合考虑结构的经济性和剪力墙的抗侧移能力,对板柱-剪力墙结构中的剪力墙的合理数量进行研究分析显得尤为必要.本文对建筑高度54m(层数为15层)的板柱-剪力墙结构在8度(0.2g)抗震设防烈度下,选用6种布墙率,分别对结构的抗震性能进行反应谱分析、弹性动力时程分析和静力弹塑性(PUSHOVER)分析.根据结构的周期比、剪重比、基底剪力、层间位移角以及塑性铰出铰情况,确定最接近规范限值的剪力墙布墙率.分析结果表明:在板柱-剪力墙结构中的剪力墙最佳布墙率为3%,此时的塑性阶段层间位移角为1/222.