底层柱刚度对框架结构抗震性能的影响

利用有限元软件SAP 2000,采用"串并联多质点体系"振动模型,对多维地震作用下的钢筋混凝土框架结构进行了弹性时程分析,通过改变底层柱截面尺寸,研究了不同的底层柱刚度对框架结构在多维地震作用下抗震性能的影响.研究结果表明,多维地震作用下,底层柱刚度在一定变化范围内增大,层间剪力和层间加速度等逐渐变大,但是层间位移和楼层顶点位移逐渐变小.     

节点域刚度对装配整体式混凝土框架结构抗震性能的影响研究

装配整体式混凝土框架结构是目前国内外研究和应用最多的工业化结构体系之一,其梁柱连接节点域的刚度对框架结构整体抗震性能有重要影响。为此,研究了装配整体式混凝土框架结构节点域刚度的数值模拟方法,开展了四种节点域刚度下装配式混凝土框架结构的弹塑性时程分析;在此基础上详细考察了四种节点域刚度下整体结构的振动特性、动力响应、耗能性能和构件性能状态等。分析结果表明:装配整体式混凝土框架结构抗震计算时应考虑节点刚域的影响。不考虑节点刚域将对屈服机制和性能水平等整体弹塑性性能有较大影响,从而为进一步研究装配式混凝土框架结构的整体性能分析提供参考。     

基于疲劳试验数据的风电叶片刚度退化分析

玻璃纤维复合材料风电叶片的刚度退化是叶片力学性能疲劳变化的重要体现,以叶片疲劳试验数据为依据,对叶片进行刚度退化分析.基于复合材料层合板的疲劳破坏机理,将叶片结构等效简化为一端固定一端自由的悬臂梁,基于悬臂梁模型建立叶片的应力-应变分析模型,通过对叶片的疲劳试验数据的处理,实现叶片疲劳试验下的刚度退化规律分析.结果表明:在疲劳试验中叶片承受了20 a设计寿命的等效疲劳振动次数后,尚未失效.同时在该疲劳试验过程中,薄弱纤维断裂与基体裂纹饱和引起了纤维排布的改变,导致了叶片疲劳过程中出现了刚度略微上升的现象.     

框架结构梁柱构件转动约束刚度精确解研究

钢框架中梁柱构件的转动约束刚度是重要的参数。它在钢框架构件耐火极限计算及抗火设计中有很重要的应用。以一个典型4跨6层纯框架为例,用有限元方法计算了该框架结构所有梁柱构件的转动约束刚度,并且对各种约束刚度的影响因素进行了分析。     

基于纤维静强度分布的层合板刚度退化模型

本文从纤维静强度分布函数出发,建立了单层板和层合板中纤维断裂的扩展模型,分析了不同载荷水平下纤维断裂的发展历程及趋势。计算结果表明,纤维断裂的演化过程是与外载荷紧密相关的,同时也与纤维本身强度的分散性有关。静强度不足是影响纤维断裂的重要因素,因此,分析层合板弹性性能的退化应该同时考虑基体裂纹和纤维断裂两种损伤影响。     

基于有效刚度的空间框架结构几何非线性分析

利用考虑轴力影响的单元弯矩-转角关系,通过修改常规三维杆系弹性有限元的局部刚度矩阵,提出了空间钢筋混凝土框架结构基于有效刚度的几何非线性有限元分析方法,并提出了确定柱初始轴力的简化方法.将该方法计算结果与我国规范GB 50010—2010和美国规范ACI 318-11计算结果进行了比较,结果表明,采用该方法计算一般只需两次迭代即可得到满足工程精度要求的结果;如果采用简化方法近似确定的柱轴力,则不再进行迭代也能得到很高精度的结果.对于规则的框架结构,该方法计算结果与我国规范和美国规范的计算结果接近;对于不规则框架结构,该方法计算结果比我国规范和美国规范的计算结果大.     

碳纤维加固梁二次受力性能的研究

经过试验，对用碳纤维加固的二次受力钢筋砼梁的破坏特征、屈服弯矩、极限承载力、刚度等进行了研究与分析。     

外墙挂板的混凝土框架结构抗震性能试验研究

为研究外墙挂板对结构抗震性能的影响,重点考察外墙挂板对结构水平刚度、承载力及变形能力的影响,进行了3榀足尺混凝土框架结构的低周往复荷载试验.3榀框架分别为纯现浇混凝土框架结构模型、外墙挂板与框架梁连接模型及外墙挂板与框架梁及框架柱均连接的模型,试验中结构的最大层间位移角达到1/16.试验结果表明:3个试件都具有稳定的滞回性能及良好的延性;外墙挂板与框架柱脱开后,对结构承载力的影响可以忽略;外墙挂板对结构的初始刚度存在显著影响,并且外墙挂板与框架梁柱均相连时远大于外墙挂板仅与框架梁相连时对结构刚度的提高效果;结构的最大层间位移角达到1/16时,外墙挂板与梁连接处仍未出现明显破坏现象,并且外墙挂板整体保持完好,说明在大震下结构发生大变形时外墙挂板与主体结构的连接能够满足要求.     

方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构受力性能有限元分析

基于一榀两跨三层方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构的低周往复荷载试验,应用ABAQUS软件建立相应的有限元模型并对模型正确性进行了验证,利用该模型研究了轴压比、核心混凝土强度等级、钢管屈服强度、左右侧梁高比以及柱截面宽厚比对方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构受力性能的影响。结果表明,方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构的设计符合“强柱弱梁,强节点弱构件”的抗震设计原则;当轴压比大于0.6时,框架结构延性明显变差;当核心混凝土强度等级提高至C50后,框架结构的承载力主要取决于钢管强度;随着钢管屈服强度的提高,框架结构的峰值荷载和破坏荷载均不断增大;左右侧梁高比的变化对框架结构的侧向承载力和弹性阶段的受力情况均有影响;框架结构的刚度和承载力均随柱截面宽厚比的增大而逐渐减小。     

填充墙对框架结构体系抗震性能影响的研究

以填充墙与框架结构共同作用为机理,通过分析在水平力作用下各类填充墙-框架结构体系的层间侧移刚度,探讨填充墙对框架结构动力特性的影响程度.结果表明,填充墙-框架结构体系的侧移刚度比纯框架有不同程度的提高,在工程设计中应充分考虑这种影响,使框架结构在地震作用下的计算结果更加符合实际情况,提高结构设计的安全性与经济性.     

简谐激振作用下框架结构刚度识别

该文阐明了简谐激振法的识别原理。将框架结构简化为串联多自由度体系,对该体系的运动微分方程进行傅里叶变换,得出刚度识别公式,在此基础上进行了计算机仿真分析。结果表明,该方法能较准确地识别结构的刚度参数,具有良好的容错性,在结构动力检测方面具有一定的应用价值。     

地下室侧向刚度对多高层框架结构的影响

为了分析讨论地下室侧向刚度对多高层框架结构的影响,本文首先建立了地下室楼层的侧向刚度与相邻上部楼层侧向刚度比(以下简称刚度比)从0.5~5.0变化时的分析模型.通过研究分析不同模型下结构的周期、位移及内力的变化,同时对比地下室顶板嵌固时的情况,得到刚度比的变化对结构特性的影响.然后考虑结构在大震作用下的Pushover分析,来进一步说明刚度比的变化对多高层框架结构的影响,从而得出相关结论.     

水平荷载作用下空腹巨型框架受力性能研究

根据截面惯性矩相等的原则,推导了空腹巨型框架等效截面高度系数以及材料用量比。以12层巨型框架为例．对比计算了实腹结构与空腹结构的自振周期、振型及位移、内力,并探讨了刚域与次框架对结构受力性能的影响。结果表明．空腹巨型框架结构自振周期较小,抗侧移刚度提高,侧移较小,且抗侧移刚度、侧移与内力突变较小,有利于增加使用空间,节省材料：刚域使得结构自振周期减小,侧移减小,次框架的存在大幅度地减少了结构侧移。     

拱支网壳结构的力学性能分析

拱支网壳结构体系是在综合了网壳（网架）及拱结构等优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式,在理论分析和模型试验研究的基础上,对该结构体系的力学性能进行了分析,并比较其经济性指标。研究结果表明,由于拱结构的参与,该杂交绘声结构的受力性能得到明显改善,使得该结构体系具有更广阔的应用前景。     

预制混凝土框架结构体系研究进展

按节点核心区构造方案的不同,预制混凝土框架结构总体上可分为现浇节点核心区预制混凝土框架结构和预制节点核心区预制混凝土框架结构两类。通过对国内外相关研究成果的系统调研,总结了工程中常用预制混凝土框架结构的构件连接与节点核心区的构造特点、受力性能("等同现浇"或"非等同现浇")及设计原则。在此基础上,介绍了目前国内外有关预制混凝土框架结构体系的技术标准,并进一步展望了预制混凝土框架结构体系的研发工作。     

底框结构上部刚度对不均匀沉降影响的研究

为了解上部结构刚度对底框砌体房屋不均匀沉降的影响,运用有限元分析软件ANSYS对某真实房屋建立三维空间模型,通过改变上部墙体弹性模量而进行3个工况的对比,对得到的柱脚沉降进行分析,发现柱脚沉降与上部墙体弹性模量的关系呈现一定规律.提高第2层墙体刚度改善不均匀沉降效果明显,而提高第2层以上其他墙体的刚度对改善不均匀沉降效果不明显.     

基于刚度退化和纤维单元的RC构件损伤模型

为了评估钢筋混凝土(RC)构件的损伤状态,在Maltab中建立了基于刚度退化和纤维梁柱单元的损伤模型.首先在OpenSees中建立基于纤维梁柱单元的构件、结构数值分析模型,将分析模型所得到的纤维应力、应变值导入在Matlab中所建立的损伤模型,并计算纤维、截面、构件的损伤值.所建立的损伤模型使用再加载刚度退化定义混凝土纤维的损伤,使用低周疲劳准则定义钢筋纤维的损伤,使用塑性应变定义预应力筋的损伤,并分别使用截面抗弯刚度退化、杆端抗弯刚度退化评估截面、构件的损伤.最后,选取循环荷载作用下的一榀预应力混凝土框架结构试验,对所建立损伤模型的适用性进行验证.结果表明:该损伤模型不仅可以准确地预测构件的损伤状态,而且可通过刚度组装和静力凝聚方法在各层次损伤指数间建立紧密的联系.此外,所建立的损伤模型将来可被嵌入OpenSees,直接实现针对混凝土构件和结构的损伤评估.     

考虑变刚度的高层建筑结构空间协同分析

为了对高层建筑结构进行抗震优化分析,提出考虑变刚度的高层建筑结构空间协同分析简化方法.利用等效柱模型,以楼层划分单元,对结构进行分析,每个结点只有2个自由度.采用该方法可使整个结构自由度大大减少,并适用于刚度多阶变化的情况.用该文的方法分析变刚度高层结构简便、合理,并能用于实际工程.     

弱梁法优化多层框架结构侧向刚度

为满足建筑抗震设计规范对混凝土框架结构侧向刚度规则性的要求,分析了柱侧向刚度修正系数与梁线刚度的关系.以5榀4层单跨平面框架为研究对象,比较了各层的侧向刚度.验证了通过小幅度弱化底层梁,稍大幅度弱化底层以上其余3层梁,可将底层侧向刚度提高至不小于其上层侧向刚度70%以及不小于其相邻上3层侧向刚度平均值的80%的事实,该思路可供结构工程设计人员参考.