考虑节点非弹性变形的RC框架地震反应分析

钢筋混凝土梁柱组合体试验结果表明节点内纵筋滑移和节点剪切变形对组合体的抗震性能有明显影响,但框架的非弹性地震反应分析一般忽略了节点非弹性变形的影响.为了模拟节点区非弹性变形的影响,在纤维模型基础上采用在梁端附加零长度截面单元的方法,并通过σ-s本构模型考虑节点内梁纵筋粘结滑移,以及通过σ-sslip-shear本构模型同时考虑节点内纵筋滑移和节点剪切变形.考察了典型平面框架在罕遇地震下的非线性反应,对比分析了节点非弹性变形对框架整体和局部反应的影响.结果表明,考虑节点非弹性变形之后结构的最大顶点位移、最大层间位移角将增大或仅略有变化,梁端、柱端塑性铰数量将减少,梁、柱的转角延性需求总体而言将减小;地震作用下框架节点距离剪切失效尚有一定安全储备.框架地震反应大时忽略节点非弹性变形将导致明显误差,地震反应较小时可采用不考虑节点非弹性变形的常规有限元分析模型.     

柱端弯矩增大系数对PC框架结构

根据我国现行《预应力混凝土结构抗震设计规程》(JGJ 140-2004),以设防烈度为8度(0.2 g)地区的多跨多层预应力混凝土框架结构柱端弯矩增大系数为研究对象,对其合理取值问题进行了探讨.在SAP2000与PERFORM-3D软件中,采用局部纤维铰梁单元,对6个PC平面框架建立了弹塑性分析模型,并对其进行了静力弹塑性分析(Pushover分析)与动力弹塑性时程分析.计算结果表明:按照现行规范设计的PC框架,基本上可以满足8度区罕遇地震作用下的抗震要求,但是结构在大震作用下形成的是以底层柱端出铰为主的梁柱铰屈服机制,对结构抗震不利;随着柱端弯矩增大系数的增加,结构的局部构件抗震性能以及屈服机制均有很大程度的改善,当边柱和中柱的柱端弯矩增大系数分别增加到2.0,1.8时,预应力混凝土框架结构能够实现对结构抗震有利的以梁出铰为主的梁柱铰屈服机制,甚至是梁铰屈服机制.因此,建议在进行预应力抗震技术规程的修订时,适当提高框架结构柱端弯矩增大系数的取值.     

柱端弯矩增大系数对PC框架结构抗震性能影响的研究

根据我国现行《预应力混凝土结构抗震设计规程》(JGJ 140-2004),以设防烈度为8度(0.2g)地区的多跨多层预应力混凝土框架结构柱端弯矩增大系数为研究对象,对其合理取值问题进行了探讨.在SAP2000与PERFORM-3D软件中,采用局部纤维铰梁单元,对6个PC平面框架建立了弹塑性分析模型,并对其进行了静力弹塑性分析(Pushover分析)与动力弹塑性时程分析.计算结果表明:按照现行规范设计的PC框架,基本上可以满足8度区罕遇地震作用下的抗震要求,但是结构在大震作用下形成的是以底层柱端出铰为主的梁柱铰屈服机制,对结构抗震不利;随着柱端弯矩增大系数的增加,结构的局部构件抗震性能以及屈服机制均有很大程度的改善,当边柱和中柱的柱端弯矩增大系数分别增加到2.0,1.8时,预应力混凝土框架结构能够实现对结构抗震有利的以梁出铰为主的梁柱铰屈服机制,甚至是梁铰屈服机制.因此,建议在进行预应力抗震技术规程的修订时,适当提高框架结构柱端弯矩增大系数的取值.     

普通钢筋混凝土规则框架的弹塑性地震反应

利用自编的非弹性动力分析程序对严格按我国规范设计的不同烈度区规则框架结构进行了多波输入下的地震反应分析.结果表明,修订后规范加严小震作用下的层间位移角控制条件可明显改善结构在大震下的位移反应;按修订前、后规范设计的9度区框架在大震下均形成了以梁铰为主的塑性耗能机构,预计能较好满足预定的抗震性态要求;按修订前规范设计的8度区二级抗震等级框架在大震下形成了其塑性耗能机构以柱铰为主、并存在出现层侧移机构风险的不利反应状况,按修订后规范设计的8度区框架的反应性态有所改善,但形成的塑性耗能机构中柱铰仍然偏多,表明其柱抗弯能力增强措施仍有进一步提高的必要;7度区框架的抗震性态比8度区框架略好,但抗震措施对柱的保护仍然不够,其柱抗弯能力增强措施也宜进一步提高.     

高烈度区L型平面不规则多层框架结构隔震设计与研究

针对高烈度区L型平面不规则多层框架结构采用基础隔震技术进行了研究.采用ETABS软件对我国高烈度区L型平面不规则多层框架结构建立了精细化有限元模型,提出该结构基础隔震设计目标.对L型平面不规则多层框架结构进行了叠层橡胶支座的布置与选型.基于时程分析法,研究基础隔震效果.结果表明：L型平面不规则多层框架采用基础隔震技术能有效地降低上部结构的地震反应,大大提高结构的安全性;单向或者双向地震作用对该L型平面不规则多层框架隔震结构水平向减震系数的影响基本一致;双向地震作用与单向地震作用对比下,隔震层位移、叠层橡胶支座极大面压和极小面压均有所增加,但均满足规范要求.同时,为后续类似工程提供了依据和参考.     

整浇楼板对钢筋混凝土框架梁柱受力的影响分析

建立多个钢筋混凝土空间框架有限元模型,研究不同位置去除板格对结构框架梁柱受力的影响.考察各模型节点处梁柱塑性铰产生顺序,得到梁板组合作用对结构节点处梁柱塑性铰的影响规律.结果表明:去除板格位于框架梁负弯矩端时,因参与作用的板筋减少、梁端实际抗弯能力降低,节点负弯矩端的梁铰比去除前更早产生;去除板格位于框架梁正弯矩端时,因节点左右梁端弯矩分配系数发生改变,梁负弯矩端分配的弯矩增大使塑性铰比去除前更早产生;去除楼板处因楼板在结构平面内的约束作用减弱,通过影响柱顶侧移和反弯点高度使柱顶、柱底弯矩发生改变,并影响柱顶扭矩,从而影响框架柱端的塑性铰开展.     

大跨度混凝土悬挑空腹桁架结构地震响应研究

以某市规划展览馆工程为背景,对混凝土大跨度悬挑空腹桁架结构的地震响应进行详细分析研究。用有限元软件ANSYS和MIDAS,建立了包含框架柱、桁架、楼盖梁板的整体结构的空间力学模型,并对该模型作详细的反应谱分析和弹性时程分析。研究表明:结构X向、Y向布置未出现薄弱部位,双向地震作用耦合性不明显,结构的水平抗震性能良好;悬挑桁架竖向抗震能力较弱,且双向水平地震作用对悬挑端竖向位移的耦合性明显;悬挑桁架根部杆件的内力响应最大,为桁架抗震能力薄弱部位,地震影响不明显;悬挑桁架中部、端部杆件的地震影响显著,内力响应较小;进行抗震分析时,做双向水平地震、三维地震作用分析有其必要性。     

钢筋混凝土框架—剪力墙结构的空间非线性地震反应分析

提出了一种用于复杂形式钢筋混凝土框架－剪力墙结构空间非线性地震反应分析的方法。整体结构采用空间力学模型。梁柱构件采用可模拟双向弯矩及轴力相互作用的多弹簧杆单元模型。剪力墙采用可考虑中性轴移动的多垂直杆元模型，并将其进行改进，使之能较方便地用于空间分析。对一幢１０层含非平面剪力墙的框架－剪力墙结构进行了在强震作用下的非线性分析，结果证明了本文方法和所用单元的实用性。     

梁端水平加腋平面框架抗震性能分析

试验研究表明梁端水平加腋偏心节点随着腋宽的增加,梁与柱相交腋部抗弯能力提高,梁端塑性铰有向与等截面梁相交的加腋处转移的趋势。本文是基于以上研究,用有限元非线性方法对一榀有水平加腋的平面框架和一榀普通的平面框架在低周反复荷载作用下的受力性能进行分析,研究塑性铰从梁柱交界面发生转移后对框架的抗震性能的影响。     

双向地震作用下多层偏心结构的增量动力分析

以往的增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis, IDA)研究主要是针对单向地震下的对称结构,而对于地震动的多维性、结构偏心引起的扭转效应的影响则考虑较少。为此,设计了一幢5层的偏心结构模型,选取Taft双向地震记录为双向激励对结构模型进行多维增量动力分析。分析了结构在地震下的扭转效应对边缘框架反应的放大作用,并基于IDA能力曲线对结构模型进行多性能水准抗震评估。通过算例分析得到以下结论:基于IDA的结构抗震评估方法,概念清晰,操作简单;偏心结构在双向地震下的扭转效应会导致部分边缘框架的反应放大,且地震强度越大这种放大效应越明显;当考虑双向地震作用时,直接采用建议的双向IDA方法进行结构性能分析更具合理性。     

三维场景的运动分析及图像分割方法研究

提出一种利用三维场景模型对视频图像进行分析并实现图像分割的方法,利用图像序列的前两帧获得图像的深度映像,实现场景的三维网络描述,采用简单的线线算法获得运动参数,并对场景模型不断修正,实验结果表明,这种方法有交地实现了视频分割,目标跟踪以及VOP（视频对象平面）的构造。     

三维基础隔震结构多维地震反应的非线性分析

提出了一种铅芯橡胶碟簧三维隔震支座(3DB),它由铅芯叠层橡胶支座LRB和加有阻尼材料的碟形弹簧支座DSB串联组成,3DB能有效解决三维隔震支座竖向阻尼的难题,并可以有效地抑制摇摆,建立了3DB三维隔震框架结构多维地震反应的非线性分析模型及其运动方程,并以一栋平面为L形的五层3DB三维基础隔震框架结构为例,对其多维地震反应进行了计算机仿真分析,结果表明,本系统的三维隔震效果十分明显,地震反应降低了50％以上。     

多视点三维测量系统的全局标定方法研究

针对线结构光三维测量速度较慢和易发生遮挡问题，开发了一种多视点线结构光三维测量系统．并针对本系统提出了一种简易的基于线结构光的多目视觉三维测量系统全局标定方法，标定过程只需要一块可自由移动的共面靶标，即可将所有摄像机局部坐标系统一到光平面测量坐标系，实现多视点测量数据的自动拼接．实验表明，该方法方便易行，适合现场标定，同时满足系统精度要求．     

钢筋砼空间框架结构非线性地震反应分析的超级有限元方法

根据钢艋混凝土框架结构的受力特点,将楼板平面内刚度无限大的假这直接用于构造短超级单元减少了计算工作量,又保证了一定的精度,最后提出了空间框架结构非线性地震反应分析的高效实用方法。     

一种平行透视下的三维拾取方法

提出一种“针刺取点”的三维拾取方法,介绍了在平行透视模型中,将二维点输入设备在屏幕坐标系下得到的二维屏幕坐标,反算成其在物体坐标系下真实的空间三维价值的方法及其实现。相比于OpenGL所带的以机制,本方法精度高、适用性强,而且容易实现。     

散货船配载仪中完整稳性计算方法研究

为提高散货船配载仪中完整稳性计算精度,基于船舶三维设计数据对完整稳性进行了计算.首先通过对三维设计模型切片得到每个肋位处横剖面型值数据;然后对横剖面型值数据进行等距偏移模拟板厚,得到各肋位处的外板数据;再通过水线面与外板数据求交计算该浮态下的船舶参数;最后按照不同完整稳性计算方法计算复原力臂,绘制出不同载况下的船舶复原力臂曲线.以38 300t散货船RUI AN CHENG为例,分别采用固定纵倾法和自由纵倾法对其3个典型载况进行实例计算.结果表明,采用静平衡下的自由纵倾法与NAPA计算结果更为接近,复原力臂平均误差为0.003 7m,最大误差为0.009 4m,验证了基于三维设计数据进行完整稳性计算的准确性及可行性.     

磁流变阻尼器受控平面L形框架结构的多维减震

为分析加入磁流变阻尼器(MRD)框架结构的多维减震性能和扭转震动特性,采用MATLAB软件开发了未控和MRD受控平面L型框架结构的空间计算模型程序,在三向地震荷载作用下分别对未控和MRD受控模型进行了动力时程分析,对结构典型节点X、Y、Z向的位移时程响应、加速度时程响应、结构的各层位移、加速度、层间位移角以及空间扭转震动响应进行对比。结果表明：用MATLAB开发的未控和MRD受控平面L型框架结构的空间计算模型程序能有效计算结构的多维地震响应;MRD可以有效减小平面L型框架结构的多维位移和加速度时程响应;MRD可以有效减小平面L型框架结构的各层最大位移、加速度和层间位移角;合理地布置MRD能够稳定地发挥耗能作用,并能有效减小平面L型框架结构的扭转震动响应。     

ModalPushover的改进方法及误差评估

在对Modal Pushover方法的原理及误差进行评价的基础上,结合与整体目标位移延性系数相对应的钢筋混凝土框架构件刚度折减系数的合理取值,提出了Modal Pushover的改进方法.为考察高阶振型参与程度的影响规律,以10层和16层钢筋混凝土平面框架为例,将框架在7条地震动波不同峰值加速度作用下的非线性地震反应统计结果作为对比基准点,研究Modal Pushover方法、改进Modal Pushover方法的分析结果随框架周期、地震动强度增加的误差变化规律.研究表明,Modal Pushover方法、改进Modal Pushover方法的误差并不随着框架周期加大而增加,表明该方法能合理地考虑高振型参与反应的影响;框架非线性程度加深后,改进Modal Pushover方法可在一定程度上降低MPA(Model Pushover Analysi)方法的误差.     

基于仿射变换特征匹配的虚实注册方法

提出了一种新的基于仿射变换特征匹配的虚实注册方法,以解决基于平面自然特征的三维注册系统中的误差积累问题.该方法分为离线三维重建和在线实时注册两个阶段.离线阶段系统根据双目视觉原理建立平面坐标系,并根据用户指定的三点建立世界坐标系,同时利用仿射变换生成待匹配特征点的样本集合,供后续匹配过程使用.实时注册阶段,系统先将当前图像与样本集合做特征匹配以获取特征点间的对应关系,再利用上述对应关系恢复出当前帧与平面结构间的单应性关系,进而求取三维注册所需的变换矩阵.实验结果表明该方法是有效可行的,而且在克服误差积累方面较传统方法有明显改善.