钢筋混凝土框架结构延性设计

介绍了结构延性的概念,分析了结构延性的意义,总结了钢筋混凝土框架结构的设计原则.从梁、柱以及节点三个方面对钢筋混凝土框架结构的延性设计做了较系统的综述和讨论,以供工程设计参考.     

延性系数确定方法的探讨

对于没有明显屈服点ΔY的结构体系(或材料),可以采用模拟屈服过程法确定其延性系数。同时,提出了屈服过程比P,延性区间系数着,以及假想“屈服平台”的概念,并且尝试应用于工程设计中。     

水平地震作用下钢筋混凝土柱-钢梁组合框架整体性能研究

利用有限元软件分析了不同节点连接型式的多层钢筋混凝土柱-钢梁组合结构体系,在水平地震作用下整体受力性能。研究表明:不同节点连接方式对结构体系的动力特性影响较小,最大水平位移和层间位移均能满足相应的要求,大部分水平地震剪力由钢筋混凝土柱承担,因此能更好地发挥钢筋混凝土柱的抗侧力性能。这些研究结果为多层或高层钢筋混凝土柱-钢梁的结构设计提供一定的理论依据。     

地震作用下相邻结构碰撞对结构性能影响研究

在地震中,房屋结构间的碰撞是一种常见的震害,相邻结构高度相差较大时碰撞后果更为严重。采用简化的Hertz-damp碰撞模型,对两相邻8层和3层钢筋混凝土框架结构间的地震碰撞进行了数值模拟和参数研究.研究表明:碰撞对结构的位移、柱底剪力都产生了很大影响,并在楼层位置产生很大的碰撞力和加速度脉冲,间隙比和周期比是影响碰撞的两大重要因素.     

应用防屈曲支撑的多层框架结构减震分析

为分析采用防屈曲支撑对多层框架结构的减震效果,本文采用数值模拟,用有限元软件SAP2000建立多层框架整体模型。将PKPM和SAP2000所建模型进行质量、周期和楼层剪力计算结果的对比来确保所建立模型的准确,同时在SAP2000中进行结构在多遇地震和罕遇地震作用下采用防屈曲支撑后减震效果分析。结果表明:运用防屈曲支撑后的多层框架结构,在多遇地震作用下,层间剪力减震效果不很明显,而层间位移角有所减小,且在限值1/250之内;罕遇地震作用下,层间位移角在减震后X向、Y向均有明显减小,且满足规范要求。     

应用金属消能器的框架结构减震效果分析

为分析装设金属消能器的框架结构减震效果,采用数值模拟方法,运用有限元软件建立框架整体模型。为确保分析模型的准确性,分别将YJK、SAP2000模型计算所得到的质量、周期和层间剪力进行对比,利用SAP2000进行多遇和罕遇地震作用下减震效果分析。结果表明:应用金属消能器的框架结构,X、Y向结构附加消能比均达到3%左右,在多遇地震作用下,层间剪力和位移角均有所减小,综合最大减震率23.15%;在罕遇地震作用下,层间位移角有所减小,且满足规范要求。     

考虑竖向地震作用下摩擦摆基础隔震结构抗震性能分析

基于有限元分析软件SAP2000,结合某多层钢框架结构,建立传统抗震和摩擦摆基础隔震结构的有限元模型。输入地震波,在罕遇地震作用下,进行水平双向和不同竖向比例的三向地震反应对比分析。研究结果表明:摩擦摆基础隔震结构能延长结构自振周期,减小结构层间剪力、层间位移、梁和柱受到的轴力与弯矩,降低了水平及竖向地震的作用。随着竖向地震动增大,结构竖向层间位移增大,顶层竖向加速度增大,摩擦摆支座的竖向压缩位移和瞬时脱空位移增大,其中瞬时脱空现象均发生在角支座处,但远小于支座的啮合深度,不会影响结构的安全。     

环状粘弹层合悬臂薄壁圆柱壳的振动特性研究

文章采用传递矩阵法分析了悬臂边界条件下环状局部覆盖粘弹层合薄壁圆柱壳的振动特性。基于乐甫薄壳理论,结合粘弹性阻尼的变形协调关系和层间作用力关系,建立了基层和约束层薄壁圆柱壳的一阶状态微分方程,利用传递矩阵法推导了结构的整体传递矩阵,并通过高精度的精细积分方法进行求解,得到了固有频率、损耗因子和三维振型,探讨了约束阻尼层位置变化时对振动特性的影响,并通过有限元法进行了比较,通过算例验证了传递矩阵法对模态特性分析的有效性,前25阶模态以周向振动为主,最低阶固有频率对应的三维模态振型为(1,5),并且在悬臂端的振动位移最大,约束阻尼层覆盖位置对薄壁圆柱壳振动特性的影响较大。     

预制装配式RCS框架的抗震性能分析

RCS混合框架结构能发挥钢与混凝土两种材料各自的优点,为充分利用钢结构的装配优势,提出一种将预制装配式与RCS混合框架结构相结合的新型装配式RCS节点;在节点试验的基础上,基于开源软件Open SEES平台提出装配式RCS节点的建模方法,并对装配式RCS框架结构进行动力弹塑性对比分析;通过修改节点连接处的初始转动刚度,研究节点处半刚性行为对结构整体抗震性能的影响.分析表明:装配式RCS框架在8度罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角相对于普通RCS框架有所增加,但可以满足规范的抗震性能要求;节点连接的半刚性行为对装配式RCS整体结构受力性能有显著的影响,降低节点连接处的初始刚度对增大结构周期作用明显;当连接处节点的初始刚度在半刚性范围内变化时,结构的最大层间位移角与初始刚度的关系需通过屈服机制进行精细研究.     

高延性混凝土和扇形黏性阻尼器在云南农村危房改造中的应用

依据昭通市彝良县住建局收集的相关危房资料以及当地地理条件,首次在云南地区采用高延性混凝土构造带加固砖砌体结构、石结构以及采用扇形黏性栉固阻尼器加固木结构房屋。本文主要介绍了木结构与砖砌体结构的加固技术。     

钢支撑设计方法对多层框架抗震性能的影响研究

针对现行规范采用放大地震力的支撑设计方法可能导致框架柱屈曲,提出弱剪型支撑设计方法,采用弹塑性时程有限单元法,对不同支撑设计方法下两层三跨的支撑框架的抗震性能与地震响应进行分析,结果表明:强剪型支撑框架增大地震力,且柱先于支撑屈服发生无侧移失稳,导致结构水平位移快速增加;而弱剪型支撑框架发生有侧移变形。强剪型支撑架的层间剪力-位移时程响应曲线和支撑的应力应变响应曲线、柱子应力应变响应曲线几乎不封闭,表明结构即使具有耗能能力,也难以发挥作用。弱剪型支撑框架中,支撑较早发生屈服,然后支撑和框架发生侧移变形,支撑和梁柱的延性及耗能能力能充分发挥作用。建议在设计支撑架时,增加支撑屈服机构验算,保证支撑屈服后柱仍在弹性阶段工作。     

高延性混凝土在历史建筑砌体构件加固中的应用

本文主要探讨高延性混凝土在历史建筑墙体加固方面的技术应用。以闽南地区某砖木结构洋楼墙体加固所采用的高延性混凝土面层做法为案例,对比常见的墙体加固方式,浅谈高延性混凝土这一新型建筑材料的特点以及其在历史建筑加固保护中的应用。     

基于塑性铰性能的高桩码头地震损伤分析

以高桩码头为研究对象,从塑性铰性能角度对码头的损伤特性进行分析,并根据2个实际码头结构建立模型,通过有限元软件SAP2000对结构的24种工况进行Pushover分析,研究码头结构在不同等级地震下的损伤情况,建立了基于塑性铰的码头损伤等级和位移延性损伤指数之间的对应关系。结果表明:不同烈度地震下,码头的破坏形式主要为桩基塑性铰的产生和桩顶发生一定侧向位移,上部结构从开始到最终破坏并未出现塑性铰;高烈度罕遇地震作用下,纵向的码头桩基塑性铰发展程度和位移延性损伤指数均大于横向的各对应指标,表明码头纵向刚度较小,更容易发生破坏;通过码头桩基塑性铰的性能将码头在地震作用下的损伤分为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏、倒塌5个等级,其对应的位移延性损伤指数分别为0~0.1、0.1~0.35、0.35~0.6、0.6~0.8、0.8。     

用SZ法测试焊缝金属延性断裂韧度的研究

采用SZ法对焊缝金属的延性断裂韧度进行了测定并作了线性回归分析，分析了SZ法的特点，并对其关键技术作了探讨。最后建议对于高延性采用SZ法，用实测钝化线与阻力曲线的交点所对应的延性断裂韧度值作其临界值。     

用SZ法测试焊缝金属延性断裂韧度的研究

采用SZ法对焊缝金属的延性断裂韧度进行了测定并作了线性回归分析，分析了SZ法的特点，并对其关键技术作了探讨。最后建议对于高延性材料采用SZ法，用实测钝化线与阻力曲线的交点所对应的延性断裂韧度值作其临界值。     

空中爆炸载荷作用下舰船水密门抗冲击分析

选取典型空中爆炸载荷工况,应用ls-dyna实时模拟空中爆炸载荷,研究不同结构形式对水密门冲击响应的影响。通过对2种结构水密门设备分别进行抗冲击实例计算,实现了水密门结构在空爆冲击下的运动响应过程。对比研究结构最大应力、应变特征参数,分析得出不同结构水密门最大应力位置规律及结构冲击特点,获取水密门设备最大响应位移,指出板架加强结构可以有效地减小水密门整体最大应变值和最大位移,为舰载设备抗冲击分析、优化设计提供技术路径。     

分析层合材料槽孔应力的新型特殊层合杂交应力元

基于一种新的非匀质材料的扩展Hellinger-Reissner原理,及当一个单元域划分为不同材料特性子域,其元内位移及应力沿子域表面不连续时有限元刚度列式的简便方法,建立了新的具有一个无外力圆柱表面层合杂交应力元。单元各层内以整体坐标表示并以自然坐标插值的应力场,通过以非协调位移为权函数使齐次平衡方程变分满足的理性方法得到,此应力场同时严格满足给定圆柱面上无外力条件。单元间及各层间位移连续条件分别通过Largrange乘子进行了松弛。数值算例表明:在相当粗的网格下,新型元可提供较一般假定位移元及一般假定应力元更为准确的槽孔层板孔边应力。     

舰船舱室用码垛机器人虚拟结构设计

传统结构机器人作业效率较低,为了改善该问题,提出了舰船舱室用码垛机器人虚拟结构设计。根据虚拟结构框架,对结构功能展开研究,在已知码垛初始点位置情况下,计算机器人旋转角度、水平位移和垂直位移,在结构控制条件下,完成机器人码垛功能。采用同步链条带动方式,根据自由度控制原理,通过CAN总线完成机器人虚拟伺服运动控制,经过底盘移动、起落门旋转、前叉升降协调运动,可设计出码垛机器人整体虚拟结构。通过实验结果可知,该结构最高作业效率可达到90%,符合码垛作业要求。     

均布外压下复合材料球壳脱层跳跃屈曲研究

本文提出了一种研究均布外压下复合材料球壳内表面薄层脱层屈曲特性的理论方法,基于弹性相似性原理建立了复合材料球壳受压内表面脱层跳跃屈曲的模型,采用非线性大挠度理论建立了脱层屈曲的控制方程,分别研究了初始状态含脱层和不含脱层的复合材料球壳的脱层屈曲特性,得到了两种情况下脱层屈曲临界载荷的表达式,讨论了脱层厚度、脱层位置、脱层大小对脱层临界屈曲载荷的影响。结果表明:对于初始状态靠近内表面存在脱层的复合材料球壳,如果脱层厚度很薄,在压力达到一定值时,内表面的脱层区域将发生跳跃屈曲,其屈曲的挠度远远大于脱层的厚度,屈曲的临界载荷随脱层大小的增大而增大,且与脱层厚度几乎成正比;对于初始状态不含脱层的受压复合材料球壳,在靠近其内表面区域存在一个位置,其对应的脱层屈曲临界载荷为最小,最有可能脱离球壳整体,发生跳跃屈曲;如果层间强度不足,该脱层还有可能进一步地扩展,从而导致薄层大面积地脱离整体,降低结构刚度。     

构件预制+UHPC后浇节点装配式钢筋混凝土框架抗震性能研究

为研究以超高性能混凝土(UHPC材料)后浇节点连接的预制装配式钢筋混凝土框架结构的抗震性能,对一榀缩尺比例为1:2的2层2跨预制装配式混凝土框架试件进行了低周往复荷载试验,并分析试件的破坏形态、承载力、位移延性、刚度退化、滞回耗能能力以及节点核心区箍筋应变。试验结果表明:装配式框架节点受力钢筋采用短连接搭接的连接形式安全可靠,节点核心区混凝土基本无裂缝;试件具有良好的的承载力、位移延性及耗能能力;反映出以UHPC材料后浇连接节点的预制装配式框架具有良好的抗震性能。