钢管混凝土系杆拱桥地震响应分析

采用通用有限元软件对一座钢管混凝土系杆拱桥建立空间有限元模型研究其动力学特性。通过反应谱法和时程分析法分析了该桥的地震动力响应特性。研究表明:反应谱法和时程分析法都能较好地分析结构的地震反应,且计算结果较为接近,时程分析法可对反应谱分析的结果进行校验。     

结构振动模型和刚度矩阵对地震响应影响研究

对平面钢框架算例模型分别采用质点系、双翼鱼刺型和杆系振动模型输入天然和人工地震波进行地震响应时程分析.在分析中,与质点系振动模型相关的结构侧移刚度矩阵由反弯点法、D值法、非线性静力分析法以及柔度法确定;与双翼鱼刺型振动模型相关的结构侧移刚度矩阵由双鱼刺法确定;与杆系振动模型相关的结构侧移刚度矩阵由矩阵位移法确定.通过算例讨论了采用上述不同方法确定的结构侧移刚度对结构地震响应影响.     

钢框架结构钢骨消能支撑的抗震性能研究

通过对钢框架、钢支撑钢框架和钢骨消能支撑钢框架结构体系的弹性反应谱分析、弹性以及弹塑性时程分析,对比研究了3种钢框架结构体系的抗震性能。分析结果表明,钢骨消能支撑钢框架结构体系能有效地消散输入结构的地震能量,减少结构地震反应对钢框架梁柱的非线性性能的需求。同时由于钢骨消能支撑的作用,避免了钢框架结构的局部失稳,提高了结构的弹塑性变形能力和延性。     

框架-剪力墙结构分析模型的地震响应比较研究

将框架-剪力墙算例模型中的剪力墙简化为单墙柱和双墙柱模型后,分别作弹塑性静力分析,得出层剪力-层间位移曲线,确定和框架-剪力墙算例模型相对应的多质点系振动层模型侧移刚度,进行弹塑性地震响应时程分析,并与ANSYS软件直接计算得到的结果进行比较,得出如下结论：采用框架-剪力墙平面铰结体系进行抗震分析,剪力墙单墙柱和双墙柱模型具有一定的合理性和实用性,可作偏于安全设计,能为结构抗震初步设计提供参考．     

直接基于位移的橡胶支座基础隔震剪力墙结构设计方法

提出设置橡胶支座的基础隔震剪力墙结构(BRSW结构)直接基于位移的设计方法(DDB设计方法),该设计方法以橡胶隔震支座的水平位移和上部剪力墙结构的最大层间位移角作为性能参数,同时考虑了橡胶隔震支座和上部剪力墙结构的非线性.文中首先给出了DDB设计方法的基本假定和BRSW结构在不同地震水平下的性能目标;然后给出了DDB设计方法的设计步骤和设计实例;最后利用非线性动力弹塑性时程分析方法验证了DDB设计方法的有效性.研究结果表明,以抗震设计规范(GB50011-2010)的位移反应谱为基础,DDB设计方法的结果为非线性动力弹塑性时程分析方法结果的近似包络值,DDB设计方法是一种偏于保守的设计.     

钢框架内嵌带竖缝钢筋混凝土剪力墙结构性能研究

对钢框架内嵌竖缝剪力墙结构进行研究,考虑混凝土材料非线性的影响,通过非线性有限元程序,分析钢框架内嵌竖缝剪力墙结构在水平荷载作用下的力学性能．结果表明：竖缝剪力墙在加载过程中,首先在竖缝附近发生开裂,主要分布在缝间墙上,并以细小裂缝为主,这是由于竖缝剪力墙承担了自身开裂膨胀而产生的约束轴力．从竖缝剪力墙的应力和裂缝分布图可以得出,剪力墙的变形主要是以弯曲变形为主,缝间墙的变形类似于壁柱．在加载过程中,竖缝剪力墙刚度下降缓慢,利于与钢框架共同工作,适合在抗震区使用．     

考虑地基与建筑结构相互作用的动态分析

对旋转-摆动多质点系振动模型建立振动微分方程以后,根据时程分析法原理编写电算分析程序,结合算例讨论了是否考虑地基与建筑结构相互作用时对结构地震响应的影响问题,通过对两个模型进行对比、分析,得到了一些有益结果。结果表明,地基和建筑结构的共同作用相当于一种能量消耗器,能够消耗一部分地震能量,起到减少上部结构吸收大量地震动输入能量的作用。利用此模型可以在一定程度上把握其影响,可为抗震设计人员和工程技术人员提供参考。     

平面钢框架结构简化为双翼鱼刺型振动模型的研究

对于平面钢框架结构,应用非线性静力分析法,借助于增值系数λ,提出了新的结构振动模型--双翼鱼刺型振动模型.然后选取5个结构算例,利用4种方法确定结构刚度矩阵后,采用3组地震波加速度时程离散值进行了地震响应弹性时程分析,验证了其合理性.该模型由于考虑到梁刚度对结构整体刚度的影响,比质点系剪切型振动模型具有很多优越性,不仅在弹塑性范围内能够得到精度较高的结果,而且具有输入数据简单、计算简便的特点,可为结构抗震工程计算和设计提供简便而有效的一种解析手段.     

基于抗震的多高层钢结构层间侧移刚度优化分布的研究

为了研究建筑结构的抗震性能,采用6,9,12层钢框架算例模型,利用时程分析法对3种算例模型进行地震响应弹塑性时程分析.分别调整3种算例模型各层的侧移刚度,使算例模型在地震动作用下各层的累积塑性变形倍率相等,将此时结构各层的侧移刚度与底层侧移刚度的比值定义为最佳侧移刚度比,楼层号和总层数之比定义为层数比.根据3种算例模型...     

梁系平面刚度偏心分布高桩平台结构地震响应

基于工程实例,采用反应谱方法、时程分析法对梁系平面刚度偏心分布高桩平台结构地震响应规律进行分析研究。结果发现：横向地震作用下,反应谱法和人工波时程分析法计算结果较为接近,天然波时程分析法结果则因选波呈现差异;桩基二维、三维模型计算结果较为接近,横梁二维、三维模型剪力峰值计算结果接近,弯矩峰值结果差异大。纵向地震作用下,三维反应谱法和人工波时程分析法计算结果接近。不同计算模式对比表明三维反应谱法适应性较好。抗震设防烈度大于7度时,该类型平台结构桩基不宜选用PHC桩。对梁-板连接刚性系数λ进行参数分析表明：λ变化对横梁、纵梁内力的影响大于对桩基的影响,对纵横梁弯矩的影响大于对剪力的影响,且纵向地震作用下影响程度大于横向地震。说明板、梁之间的约束状态改变了结构的刚度分配情况,进而对结构的地震效应产生规律性影响。     

带竖缝钢筋混凝土剪力墙的设计与构造研究

为实现竖缝墙的设计思想,考察带竖缝剪力墙设计方法,提出了补充设计计算和构造措施,包括梁柱连接和梁腹板,应补充受剪强度计算;当受剪强度不满足时,建议增加竖缝墙和钢柱的抗剪件连接,该构造可同时满足安装要求;建议竖缝剪力墙上端与钢梁采用竖向孔高强度摩擦型螺栓连接,以实现竖缝剪力墙不承受竖向荷载,只承受水平力的设计思路．建议参考钢筋混凝土设计规范（GB50010—2002）对竖缝剪力墙受剪承载力进行设计计算．     

Axial compressive behavior of stainless steel tube confined concrete column piers

The steel tube confined concrete (STCC) column piers of marine structures have been proposed in recent years. The main advantages of STCC piers include the convenient construction process and improved core concrete strength. This research presents an experimental investigation on stainless steel tube confined concrete (SSTCC) column piers subjected to axial loading. Thirty two specimens were prepared and tested. Test variables included section shape, steel tube thickness, and concrete strength. Failure modes, axial ultimate compressive strength, strain characteristics, rigidity, confinement effect, and ductility were comprehensively investigated. Test results demonstrated that the main failure modes for circular and square specimens were concrete shear failure and steel tube fracture caused by concrete deformation, respectively. The axial compressive ultimate strength was affected by the tube thickness and concrete strength. The ultimate strength increased with the increase in the confinement factor, and the increasing ratio of the circular specimens was five times to that of square specimens. The differences in axial ultimate compressive strength of SSTCC column piers, carbon steel tube confined concrete column piers, and concrete filled steel tube column piers were also analyzed. Increasing tube thickness could increase the ductility and rigidity of the specimens. Moreover, axial ultimate compressive strengths were calculated and discussed based on different calculation models.     

钢筋混凝土海洋平台结构受力分析

为完善新型型钢混凝土海洋平台的设计计算理论,本文针对梁内型钢腹板是否穿过节点区的不同情况,参考陆上新型钢筋混凝土建筑的新技术、结合海洋平台的特点,采用变角软化桁架模型,利用平衡条件、协调条件及混凝土软化应力-应变关系,并考虑"扭结"影响(强度弱化)的钢筋应力-应变关系,提出了压弯剪复合受力作用下的框架梁柱节点的受力全过程计算方法.利用该方法对国内外所作的53个框架节点试件进行了受力全过程分析,计算结果与试验结果吻合程度较好,为新型海洋石油平台的研究、设计与施工提供了有益的探索.     

考虑横向剪切的双层板架临界载荷计算

本文考虑横向剪切效应,建立了一种计算双层板架结构临界载荷的方法：将复杂的双层板架结构从其相邻结构中分离出来,用弹性约束计及相邻结构的影响,用正交异性板的方法描述其力学特性,用能量法求解双层板架结构临界载荷。结果表明该方法可靠,尤其适合在工程方案的论证阶段应用。     

薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱偏心受压破坏机理研究

薄壁钢护筒与钢筋混凝土联合受力架空直立式作为一种新的码头结构形式逐渐被应用到实际工程中,然而绝大多数的组合构件处于偏心受压状态。目前对应用于码头结构的薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合结构偏心受压承载性能的研究较少,还未有定论。对薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱进行单向偏心受压承载性能试验,通过各试件的破坏状态和试验数据,得到荷载-应变曲线,分析其破坏机理。结果表明:钢护筒壁厚的增大和偏心率的减小对结构承载性能提升有直接影响,可为实际工程中的结构设计提供参考。     

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.     

圆钢管混凝土柱低周反复加载试验研究

为了研究钢管混凝土柱在低周反复荷载作用下组合材料横截面刚度对其性能的影响,以果园港二期工程上的钢管混凝土柱为原型,对3根钢管混凝土柱进行低周反复加载试验。通过控制试件钢管厚度进行物理模型试验,研究钢管厚度对钢管混凝土柱耗能性能、承载性能、强度退化、刚度退化、延性和变形能力的影响。试验结果表明:随着试件钢管厚度的增加,试件的能量耗散系数与等效黏滞阻尼系数均随之减小,试件的耗能能力随之变弱;钢管厚度越小,钢管混凝土柱试件的耗能性能越好。钢管越厚,对核心混凝土的约束作用就越强,强度退化就越弱,试件塑性变形能力就越好。钢管越厚,外包钢管对核心混凝土约束作用就越强,水平承载能力越高。     

钢壳混凝土沉管组合结构徐变和收缩性能研究

以深圳到中山预投标的钢壳混凝土沉管隧道工程为例,针对钢壳混凝土沉管的组成形式,借鉴已有的钢-混凝土组合结构在收缩和徐变作用下的变形研究成果,对钢壳混凝土结构在长期作用下的受力和变形情况进行研究,采用一种简捷的计算方法对沉管横向结构在长期作用下的受力和变形情况进行计算.结果表明:由于徐变和收缩的影响,混凝土最终将近退去一半的应力值;钢壳的受力随着徐变和收缩的发展趋于均匀;随着收缩徐变的发生钢壳所承担的弯矩逐渐减小;由于徐变和收缩导致挠度增量的影响并不大.     

考虑荷载作用下抗力时变特性的沿海钢筋混凝土结构可靠度分析

针对海洋环境下钢筋混凝土结构破坏影响因素复杂的特点,建立了荷载作用下的氯离子侵蚀模型和钢筋锈蚀率模型;将钢筋混凝土构件的抗力和作用荷载均视为随机过程,并离散为设计基准期内服从某种分布的随机变量,通过改进的一次二阶矩法计算结构的可靠度指标,建立了荷载作用下考虑构件抗力时变特性的海洋环境下钢筋混凝土结构可靠度分析方法。通过高桩码头的算例说明了该方法的可行性,研究了荷载作用对结构耐久性和承载力寿命的影响。