一、评估结构抗震能力的PUSHOVER方法(论文文献综述)
张鹏[1](2021)在《多高层钢结构案例基于性能目标的抗震分析与优化》文中提出地震作为最严重的自然灾害之一,给人类带来了巨大的生命财产损失。现有的抗震规范仅以保证人的生命安全为单一设防目标抗震设计理念存在一定的不足。基于性能的抗震设计思想综合考虑生命安全和财产损失两方面的具体要求,是当前结构抗震设计理论的发展方向,并成为国内外结构抗震设计理论研究的热点。进入21世纪,多高层钢结构建筑如雨后春笋般的快速发展起来,尤其是装配式钢结构建筑以其绿色、环保和高效的特点,近年来受到了国家的大力推广和支持。因此,探究多高层钢结构基于性能的抗震设计理论,对既有的多高层钢结构案例进行基于性能目标的抗震分析与优化,对了解其抗震性能现状,提升其抗震能力,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文主要工作内容和结论如下:(1)简要介绍了多高层钢结构和基于性能的抗震理论的发展现状,揭示了对多高层钢结构进行抗震性能设计与分析的重要意义。(2)依据各国基于性能抗震设计的规范,并总结前人对多高层钢结构抗震性能的研究,提出了较为完整的多高层钢结构基于性能的抗震设计的内容,包括:地震作用水平、结构性能水平的划分、结构性能指标的量化,结构的性能目标等。(3)以山西省首个EPC装配式多高层钢结构公共建筑—山西基因诊断及药物研发基地凯尔科技中心项目西楼为背景,依据图纸建立了该结构的有限元模型,利用YJK-A软件对其进行了Pushover分析,结果表明:结构在各水平地震作用下的层间移角指标均符合Ⅱ类性能目标中的限值要求,但在罕遇地震作用下,其产生较重损伤或者破坏退出的结构构件数量较多。(4)基于原结构pushover的分析结果,以把原结构的抗震性能目标由Ⅱ类提升到Ⅲ类为目的,采用调整构件截面、设置隔震支座和设置防屈曲支撑的方法对原结构进行抗震性能优化,并对优化后结构进行Pushover分析,结果表明:优化后的结构在各水平地震作用下的层间移角指标均符Ⅲ类性能目标中的限值要求,并且使各水平地震作用下构件破坏程度超过Ⅲ类性能目标的数量减少了50%以上,综合考虑其基本能满足Ⅲ类性能目标要求,相较于原结构的抗震水平提升了一个等级。(5)对原结构及优化后的结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析并进行抗倒塌能力评价,结果表明:三种优化方案使原结构的层间位移角降低14%以上,满足Ⅲ类性能目标的限值要求。调整构件截面、设置隔震支座和设置防屈曲支撑分别使原结构抗倒塌能力系数由原结构的2.1分别增加到了2.2、3.9和2.5。(6)通过对比不同结构的抗震性能指标可以得出:减隔震结构提升抗震性能水平的能力要优于调整构件截面,其中设置隔震支座对原结构的抗震性能水平的提升效果最为显着。
韩峻雯[2](2021)在《近断层脉冲型地震作用下砖石古塔的地震反应特征与易损性研究》文中研究表明砖石古塔在我国具有悠久的历史,是古代中高层建筑的杰出代表。受自然环境及人为因素影响,塔体结构会发生不同程度的破坏,其中地震作用是造成砖石古塔结构破坏的主要因素之一。我国属于地震频发国家,地震作用致使砖石古塔发生破坏的现象极为常见。尤其在近断层脉冲型地震动作用下,不乏砖石古塔发生整体倒塌的实例。为了研究砖石古塔在近断层地震动作用下的抗震性能,以四川德阳龙护舍利塔为研究对象,借助数值模拟方法研究近断层脉冲型地震动作用下古塔的反应特征、损伤机制以及易损性,以期为砖石古塔地震风险评估提供依据。主要内容如下:1.建立了砖石古塔数值模型。基于ABAQUS有限元软件,采用整体式建模方法建立考虑砌体材料弹塑性特性的龙护舍利塔结构数值模型,对结构数值模型进行模态分析,比较模型的动力特性与实测及经验关系之间的差别,对结构数值模型的合理性进行检验。2.研究了脉冲型及非脉冲型地震动作用下龙护舍利塔地震反应特征。针对脉冲型与非脉冲型地震作用工况,利用Pushover、动力弹塑性分析方法研究了古塔地震反应特征。结果表明,两种方法得出的结构最大层间位移角随高度分布特征相近、结构最大顶点位移相关性较高,相关系数可达0.88。与非脉冲型地震动相较,脉冲型地震动作用下古塔地震反应均值及标准差均较大,其中最大顶点位移、最大层间位移角、顶点峰值加速度以及底部剪应力幅值高出的幅度分别为41.3%、39.3%、55.9%和38.2%。3.研究了龙护舍利塔地震损伤机制及演化过程。结果表明在强震作用下,结构抗弯承载力不足、层间剪力随层间位移的变化呈塑性特征、层间刚度退化显着,尤其在脉冲型地震作用时上述现象更为明显。其主要原因为材料强度过低和横截面的削弱作用。古塔地震损伤表现为各层洞口产生剪切斜向裂缝并沿竖向相接,进而形成垂直贯通裂缝,同时伴有局部水平向弯拉裂缝及塔檐损伤等。模拟损伤与真实震害较为一致。4.研究了脉冲型地震动作用下龙护舍利塔的地震易损性。结合增量动力分析及相关性分析方法,确定了适用于古塔结构的地震动强度指标IM,结果表明采用由PGA和Ia组成的双参数指标可降低结构需求离散性。易损性分析结果表明在脉冲型地震动作用下,当PGA为0.1g时古塔主要发生中等破坏以下等级的破坏;当PGA大于0.2g时古塔以严重破坏和倒塌破坏为主,尤其当PGA大于0.4g时,古塔倒塌可能性极大。
杨耀邦[3](2021)在《基于Pushover的双肢薄壁墩连续刚构桥抗震性能研究》文中研究表明高墩大跨连续刚构桥是我国山区主要采用的桥型,其抗震性能的评估意义重大。传统的Static Pushover方法难以考虑该桥型高阶振型的影响,而能考虑高阶振型影响的几种改进的Static Pushover方法计算量都较大,寻求一种简便有效的Static Pushover方法能节约大量设计成本。Dynamic Pushover方法在桥梁结构中研究较少,如何运用此方法评估桥梁结构抗震性能,本文进行了一些尝试性研究且与Static Pushover计算结果进行了对比分析。本文主要完成了以下研究内容:(1)通过阅读大量的桥梁抗震领域的文献,对目前的桥梁抗震分析方法进行了归纳和总结,针对基于性能的抗震设计理念以及其代表分析方法Pushover方法进行了文献综述。(2)对Pushover方法的基本原理进行了详细阐述,对传统的推覆侧向力分布模式以及目前存在的三种能考虑高阶振型的Static Pushover方法予以探讨,对与Pushover方法相结合的能力谱以及需求谱的求解方法予以推导。(3)以一座双肢薄壁墩连续刚构桥为依托工程,运用专业桥梁有限元软件Midas Civil建立全桥模型,对其采用的非线性材料本构方程予以阐述,非线性单元即塑性铰的滞回模型的特征值予以计算。(4)对该桥进行五种传统的侧向力模式、先组合与后组合两种能考虑高阶振型的Static Pushover方法(振型SRSS组合推覆分析以及多模态推覆分析)、Dynamic Pushover方法对此双肢薄壁墩连续刚构桥进行两个计算方向的推覆分析,并与Chopra改进的能力谱方法结合得到不同方法的性能点,对这些性能点进行分析以研究Static Pushover方法与Dynamic Pushover方法计算结果的区别。计算结果表明纵桥向采用一阶振型模式加载、横桥向采用振型SRSS组合加载是对本高墩连续刚构桥最简便有效的Static Pushover分析方法。(5)采取Dynamic Pushover方法获得的能力谱以及代表各级地震水平的反应谱转化而来的需求谱获得不同地震水平的性能点,探究基于Dynamic Pushover方法的桥梁抗震性能评估,结果表明本高墩连续刚构桥满足设防烈度要求。
李鑫炜[4](2021)在《带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架结构影响系数研究》文中研究指明传统偏心支撑框架往往将耗能梁段与框架梁进行一体化设计,需要通过增大梁柱和支撑构件的截面来实现耗能梁段耗能的目的,这样的设计方法增加了钢材用量,且一体化的设计形式使得震后难以评估损伤、不易对结构进行修缮。针对以上问题,通过将剪切耗能梁段与框架梁分离进行单独设计,引入双槽钢作为可更换耗能梁段构件,两个背对背的槽钢与框架梁腹板通过高强螺栓进行连接,通过合理的构件参数设计把结构的非弹性变形集中于可替换的双槽钢型耗能梁段上,为震后替换和修复提供便捷,同时也减少了用钢量,使得结构更加经济合理。同时引入防屈曲支撑,最终形成了带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架,防屈曲支撑能够为结构提供足够的抗侧刚度、提供第二道抗震防线,提升整体结构的抗震性能。作为基于性能的抗震设计理论中的重要理论基础和关键因素,结构影响系数、位移放大系数和结构超强系数取值的合理性对于发展和完善现有结构抗震设计理论、提高抗震设计的安全性和经济性具有深远影响,而我国《建筑抗震设计规范》对于钢结构体系地震作用进行折减时,仍与混凝土结构的折减方法相同,使得钢结构优点不能发挥。虽然在《建筑工程抗震性态设计通则》中给出了偏心支撑钢框架结构影响系数的建议值,但对于耗能梁段细节构造的相关参数的变化对于结构影响系数取值的影响没有考虑。带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架中耗能梁段的参数是影响结构的抗震性能的重要因素,因此有必要针对耗能梁段参数变化对结构影响系数的影响做出系统性地分析研究。对带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架结构中耗能梁段的截面尺寸、耗能梁段长度、加劲肋个数以及结构层数等参数的变化对于结构影响系数R、超强系数RΩ和位移放大系数C的影响进行了主要的研究,进行的工作如下:(1)依据我国现行相关规范按不同的耗能梁段参数以及结构层高设计了36个带双槽钢型可替换剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架结构模型,用于Pushover和增量动力时程分析(IDA)方法的非线性分析,研究结构的R、Cd和RΩ。(2)选取具有代表性的结构进行一、三、五层结构缩尺模型进行静力Pushover试验以及振动台动力响应研究,研究结构在地震作用下的响应、受力特点、破坏模式及性能曲线等,对结构抗震性能进行评价。建立缩尺有限元模型分别进行Pushover分析和IDA分析并与试验结果对比,验证了有限元模型的合理性。(3)依据考虑高阶振型影响的能力谱法,通过OpenSees有限元分析软件分别采用Pushover方法和IDA方法求解所有模型的结构影响系数R、位移放大系数Cd和结构超强系数RΩ。比较不同参数变化对于3个性能系数的影响,并对比两种分析方法得到的结果。结果表明,两种分析方法得到的参数变化对于性能地影响规律比较相似,通过合理设计耗能梁段的构造参数,能够提高带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架的抗震能力、变形能力。为偏心支撑钢框架结构影响系数的研究提供了参考。
周明潭[5](2021)在《钢结构异形柱框架结构的结构影响系数》文中指出在住宅设计中采用钢结构时,结构体系一般采用H形钢,这会使得结构的柱角在室内突出于墙面,会占用一定的室内空间,影响建筑的美观。为了解决这个问题,工程师们设计出了一种特殊形状的钢柱,如T形截面钢异形柱应用于边柱,十字形截面钢异形柱应用于中柱,就能解决柱角在室内突出的问题。我国在结构影响系数的研究主要集中在框架结构,对钢结构异形柱框架结构没有研究。所以本论文研究此结构的结构影响系数,弥补在此结构的结构影响系数的空白。对比国外钢框架结构影响系数的取值与我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中隐含钢结构框架的结构影响系数,可以发现我国对不同材料的所有结构体系采用单一的结构影响系数,这是不完全合理的。所以本文通过建模计算分析对钢结构异形柱框架结构的结构影响系数提出建议参考值。本文先用Midas-Gen软件建立了四个不同楼层的钢结构异形柱框架结构模型,楼层数分别为3层,6层,9层,12层。然后通过软件中的Pushover模块对上述四组模型进行静力推覆分析。并根据静力推覆所得结果分析求解出R’,然后对比求解出来的R’和规范中所隐含的R,如果相差小于5%,说明了规范规定的R准确。如果相差超过5%,这也说明了规范规定的R存在问题。需先假定结构影响系数为R’,然后把地震作用乘以系数R’/R进行调整重新设计分析计算,最后得出新的结构影响R’’,直至Pushover方法分析求解出的R’’与假定的R’相差不超过5%,即可以得出四个模型的结构影响系数。结果表明,按我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)设计时,六层及六层以下多层异形柱钢框架结构的地震作用取值偏大,建议适当降低。本文还对四个模型进行静力推覆分析,通过位移控制法加载后得出四个模型的内力曲线和需求曲线,然后通过计算得出结构的的结构影响系数,结构延性系数和结构超强系数以及位移放大系数,最终发现随着建筑楼层数的增加,结构影响系数,位移放大系数以及结构超强系数均减小,结构延性系数增大。本文还对异形柱钢框架结构塑性铰进行研究,发现在地震作用下一层梁内力增长最快,塑性铰出现最早,一层梁即是结构在地震作用下薄弱部位,这为此类结构的抗震设计和结构加固提供了可靠的依据。
周娜敏[6](2021)在《采用软钢阻尼器的钢筋混凝土框架结构子结构基于延性设计研究》文中研究说明传统的抗震设计主要依赖于结构中梁、柱自身的强度及变形能力来抵抗地震作用,但这种完全依靠结构的变形来吸收和消耗地震能量的方法在遇到特大地震时依然无法确保结构的安全,因此一种比传统抗震体系抗震性能更显着的新体系—消能减震技术被提出。该技术通过阻尼器消耗向上部结构传递的地震能量可以显着提高结构的抗震性能,但阻尼器能否充分发挥作用,取决于消能子结构的设计,如果消能子结构设计承载力不足,在阻尼器还没发挥作用时就损坏,那么结构中采用减震设计就毫无意义。为此提出对消能子结构设计方法的研究,以保证阻尼器能够充分发挥作用。在消能减震技术规程中对消能子结构提出的设计要求是:消能子结构应基于提高承载力及增强延性两方面来设计,但是具体的设计指标不明确。目前大多数的消能子结构设计都是基于承载力的设计,并未考虑到延性。对此本文在保证消能子结构承载力的基础上引入延性设计理念,分析了钢筋混凝土结构的延性影响因素,并从美国太平洋地震研究中心钢筋混凝土柱抗震性能试验数据库(PEER-Structural Performance Database)提取低周反复荷载作用下的钢筋混凝土柱的试验数据,分析延性影响因素对钢筋混凝土柱的影响规律;然后对一个采用软钢阻尼器的三层框架结构进行减震设计,首先运用Pushover分析方法对该结构进行减震分析,然后对消能子结构的设计引入延性理念,通过调整消能子结构的截面尺寸、配筋率,控制其梁、柱的出铰步数,调整出消能子结构不同出铰步数下的弹塑性结构模型:消能子结构与非子结构同时出铰(同时出铰)、消能子结构在非子结构后一步出铰(后出铰1)和消能子结构在非子结构后三步出铰(后出铰2)。对三个弹塑性结构模型进行对比分析,结果表明:(1)根据剪力-位移曲线分析,消能子结构出铰步数越靠后,结构的基底剪力增大,结构的位移延性系数增加,结构的整体延增加。(2)根据抗震性能分析,消能子结构出铰步数越靠后,结构的顶点位移越小,结构的层间位移角减小,结构的整体抗震性能得到提高。(3)针对软钢阻尼器框架结构的三个弹塑性模型分析,消能子结构在非子结构后一步出铰(后出铰1)的模型,在非子结构破坏之后,消能子结构紧跟着破坏,此时阻尼器耗能最好。(4)对于采用软钢阻尼器的钢筋混凝土框架结构来说,当非子结构与消能子结构的曲率延性系数比为0.65时,消能子结构的设计比较合理。
陈志鹏[7](2021)在《新型高层大跨度盒式结构体系及其抗震性能研究》文中研究指明“十二五”以来,随着我国城市化的发展,城市中的土地资源愈加紧张,大城市中的建筑越来越偏向于中高层结构。在现有的各种中高层结构体系中,框架结构占据着主导地位。但在实际使用中,框架结构由于其结构体系的限制,存在刚度较弱、抗震性能较差、跨度较小等缺点,限制了其在高层结构中进一步的发展。基于我国发展的实际需求以及传统结构的种种缺点,本文提出一种新型高层大跨度空间网格盒式结构,通过使用空腹夹层板和网格式框架,在大幅度提高了结构跨度(最大可达40m)的同时,降低了水平构件的高度(仅为跨度的1/25~1/30),并且其抗震性能、耗能能力、刚度均相较于传统框架结构大幅度提升。由于现有盒式结构的设计方法需要进一步细化,现有研究较少涉及其应用在高层结构中的结构性能,同时在抗震分析时没有考虑地震动的随机性,因此本文通过试验研究、有限元模拟及理论推导,对其设计方法、最佳适用高度、结构在地震动下的响应和考虑地震随机性的结构性能评估等方面进行了研究,具体研究内容及成果包括:(1)提出了考虑构件线刚度比和剪切变形的空腹梁设计方法现有的空腹梁设计方法需要进一步细化,对构件性能有较大影响的多个参数,如连接件尺寸、连接件间距、连接件同上下弦的线刚度比等,考虑较为笼统,。因此本文设计了4组构件试验,用来研究现有设计方法的可行性。试验表明,现有设计方法中假定空腹梁可以按照等截面惯性矩转化为实腹梁进行设计和计算、并在转化时仅仅考虑截面惯性矩一个参数、而其余参数通过一个放大系数来进行修正的方法有进一步细化的必要。根据试验及有限元分析,本文提出了多个空腹夹层板设计限值,使用一个整体性系数ξ来衡量空腹夹层板的整体性及等代计算的有效性,并根据整体性系数的大小给出了空腹夹层板的设计参数推荐取值,对现有的设计方法进行了改进,优化了其实用性。(2)提出了考虑梁柱转动及剪切变形的网格式框架设计方法当将网格式框架应用于诸如公寓及办公楼等层高较矮的高层结构中时,在试验和模拟计算时发现,结构会出现一些不太理想的脆性剪切破坏,使得结构的延性及破坏模式受到影响。本文针对现有设计方法中网格式框架忽略了剪切变形和梁柱间转动的问题进行了研究,基于在东南大学做的三组构件试验进行了详细的有限元分析,进一步优化了现有的设计方法。同时基于研究结果进行了一个实际案例分析,应用增量动力分析(IDA)和易损性分析,评估修正后设计方法的有效性。结果表明,现有的设计方法会极大地高估网格式框架的整体刚度,且会使得结构在一些情况下产生脆性剪切破坏。根据试验及数值模拟,本文提出了新的网格式框架设计流程,通过限制结构的长细比和层间梁的布置数量,有效地提高结构的延性及抗震耗能能力,增强结构的抗震性能。(3)进行了高层大跨度盒式结构整体抗震分析与评估基于前期的构件试验及设计方法,对高层大跨度盒式结构的最佳适用高度、抗震性能进行了有限元模拟和振动台试验研究。通过分析发现,盒式结构较适用于高度为50m及以下、变形曲线为剪切型的结构中。在盒式结构适用高度范畴内,进行了非线性时程分析和概率地震易损性分析。通过IDA和易损性分析可以看到,在普通高层范围内,盒式结构相较于框架结构优势明显,其较大的刚度及较强的耗能能力使得其拥有优良的抗震性能。依据理论分析结果,进行了装配式高层大跨度盒式结构振动台试验,通过试验研究了盒式结构在真实地震动下的结构响应和破坏模式。试验发现,盒式结构在极限状态下的破坏主要集中于次要构件(层间梁),主体结构的完整性可以在地震下得到保证,同时,盒式结构的层间位移角和顶层位移均远小于框架结构,且在巨震水准下依然基本满足防止倒塌的限值,抗震性能优越。此外,依据振动台试验,建立了有限元模型,进行了考虑地震输入角随机性的概率地震分析,进一步验证了盒式结构优良的抗震性能,并弥补了振动台试验中由于试验条件限制仅进行了单向地震动输入的缺憾。(4)进行了基于实际结构的盒式结构与框架结构的案例分析基于构件试验和整体振动台试验结果,本文选用了一栋已建框架结构,将其重新设计为盒式结构,研究了基于实际工程的盒式结构同框架结构的结构性能、抗震性能以及结构损伤。在结构的性能分析中可以看到,盒式结构在同框架结构使用相同的混凝土和钢筋的情况下,可以实现更大的跨度和更好的抗震性能。在地震荷载下,框架结构的位移和塑性发展都远大于盒式结构,且当经受了8度罕遇水准的地震时程后,框架结构已经产生了严重的破坏,结构有倒塌风险,而盒式结构还可以保证结构的完整性,无倒塌风险,很好地实现了我国抗震规范的要求和设计目标,是一种非常值得推广应用的结构形式。
左媛[8](2021)在《考虑节点初始裂纹和累积损伤的钢框架地震易损性分析》文中研究说明钢结构梁柱节点焊缝中或多或少会存在裂纹,在外荷载作用下,这些裂纹会进一步扩展,最终导致节点焊缝区域断裂。在地震等荷载作用下,节点焊缝处裂纹会对整体结构承载能力产生不良影响。因此在钢结构构件设计及抗震设计中对焊缝质量应给予足够的重视。本文在考虑节点含初始裂纹a0和累积损伤的基础上,提出了兼顾准确性和高效性的空间钢框架杆件模型,研究节点含不同深度初始裂纹对结构易损性的影响。主要内容和研究成果如下:(1)以含a0的足尺梁柱焊接构件试验模型为研究对象,以扩展有限元(XFEM)为分析手段,完成了节点从启裂到下翼缘断裂破坏全过程的精确仿真。采用四种加载制度,分析不同加载幅值对含裂纹节点性能的影响,研究结果表明,加载跨幅对节点性能影响较小,采用XFEM可以较好反映构件退化特征。(2)研究了a 0所处位置对节点性能的影响,将a 0设置在梁下翼缘焊缝区域左、中、右三个位置,对节点破坏模式、退化特性、损伤曲线及断裂性能进行详细分析。研究结果表明,a0在梁下翼缘焊缝区域的位置不会显着影响节点性能,可以将a0设置在中间代表梁下翼缘焊缝区域存在初始裂纹。(3)提出了节点连接器杆件简化计算模型,对梁下翼缘焊缝区域含a0为0.0mm~8.0mm深度初始裂纹的节点进行有限元仿真,建立屈服点、极限点参数与a0的数值关系。以节点屈服点、极限点的弯矩、转角值设置连接器参数,建立适用于不同a0深度的节点简化模型。(4)在节点简化模型基础上,建立钢框架杆件模型,并进行静力弹塑性分析。根据节点失效状态定义不同性能限值并划分破坏状态。研究结果表明,本文中使用考虑损伤的双参数模型较单参数模型,不依赖加载制度,更合理描述试件损伤破坏过程。(5)为研究a0对钢框架结构地震动需求的影响,选取节点含a0的钢框架结构为研究对象,建立结构地震需求模型。将节点含有初始裂纹这一因素,作为结构不确定因素,在整体框架中对a0在不同位置的相关性采用完全独立的简化方法,即框架中每个节点的初始裂纹深度不同。建立节点含初始裂纹的钢框架结构的结构反应和地震动强度参数之间的概率关系。(6)为研究节点中a0对结构地震易损性的影响,以7层3跨钢结构为例,将节点含初始裂纹这一个不确定因素作为结构的不确定性加以考虑,获得地震易损性曲线。研究结果表明,本文从节点初始裂纹出发,建立的考虑初始裂纹的钢框架杆件模型,可以较好的进行节点含初始裂纹的钢框架结构地震易损性分析。通过试验验证、数值计算、理论分析,本文完成了节点含初始裂纹的钢框架结构地震易损性分析。完善和推进了地震易损性研究理论体系,为含初始裂纹节点的复杂力学行为研究提供了有力的技术支撑,为实际工程问题提供分析方法。
陈思成[9](2020)在《Pushover分析方法在RC框架隔震结构的应用研究》文中指出隔震技术可大大提高结构抗震性能,在国内外应用日益广泛,但目前隔震设计方法必须采用多条地震波进行设防地震下的时程分析,以确定隔震效果。而Pushover分析方法作为结构抗震性能评估的静力非线性方法,具有方法简便、快速等优点,对于隔震结构的大震性能评价以及设计优化具有更大的应用价值。但当前Pushover分析应用研究仅限于传统抗震结构,针对隔震结构的研究还非常少见。未来学校校舍将成为隔震技术应用热点,基于此,本文以RC框架隔震结构为主要研究对象。首先探究其适宜的Pushover分析方法,并经过非线性时程动力分析验证。接下来讨论了该方法进行隔震快速设计校核和优化的有效性。同时也确认了RC框架隔震结构大震、超大震下的抗震性能优异性。本文首先对高烈度区的5层和7层的RC框架非隔震结构,进行了采用倒三角加载和均匀两种不同加载方式的Pushover分析,并进行了采用选取了7条地震波(2条人工波5条天然波)的大震非线性时程分析,将二者结果进行对比分析。结果表明:对于RC框架非隔震结构,采用倒三角加载方式的Pushover方法比采用均匀加载的计算分析结果精度更高,可满足大震下结构抗震性态分析的精度要求。接着针对相应的5层和7层RC框架隔震结构模型,进行了同样的对比分析。结果表明:对于RC框架隔震结构,采用均匀加载模式的Pushover分析在层间位移、隔震层位移等指标与非线性动力时程分析结果基本一致。与倒三角加载方式相比,Pushover方法的均匀分布加载方式明显精度更高,可满足隔震模型大震下抗震性能评价的精度要求。与非隔震结构相比,隔震结构层间位移和层间剪力大大降低,大震下其上部结构抗震性能仍处于基本弹性状态。采用均匀加载的Pushover分析方法是多层RC框架隔震结构抗震性能评估和优化设计的有效方法。考虑到部分重要建筑“巨震不倒”的要求,又运用Pushover分析方法对前述的RC框架隔震结构进行了极罕遇地震校核验算,结果表明,5层结构隔震层位移验算不满足要求,7层结构验算满足要求。这说明隔震结构在巨震下支座水平极限变形能力可能成为设计的控制关键因素,存在隔震层失效风险。最后比较了在极罕遇地震作用下,5层、7层框架非隔震与隔震结构的抗震性能差异。在极罕遇地震下,5层、7层的非隔震结构均发生倒塌,而相应的隔震结构仅处于中等破环的程度,充分实现“巨震不倒”,最大程度保障生命财产安全。同时也验证了Pushover方法对于隔震结果的设计校核、优化设计以及抗震性能评价的有效性。
姚婉婷[10](2020)在《四川省威州镇典型框架结构抗震性能评估》文中研究说明5.12汶川特大地震灾害后,大量专家赶赴灾区进行了震后鉴定工作,搜集到大量的房屋震害数据资料。根据汶川地震的震害数据可以发现框架结构的震害破坏较为严重,出现了大量局部破坏甚至倒塌的现象,使人们的生命财产遭受到严重的打击。同时,框架结构也是我国目前广泛应用的结构类型之一,且从多次地震中可以发现建筑的倒塌是引起人员伤亡的主要因素。因此,框架结构的破坏原因及其抗震性能的研究是土木工作者需要认真对待并且亟待解决的问题。为了深入研究框架结构的抗震性能,本文选取了威州镇三栋典型框架结构,对其进行了抗震性能评估,具体做了以下几方面工作:(1)选取威州镇三栋不同高度的典型框架结构,对其进行震害调查并分析造成其破坏的原因。(2)建立2层、6层与8层威州镇典型框架结构的Open Sees模型和Etabs模型,两者对比进行弹塑性验证,并对结构进行了震害复核验算,验证了三栋框架结构的模型分析结果均与实际震害情况相符。(3)采用四种水平荷载加载模式对结构进行Pushover分析,将其分析结果与非线性时程分析所得的响应结果进行对比分析,并对框架结构进行Pushover分析时水平荷载加载模式的选择提出了一些建议。(4)利用Open Sees有限元软件,采用基于IDA的地震易损性分析方法对三栋典型框架结构进行了抗震性能评估,绘制了不同地震动强度参数(PGV、Sa、PGA)下结构的IDA曲线簇,研究不同高度的框架结构的抗震性能;通过对比结构在不同地震动强度参数下的地震易损性矩阵,分析得到当结构进行抗震性能评估时,宜选取PGV作为地震动强度指标,其地震易损性分析结果与地震动的相关性较高,且计算结果偏保守较为可靠。
二、评估结构抗震能力的PUSHOVER方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、评估结构抗震能力的PUSHOVER方法(论文提纲范文)
(1)多高层钢结构案例基于性能目标的抗震分析与优化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 多高层钢结构的发展与现状 |
1.2.1 国内外多高层钢结构的发展 |
1.2.2 多高层钢结构的优点及问题 |
1.3 基于性能的抗震设计理论的发展及现状 |
1.3.1 基于性能的抗震设计理论产生背景 |
1.3.2 基于性能抗震理论的发展及现状 |
1.4 钢结构建筑的耗能减震 |
1.5 本文研究的主要内容 |
第2章 多高层钢结构基于性能的抗震设计及分析方法 |
2.1 引言 |
2.2 多高层钢结构基于性能抗震设计内容 |
2.2.1 地震作用水平 |
2.2.2 结构性能水平 |
2.2.3 结构性能指标及量化 |
2.2.4 结构性能目标 |
2.3 多高层钢结构基于性能抗震设计方法 |
2.3.1 直接基于位移的抗震设计方法 |
2.3.2 基于变形核验的设计方法 |
2.3.3 按延性系数设计法 |
2.4 多高层钢结构基于性能抗震分析方法 |
2.4.1 Pushover分析方法 |
2.4.2 弹塑性时程分析方法 |
2.5 本章小结 |
第3章 多高层钢结构案例Pushover分析与抗震性能评价 |
3.1 工程简介 |
3.1.1 工程概况 |
3.1.2 荷载情况 |
3.1.3 结构施工图及构件统计 |
3.2 反应谱分析结果与Pushover分析准备 |
3.2.1 计算模型的建立 |
3.2.2 反应谱计算结果 |
3.2.3 塑性铰的定义 |
3.2.4 荷载工况 |
3.3 Pushover分析结果与抗震性能评价 |
3.3.1 四种工况下的基底剪力-顶点位移曲线 |
3.3.2 四种工况下性能点的确定 |
3.3.3 结构的抗震性能评价 |
3.4 本章小结 |
第4章 多高层钢结构案例的抗震性能优化分析 |
4.1 引言 |
4.2 基于调整构件截面的抗震性能优化分析 |
4.2.1 结构构件截面的调整 |
4.2.2 调整截面后多高层钢结构 Pushover 分析结果与抗震性能评价 |
4.3 基于设置隔震支座的抗震性能优化分析 |
4.3.1 隔震支座的选型与布置 |
4.3.2 设置隔震支座后多高层钢结构Pushover分析结果与抗震性能评价 |
4.4 基于设置防屈曲支撑的抗震性能分析 |
4.4.1 防屈曲支撑的布置 |
4.4.2 设置防屈曲支撑后多高层钢结构Pushover分析结果与抗震性能评价 |
4.5 基于性能目标的不同优化方案抗震性能对比 |
4.5.1 层间位移角 |
4.5.2 塑性铰发展 |
4.5.3 层间剪力 |
4.6 本章小结 |
第5章 罕遇地震下多高层钢结构案例弹塑性时程分析与抗倒塌能力评价 |
5.1 引言 |
5.2 地震波的选用 |
5.3 多高层钢结构案例弹塑性时程分析结果与抗震性能对比评价 |
5.3.1 层间位移角 |
5.3.2 层间剪力 |
5.3.3 楼层位移 |
5.4 多高层钢结构案例抗倒塌能力评价 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论及展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(2)近断层脉冲型地震作用下砖石古塔的地震反应特征与易损性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 近断层地震动工程特征 |
1.2.2 砖石古塔损伤机制 |
1.2.3 地震易损性分析 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线图 |
第2章 砖石古塔有限元模型的建立 |
2.1 引言 |
2.2 龙护舍利塔的基本概况 |
2.3 龙护舍利塔基本参数的确定 |
2.3.1 塔体基本尺寸的确定 |
2.3.2 塔体材料参数的确定 |
2.3.3 材料的本构模型 |
2.4 ABAQUS建模及模型验证 |
2.4.1 ABAQUS建模 |
2.4.2 模型验证 |
2.5 本章小结 |
第3章 脉冲型地震动作用下砖石古塔地震反应分析 |
3.1 引言 |
3.2 动力参数的确定 |
3.3 地震动的选取 |
3.3.1 近断层脉冲型地震动的特征 |
3.3.2 地震动的选取和调整 |
3.4 近断层地震作用下砖石古塔动力弹塑性分析 |
3.4.1 水平位移响应对比分析 |
3.4.2 剪应力响应对比分析 |
3.4.3 加速度响应对比分析 |
3.5 基于Pushover方法的结构反应分析 |
3.5.1 Pushover分析方法 |
3.5.2 结构反应的确定 |
3.6 本章小结 |
第4章 砖石古塔损伤机制 |
4.1 引言 |
4.2 截面弯矩分析 |
4.2.1 等效静力分析方法 |
4.2.2 横截面位置及地震作用的确定 |
4.2.3 分析结果及结论 |
4.3 层间剪力分析 |
4.4 层间刚度分析 |
4.5 古塔损伤模拟 |
4.5.1 与真实震害的比较 |
4.5.2 损伤演化过程 |
4.6 本章小结 |
第5章 脉冲型地震作用下砖石古塔易损性 |
5.1 引言 |
5.2 易损性分析理论 |
5.3 易损性分析的各类参数 |
5.3.1 地震动的选取 |
5.3.2 地震强度参数 |
5.3.3 古塔破坏等级 |
5.4 砖石古塔地震易损性分析 |
5.4.1 地震需求的确定 |
5.4.2 单参数结构易损性分析 |
5.4.3 双参数结构易损性分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间取得的成果 |
致谢 |
(3)基于Pushover的双肢薄壁墩连续刚构桥抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 桥梁抗震分析方法 |
1.2.1 静力法 |
1.2.2 反应谱法 |
1.2.3 动态时程法 |
1.2.4 Static Pushover方法 |
1.2.5 Dynamic Pushover方法 |
1.3 基于性能的抗震设计理论 |
1.4 Pushover方法研究现状 |
1.4.1 Pushover国外研究概况 |
1.4.2 Pushover国内研究概况 |
1.5 本论文的研究意义和研究内容 |
1.5.1 本文的研究意义 |
1.5.2 本文的研究内容 |
第二章 Static Pushover的基本理论 |
2.1 Static Pushover的基本原理 |
2.2 水平推覆力分布模式 |
2.2.1 传统的水平推覆力分布 |
2.2.2 改进的水平推覆力分布 |
2.3 位移特征点的选取 |
2.4 能力谱方法 |
2.4.1 等效单自由度体系 |
2.4.2 等效线形体系 |
2.4.3 能力谱 |
2.4.4 需求谱 |
2.4.5 性能点与抗震性能评估 |
2.5 本章小结 |
第三章 有限元建模及控制参数的选取 |
3.1 工程背景 |
3.2 桥墩塑性铰长度及布置 |
3.3 非线性材料的本构方程 |
3.3.1 钢筋的本构方程 |
3.3.2 混凝土的本构方程 |
3.4 塑性铰的滞回模型 |
3.4.1 滞回模型的选择 |
3.4.2 M—φ曲线的求解 |
3.4.3 等效线性M—φ曲线 |
3.5 有限元模型 |
3.5.1 有限元模型的建立 |
3.5.2 特征点的选取 |
3.6 本章小结 |
第四章 Static Pushover计算分析 |
4.1 自振分析 |
4.2 反应谱分析及需求谱 |
4.2.1 反应谱及需求谱 |
4.2.2 振型分解反应谱法分析 |
4.3 五种传统Pushover推覆分析 |
4.4 振型组合推覆力分析 |
4.4.1 基本原理 |
4.4.2 推覆分析结果 |
4.5 多模态推覆分析 |
4.5.1 基本原理 |
4.5.2 推覆分析结果 |
4.6 Static Pushover结果对比 |
4.7 本章小结 |
第五章 Dynamic Pushover计算分析 |
5.1 Dynamic Pushover基本原理 |
5.2 地震波的选择 |
5.3 Dynamic Pushover推覆分析 |
5.4 Static Pushover与 Dynamic Pushover结果对比 |
5.5 基于Dynamic Pushover的损伤分析 |
5.5.1 损伤模型与损伤指标 |
5.5.2 损伤水平及抗震性能评估 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 后续展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(4)带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架结构影响系数研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 偏心支撑钢框架国内外研究现状 |
1.3 可替换剪切耗能梁段国内外研究进展 |
1.4 防屈曲支撑国内外研究现状 |
1.5 结构影响系数国内外研究现状 |
1.5.1 基于SDOF的研究进展 |
1.5.2 基于MDOF的研究进展 |
1.6 位移放大系数研究现状 |
1.7 已有研究存在的问题 |
1.8 研究技术路线和创新点 |
1.8.1 技术路线 |
1.8.2 课题的创新性 |
第2章 结构影响系数的基本理论及求解思路 |
2.1 结构影响系数的定义 |
2.2 分析方法 |
2.2.1 静力弹塑性分析方法 |
2.2.2 增量动力分析法 |
2.3 考虑高阶振型的能力谱法确定结构的目标位移 |
2.3.1 显着屈服点的确定 |
2.3.2 结构能力谱曲线的转化 |
2.3.3 结构的弹性需求谱 |
2.3.4 结构的弹塑性需求谱 |
2.4 结构影响系数的求解方法 |
2.4.1 基于结构地震目标位移的Pushover分析法求解结构影响系数 |
2.4.2 基于地震目标位移的IDA分析法求解结构影响系数 |
2.5 本章小结 |
第3章 静力推覆及振动台试验研究 |
3.1 结构模型设计方案 |
3.1.1 框架梁与框架柱的设计 |
3.1.2 可替换剪切耗能梁段的设计参数 |
3.1.3 防屈曲支撑设计 |
3.1.4 结构模型几何尺寸及模型编号 |
3.1.5 缩尺模型设计 |
3.3 有限元模型的建立 |
3.3.1 单元及材料本构的选择 |
3.3.2 结构模型的建立 |
3.3.3 结构模型的模态分析 |
3.4 静力推覆试验 |
3.4.1 试验加载装置 |
3.4.2 加载及测量方案 |
3.4.3 试验结果分析 |
3.4.4 应力分布及塑性铰产生顺序 |
3.5 振动台试验研究 |
3.5.1 加载方案 |
3.5.2 数据采集 |
3.5.3 试验过程及现象 |
3.5.4 位移反应及加速度反应 |
3.6 本章小结 |
第4章 Pushover分析法求解性能系数 |
4.1 基于结构设防地震性能需求位移求解结构影响系数 |
4.1.1. 各模型的性能曲线及初始刚度 |
4.1.2. 结构的屈服位移和屈服剪力 |
4.1.3. 结构的基底设计剪力V_d和顶点设计位移Δ_d |
4.1.4. 各模型的能力谱曲线 |
4.1.5 各模型的设防地震性能需求 |
4.1.6 各模型的罕遇地震性能需求 |
4.1.7 各模型的性能系数汇总 |
4.3 设计参数对各性能系数的影响 |
4.3.1 设计参数对结构影响系数R的影响 |
4.3.2 设计参数对结构位移放大系数C_d的影响 |
4.3.3 设计参数对结构超强系数R_Ω的影响 |
4.4 有限元静力非线性分析与试验结果对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 增量动力分析法求解性能系数 |
5.1 基于IDA能力谱法求解结构影响系数 |
5.1.1 一个结构模型的各性能系数求解 |
5.1.2 各结构模型的IDA分析曲线 |
5.1.3 各结构模型设防地震目标位移 |
5.1.4 各结构模型罕遇地震需求位移 |
5.1.5 各结构模型性能系数汇总 |
5.2 设计参数对各性能系数的影响 |
5.2.1 设计参数对结构影响系数R的影响 |
5.2.2 设计参数对位移放大系数C_d的影响 |
5.2.3 设计参数对结构超强系数R_Ω的影响 |
5.3 有限元动力非线性分析与试验结果对比 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
附录B 攻读学位期间所参与的项目 |
(5)钢结构异形柱框架结构的结构影响系数(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 背景 |
1.2 结构影响系数 |
1.2.1 结构影响系数的定义 |
1.2.2 结构影响系数的研究动态与发展现状 |
1.3 钢结构异形柱框架结构 |
1.3.1 钢结构异形柱框架结构概述 |
1.3.2 钢结构异形柱框架结构的重要性 |
1.4 本文研究的内容与目的 |
2 分析方法的选取及介绍 |
2.1 Midas软件简介及分析方法的选择 |
2.2 Pushover方法介绍 |
2.2.1 Pushover方法的原理 |
2.2.2 Pushover方法的优势 |
2.2.3 Pushover方法在国外的研究与发展 |
2.2.4 Pushover方法在国内的研究与发展 |
2.2.5 Pushover方法分析步骤 |
2.3 分析结果处理 |
2.4 本章小结 |
3 模型的选取与建立 |
3.1 建立案例模型 |
3.2 设计条件 |
3.3 结构布置 |
3.3.1 构件截面类型 |
3.3.2 构件截面尺寸 |
3.4 建筑模型及静力分析 |
3.4.1 三层模型 |
3.4.2 六层模型 |
3.4.3 九层模型 |
3.4.4 十二层模型 |
3.4.5 静力分析 |
3.5 本章小结 |
4 静力弹塑性分析与结构影响系数的求解 |
4.1 静力弹塑性分析控制方法的选取 |
4.2 静力弹塑性分析结果 |
4.2.1 基底剪力与顶点位移 |
4.2.2 能力谱与需求谱 |
4.2.3 结构的延性系数和超强系数 |
1.结构延性 |
2.结构超强 |
4.2.4 塑性铰类型的选择与定义 |
1.塑性铰的定义 |
2.本文分析塑性铰的布置 |
4.3 结构影响系数,结构延性系数,结构超强系数的求解过程 |
4.4 实例分析 |
4.4.1 荷载取值 |
4.4.2 三层算例求解过程 |
4.4.3 六层算例求解过程 |
4.4.4 九层算例求解过程 |
4.4.5 十二层算例求解过程 |
4.5 计算结果分析 |
4.6 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间所取得的研究成果 |
致谢 |
(6)采用软钢阻尼器的钢筋混凝土框架结构子结构基于延性设计研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 消能子结构概括 |
1.2.1 减震技术 |
1.2.2 消能子结构 |
1.3 消能子结构的研究现状及存在问题 |
1.3.1 消能子结构的研究现状 |
1.3.2 消能子结构存在的问题 |
1.4 本文研究目的及内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究内容 |
第2章 非线性静力弹塑性分析方法 |
2.1 PUSHOVER分析方法概述 |
2.1.1 Pushover分析的基本思路 |
2.1.2 基于水平位移模式下的等效单自由度体系 |
2.2 建立PUSHOVER曲线 |
2.2.1 建立结构的分析模型 |
2.2.2 荷载的加载模式 |
2.2.3 分析控制 |
2.3 ATC-40 能力谱分析方法 |
2.3.1 建立能力谱和需求谱 |
2.3.2 需求谱折减 |
2.3.3 与中国规范反应谱相关的参数转换 |
2.3.4 能力评价 |
2.4 本章小节 |
第3章 钢筋混凝土延性影响因素以及规律分析 |
3.1 钢筋混凝土结构延性抗震性能研究内容 |
3.1.1 延性概念 |
3.1.2 延性指标 |
3.1.3 刚度的退化特性分析 |
3.1.4 耗能分析 |
3.2 钢筋混凝土结构的延性设计分析 |
3.2.1 钢筋混凝土结构延性影响因素分析 |
3.2.2 钢筋混凝土框架结构抗震延性设计分析 |
3.3 PEER数据库试验数据分析 |
3.3.1 PEER数据库介绍 |
3.3.2 PEER数据库数据分析 |
3.3.3 试验结果 |
3.3.4 钢筋混凝土结构延性影响规律分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 消能子结构基于延性设计分析 |
4.1 引言 |
4.2 工程概括 |
4.3 消能子结构弹塑性模型建立 |
4.3.1 结构减震目标确定 |
4.3.2 结构模型的验证 |
4.3.3 软钢阻尼器及塑性铰的定义 |
4.3.4 侧向荷载模式以及分析工况 |
4.3.5 消能子结构弹塑性模型的确定 |
4.4 消能子结构弹塑性模型性能分析 |
4.4.1 结构剪力-位移曲线分析 |
4.4.2 结构阻尼器耗能分析 |
4.4.3 结构抗震性能分析 |
4.4.4 结构层间位移角分析 |
4.4.5 结构塑性铰发展分析 |
4.4.6 曲率延性系数分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A 攻读硕士学位期间所取得的成果 |
(7)新型高层大跨度盒式结构体系及其抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 盒式结构 |
1.2.1 结构介绍 |
1.2.2 盒式结构研究进展 |
1.3 空腹夹层板弹性交叉梁系计算方法 |
1.3.1 交叉梁系柔度法的基本假定 |
1.3.2 交叉梁系柔度法在空腹夹层板中的应用 |
1.4 结构抗震性能评估 |
1.4.1 结构抗震性能计算方法 |
1.4.2 结构概率地震易损性评估方法 |
1.5 本文研究内容 |
1.6 参考文献 |
第二章 空腹梁塑性性能及等代计算方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 现有设计方法及研究的不足 |
2.3 空腹梁实验研究 |
2.3.1 利用交叉梁系法简化试验 |
2.3.2 试验构件设计 |
2.3.3 试验材性 |
2.3.4 加载情况及测点布置 |
2.4 试验现象及结果 |
2.4.1 破坏模式 |
2.4.2 应力应变分析 |
2.5 有限元分析 |
2.5.1 模型建立 |
2.5.2 模型校核 |
2.5.3 参数分析 |
2.5.4 结果分析 |
2.6 修正的设计方法 |
2.6.1 理论分析 |
2.6.2 理论验证及讨论 |
2.6.3 修正后的设计方法 |
2.7 案例分析 |
2.7.1 工程介绍 |
2.7.2 分析结果及讨论 |
2.8 本章小结 |
2.9 参考文献 |
第三章 网格式框架优化设计方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 网格式框架工作原理 |
3.2.1 现有设计方法 |
3.2.2 修正的设计方法 |
3.2.3 修正后的设计方法 |
3.3 试验及模拟校核 |
3.3.1 试验现象 |
3.3.2 有限元模型建模方法 |
3.3.3 修正后的设计方法与现有设计方法设计的网格式框架对比分析 |
3.4 案例分析 |
3.4.1 结构介绍 |
3.4.2 地震波选取 |
3.4.3 时程分析结果 |
3.4.4 增量动力分析(IDA) |
3.4.5 易损性分析 |
3.5 本章小结 |
3.6 参考文献 |
第四章 盒式结构最佳适用高度及整体抗震性能分析 |
4.1 引言 |
4.2 分析模型建立 |
4.2.1 50m结构模型 |
4.2.2 90m结构模型 |
4.2.3 145m结构模型 |
4.3 有限元模型建立 |
4.4 静力推覆分析 |
4.4.1 静力推覆分析方法介绍 |
4.4.2 50m结构Pushover分析结果 |
4.4.3 90m结构pushover分析结果 |
4.4.4 145m结构pushover分析结果 |
4.5 增量动力分析 |
4.5.1 增量动力分析介绍 |
4.5.2 增量动力分析参数 |
4.5.3 增量动力分析结果 |
4.5.4 地震易损性分析 |
4.6 本章小结 |
4.7 参考文献 |
第五章 装配式盒式结构振动台试验研究及有限元模拟 |
5.1 引言 |
5.2 试验概况 |
5.2.1 原型结构 |
5.2.2 试验设备及模型结构制作 |
5.2.3 试验仪器及测点布置 |
5.2.4 试验使用的地震动记录及加载顺序 |
5.3 试验结果 |
5.3.1 结构动力特性 |
5.3.2 结构破坏模式 |
5.3.3 结构加速度及层间剪力响应 |
5.3.4 结构位移响应 |
5.4 高层大跨度装配式盒式结构地震响应特征分析 |
5.5 数值分析 |
5.5.1 数值模型建立 |
5.5.2 有限元模型校核 |
5.6 盒式结构及框架结构对比分析 |
5.6.1 对比分析有限元模型的建立 |
5.6.2 两结构在地震下的结构响应 |
5.6.3 结构破坏模式 |
5.6.4 讨论及设计建议 |
5.7 本章小结 |
5.8 参考文献 |
第六章 考虑地震输入角随机性的盒式结构概率地震需求分析及易损性分析 |
6.1 引言 |
6.2 概率地震需求分析及易损性分析 |
6.2.1 概率地震需求模型 |
6.2.2 地震动强度指标判别标准 |
6.3 盒式结构最佳地震动强度指标选取与评价 |
6.3.1 原型结构的设计 |
6.3.2 有限元模型的建立 |
6.3.3 地震动强度指标的选取 |
6.3.4 地震波的选取 |
6.3.5 地震动强度指标的评价及选取 |
6.4 概率地震易损性分析 |
6.4.1 极限状态的定义 |
6.4.2 多方向增量动力分析 |
6.4.3 增量动力分析结果 |
6.4.4 考虑地震动不确定性的概率地震易损性分析 |
6.5 结论 |
6.6 参考文献 |
第七章 某实际高层框架结构与盒式结构的抗震性能对比分析 |
7.1 引言 |
7.2 原型结构设计 |
7.2.1 结构设计参数 |
7.2.2 框架结构及盒式结构设计 |
7.2.3 有限元模型建立 |
7.3 结构地震响应分析 |
7.3.1 时程记录 |
7.3.2 结构动力特征响应 |
7.3.3 地震分析结果 |
7.3.4 结构塑性发展 |
7.3.5 Park-Ang损伤分析 |
7.4 本章小结 |
7.5 参考文献 |
第八章 结论与展望 |
8.1 本文结论 |
8.1.1 考虑空腹梁局部弯矩、剪切变形和线刚度比的设计方法 |
8.1.2 考虑梁柱转动及剪切变形的修正网格式框架设计方法 |
8.1.3 高层大跨度盒式结构整体抗震分析与评估 |
8.1.4 基于实际工程的装配式盒式结构与框架结构案例分析 |
8.2 研究不足及展望 |
附录 |
附录A 考虑地震输入角随机性的概率地震分析所选取的地震动记录 |
附录B 盒式结构最佳地震动强度指标评价 |
附录C 考虑输入角随机性的IDA分析结果 |
致谢 |
个人简历、在读期间发表学术论文与研究成果 |
(8)考虑节点初始裂纹和累积损伤的钢框架地震易损性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 梁柱节点焊缝质量对结构抗震性能的影响 |
1.1.2 结构累积损伤对结构抗震性能的影响 |
1.1.3 钢结构易损性是地震安全评定的重要内容 |
1.2 钢结构节点初始裂纹研究进展 |
1.2.1 初始裂纹概述 |
1.2.2 初始裂纹的研究现状 |
1.2.3 初始裂纹的模拟方法 |
1.2.4 初始裂纹对钢结构抗震性能的影响 |
1.3 累积损伤的研究进展 |
1.3.1 损伤指数D |
1.3.2 累积损伤研究现状 |
1.3.3 钢结构节点累积损伤对钢结构抗震性能的影响 |
1.4 概率地震易损性的研究进展 |
1.4.1 经验法地震易损性 |
1.4.2 判断法地震易损性 |
1.4.3 理论法地震易损性 |
1.4.4 混合法地震易损性 |
1.5 本文主要研究内容 |
1.5.1 问题的提出和研究对象 |
1.5.2 研究思路和流程 |
1.5.3 研究内容和方法 |
第二章 含初始裂纹梁柱节点试验研究及有限元分析 |
2.1 裂纹分类及计算假定 |
2.1.1 裂纹的分类 |
2.1.2 裂纹计算假定 |
2.2 扩展有限元(XFEM)基础 |
2.2.1 ABAQUS中扩展有限单元法的基本原理 |
2.2.2 ABAQUS中扩展有限元裂纹研究方法 |
2.2.3 裂纹扩展方向的定义 |
2.3 试验设计 |
2.3.1 试验目的 |
2.3.2 初始裂纹深度计算和设计 |
2.3.3 试件设计 |
2.3.4 初始裂纹的检测 |
2.3.5 试验加载制度 |
2.3.6 试件测量 |
2.4 试验现象及破坏形态 |
2.5 节点焊缝有限元计算 |
2.5.1 构件尺寸 |
2.5.2 有限元模型 |
2.5.3 材料参数 |
2.5.4 试验结果及有限元对比分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 节点含不同深度初始裂纹数值模拟 |
3.1 不同位置、不同深度初始裂纹扩展模拟 |
3.1.1 梁下翼缘焊缝区域不含初始裂纹 |
3.1.2 初始裂纹在梁下翼缘焊缝区域左侧 |
3.1.3 初始裂纹在梁下翼缘焊缝区域中间 |
3.1.4 初始裂纹在梁下翼缘焊缝区域右侧 |
3.2 加载方式对节点性能的影响 |
3.2.1 变幅循环对节点性能的影响 |
3.2.2 等幅循环对节点性能的影响 |
3.3 不同位置初始裂纹对节点性能的影响 |
3.3.1 破坏模式对比分析 |
3.3.2 退化特性对比分析 |
3.3.3 损伤曲线对比分析 |
3.3.4 断裂性能对比分析 |
3.4 节点损伤与宏观力学性能的关系 |
3.4.1 不同初始裂纹节点屈服点拟合 |
3.4.2 不同初始裂纹节点极限点拟合 |
3.5 基于节点失效的杆件模型 |
3.5.1 焊接节点简化计算 |
3.5.2 连接器杆件模型建模 |
3.5.3 节点失效和性能判别 |
3.6 本章小结 |
第四章 考虑初始裂纹的钢框架抗震能力分析 |
4.1 抗震能力模型 |
4.2 基于性能抗震设计方法 |
4.2.1 设防水准 |
4.2.2 性能水准 |
4.3 结构整体破坏状态的划分和极限状态的定义 |
4.3.1 破坏状态与极限状态 |
4.3.2 破坏状态的划分 |
4.3.3 极限状态的定义 |
4.4 结构性能指标的确定方法——Pushover(静力弹塑性)分析方法 |
4.4.1 基本原理 |
4.4.2 水平加载模式 |
4.4.3 Pushover分析的一般步骤 |
4.5 钢框架模型设计 |
4.5.1 结构设计 |
4.5.2 含不同初始裂纹节点数值拟合 |
4.5.3 钢框架动力特性验证 |
4.6 节点不考虑损伤的钢框架模型Pushover分析 |
4.6.1 性能指标的选取 |
4.6.2 钢框架结构Pushover分析 |
4.7 节点考虑累积损伤的钢框架模型Pushover分析 |
4.7.1 损伤指数的定义 |
4.7.2 损伤研究的三个层次 |
4.7.3 单参数损伤模型 |
4.7.4 考虑累积损伤双参数损伤模型 |
4.8 本章小结 |
第五章 考虑初始裂纹的钢框架地震需求分析 |
5.1 基于IDA方法的钢框架概率地震需求分析 |
5.1.1 增量动力分析法(IDA)基本原理 |
5.1.2 概率地震需求模型 |
5.1.3 概率地震需求分析步骤 |
5.2 地震动记录的选取和调整 |
5.2.1 地震动记录的选取 |
5.2.2 地震动记录的调整 |
5.3 结构随机变量 |
5.3.1 初始裂纹的不确定性 |
5.3.2 不确定因素的选取 |
5.3.3 考虑初始裂纹深度的结构-地震动样本对 |
5.3.4 整体钢框架结构损伤模型 |
5.4 整体钢框架地震模型需求分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 考虑初始裂纹的钢框架地震易损性分析 |
6.1 地震易损性分析方法 |
6.1.1 绘制地震易损性曲线方法 |
6.1.2 地震易损性分析基本原理 |
6.1.3 地震易损性曲线数学模型 |
6.2 钢框架模型地震易损性分析 |
6.3 钢框架模型地震易损性曲线 |
6.4 初始裂纹深度增大的钢框架模型地震易损性曲线 |
6.5 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 主要研究工作和结论 |
7.2 创新点 |
7.3 进一步研究工作的建议 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士期间的学术成果 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
攻读博士学位期间参与的项目 |
附录1 |
F.1.1 初始裂纹在梁下翼缘焊缝区域左侧 |
F.1.2 初始裂纹在梁下翼缘焊缝区域中间 |
F.1.3 初始裂纹在梁下翼缘焊缝区域右侧 |
附录2 |
F.2.1 初始裂纹_(0 max)a (28)0.0mm、_(0 max)a (28)0.089mm结构-地震动样本对 |
F.2.2 初始裂纹_(0 max)a (28)0.0979mm、_(0 max)a (28)0.1068mm结构-地震动样本对 |
F.2.3 初始裂纹_(0 max)a (28)0.0979mm、_(0 max)a (28)0.1068mm地震作用下结构的反应 |
(9)Pushover分析方法在RC框架隔震结构的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 基于性能的抗震设计理论和Pushover方法 |
1.2.1 基于性能的抗震设计理论 |
1.2.2 Pushover分析方法概述 |
1.2.2.1 国外的发展历程 |
1.2.2.2 国内的发展历程 |
1.3 隔震技术概述 |
1.3.1 隔震技术的国内外发展历程 |
1.3.1.1 国外发展历程 |
1.3.1.2 国内发展历程 |
1.4 本文研究的意义和主要内容 |
1.4.1 本文研究的意义 |
1.4.2 本文研究的主要内容 |
第2章 Pushover分析方法 |
2.1 引言 |
2.2 Pushover分析方法的基本原理与假定 |
2.3 等效单自由度体系 |
2.4 能力谱法 |
2.4.1 能力谱法的基本步骤 |
2.4.2 建立能力谱和需求谱 |
2.4.3 需求谱的折减 |
2.4.4 美国规范与中国规范反应谱的参数转换 |
2.5 Pushover分析方法在Sap2000 中的实现 |
2.5.1 Pushover水平侧向力分布模式 |
2.5.2 塑性铰概述 |
2.6 本章小结 |
第3章 RC框架非隔震结构的Pushover分析 |
3.1 工程概况 |
3.2 结构模型的验证 |
3.3 两种加载方式的Pushover分析方法的计算分析 |
3.3.1 5层非隔震结构 |
3.3.2 7层非隔震结构 |
3.4 非线性时程分析方法 |
3.4.1 非线性时程分析方法简介 |
3.4.1.1 结构微分运动方程求解 |
3.4.2 非线性的类型 |
3.4.3 地震波的选取 |
3.5 非线性时程分析与Pushover分析结果对比 |
3.5.1 层间位移角 |
3.5.2 塑性铰状态 |
3.5.3 层间剪力 |
3.6 本章小结 |
第4章 RC框架隔震结构的Pushover分析 |
4.1 隔震模型的建立 |
4.1.1 等效阻尼比 |
4.2 两种不同加载模式的Pushover计算分析 |
4.2.1 5层隔震结构 |
4.2.2 7层隔震结构 |
4.3 非线性抗震性能评估与Pushover分析结果对比 |
4.3.1 层间位移角 |
4.3.2 塑性铰状态 |
4.3.3 层间剪力 |
4.3.4 基于Pushover分析的隔震结构抗震性能评价 |
4.3.5 隔震层位移 |
4.4 依据隔规反应谱的Pushover分析 |
4.4.1 5层隔震结构 |
4.4.2 7层隔震结构 |
4.5 隔震层能量分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 极罕遇地震下的隔震结构Pushover分析和抗震性能评价 |
5.1 引言 |
5.2 极罕遇地震下隔震结构的Pushover分析设计校核 |
5.2.1 5层隔震结构巨震设计校核 |
5.2.2 7层隔震结构巨震设计校核 |
5.3 极罕遇地震非线性分析与Pushover分析结果对比 |
5.3.1 极罕遇地震非线性分析的地震波选取 |
5.3.2 极罕遇地震下非线性时程分析与Pushover分析结果比较 |
5.4 极罕遇地震下非隔震结构和隔震结构抗震性能对比 |
5.4.1 5层非隔震结构 |
5.4.2 7层非隔震结构 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(10)四川省威州镇典型框架结构抗震性能评估(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 框架结构抗震性分析方法国内外研究现状 |
1.2.1 Pushover分析方法的国内外研究现状 |
1.2.2 增量动力分析方法的国内外研究现状 |
1.2.3 易损性分析方法的国内外研究现状 |
1.3 威州镇框架结构建筑概况 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 威州镇典型框架结构选取及建模 |
2.1 引言 |
2.2 典型框架结构的选取及其震害情况 |
2.2.1 二层框架结构 |
2.2.2 六层框架结构 |
2.2.3 八层框架结构 |
2.3 Open Sees有限元软件 |
2.3.1 开发背景及构架 |
2.3.2 材料本构关系 |
2.3.3 纤维截面 |
2.3.4 非线性梁柱单元 |
2.3.5 模型参数取值 |
2.4 分析模型 |
2.4.1 弹塑性模型的建立 |
2.4.2 弹塑性模型的验证 |
2.5 模型与结构实际震害对比验证 |
2.6 本章小结 |
第三章 框架结构的静力弹塑性分析 |
3.1 引言 |
3.2 静力弹塑性分析方法 |
3.2.1 基本原理及步骤 |
3.2.2 水平荷载模式的选择 |
3.2.3 目标位移点的确定 |
3.3 Pushover分析和非线性时程分析结果对比 |
3.3.1 非线性时程分析 |
3.3.2 Pushover分析 |
3.3.3 两种分析方法结果对比 |
3.4 本章小结 |
第四章 框架结构基于IDA的地震易损性分析 |
4.1 引言 |
4.2 IDA分析方法 |
4.2.1 基本原理 |
4.2.2 地震动的选取 |
4.2.3 地震动的调幅 |
4.2.4 结构损伤指标和地震动强度指标的确定 |
4.3 地震易损性分析方法 |
4.3.1 基本原理 |
4.3.2 结构易损性计算方法 |
4.3.3 结构极限状态倒塌点的定义 |
4.3.4 结构的破坏指标与破坏等级 |
4.4 三栋典型框架结构IDA曲线簇和分位线绘制 |
4.4.1 三栋框架结构IDA曲线簇绘制 |
4.4.2 三栋框架结构IDA分位线绘制 |
4.5 结构地震易损性分析 |
4.5.1 基于PGV的地震易损性分析 |
4.5.2 基于Sa的地震易损性分析 |
4.5.3 基于PGA的地震易损性分析 |
4.5.4 基于PGV、Sa、PGA的地震易损性分析对比 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
四、评估结构抗震能力的PUSHOVER方法(论文参考文献)
- [1]多高层钢结构案例基于性能目标的抗震分析与优化[D]. 张鹏. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]近断层脉冲型地震作用下砖石古塔的地震反应特征与易损性研究[D]. 韩峻雯. 扬州大学, 2021(08)
- [3]基于Pushover的双肢薄壁墩连续刚构桥抗震性能研究[D]. 杨耀邦. 长安大学, 2021
- [4]带可替换双槽钢型剪切耗能梁段防屈曲偏心支撑钢框架结构影响系数研究[D]. 李鑫炜. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]钢结构异形柱框架结构的结构影响系数[D]. 周明潭. 中北大学, 2021(09)
- [6]采用软钢阻尼器的钢筋混凝土框架结构子结构基于延性设计研究[D]. 周娜敏. 昆明理工大学, 2021(01)
- [7]新型高层大跨度盒式结构体系及其抗震性能研究[D]. 陈志鹏. 东南大学, 2021
- [8]考虑节点初始裂纹和累积损伤的钢框架地震易损性分析[D]. 左媛. 东南大学, 2021
- [9]Pushover分析方法在RC框架隔震结构的应用研究[D]. 陈思成. 北京建筑大学, 2020(07)
- [10]四川省威州镇典型框架结构抗震性能评估[D]. 姚婉婷. 广州大学, 2020(02)