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簡介:填充墻框架結構由于其結構布置的靈活性、空間大和施工方便等特點,被廣泛的應用到了房屋建筑中。在實際工程中,很多設計都把填充墻當作外荷載添加到結構中,沒有合理的考慮填充墻與框架之間的協(xié)同作用,只根據填充墻轉化為外荷載的大小,對框架結構整體自振周期進行簡單的折減。試驗研究表明填充墻對框架結構的承載力、剛度、變形能力都有著很大的影響,忽略填充墻對框架的影響所產生的破壞是很嚴重的。因此,在抗震設計計算中,考慮填充墻與框架的共同作用是至關重要的。而且隨著科技的發(fā)展,填充墻材料的使用也不僅限于傳統(tǒng)的粘土磚。目前國內外對填充墻框架的研究有很多,但是在計算模型和方法上還是存在著一些問題,需要進一步解決,為了研究不同材料填充墻與框架共同作用的情況,本文進行了以下工作1、利用軟件ASGEN,在考慮填充墻材料、分布等不同情況下,建立模型,來探討填充墻對框架的影響。2、本文采用填充墻元簡化模型,考慮填充墻剛度折減在填充墻布置不同和材料不同的情況下建立模型,并與規(guī)范中的采用填充墻以荷載形式加入結構的方法進行比較。在ASGEN軟件中,共建立10種模型來進行對比,一個純框架結構模型1,其中填充墻材質不同的三個模型2(填充墻為混凝土空心砌塊)、3(填充墻為空心砌塊),4(填充墻為粘土磚),與其相對應的把填充墻當作外荷載加入到框架中的模型Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,在填充墻布置數(shù)量一定的情況下,填充率為30%,改變其位置建立模型A布置在下三層,模型B布置在中間三層,模型C布置在頂三層進行對比。3、通過模態(tài)分析對比相應的結構模型,進行研究不同材料的填充墻對框架結構的自振周期影響,分別討論了填充墻材料、布置方法和填充墻以何種形式加入結構對自振周期的影響。4、通過反應譜分析和時程分析來研究填充墻的加入對結構體系的層最大水平位移和樓層剪力的影響。
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簡介:全球地震頻發(fā),嚴重威脅人類的生命和財產安全。鋼筋混凝土框架結構在我國應用廣泛,學者們研究發(fā)現(xiàn)填充墻對框架結構的影響是不能忽視的,因此,開展填充墻RC框架結構地震易損性分析成為預防大震下框架結構損壞甚至倒塌的關鍵環(huán)節(jié)之一。為此,本文主要做了以下工作1對本文采用的分析程序OPENSEES進行基本的介紹,同時闡述了在該程序中結構有限元模型的單元的選擇和材料模型參數(shù)的確定,重點介紹了用來模擬框架結構塑性鉸破壞的彈簧單元及其材料模型改進的IBARRAMEDINAKRAWINKLER退化模型和用來模擬填充墻與主體框架相互作用的桁架單元及其材料模型IBARRAMEDINAKRAWINKLER退化模型。2利用OPENSEES軟件選擇前述的單元模型和材料模型建立了兩個單層單跨框架模型,通過軟件模擬低周反復加載全過程,并與原試驗結構進行對比,證明了該精細化模型能夠準確的模擬出填充墻RC框架結構的非線性性能。3采用前面所述的單元模型和材料模型建立4榀7層3跨的平面框架,對這4榀框架進行IDA分析得到結構的IDA曲線,進而得出結構的易損性曲線,通過對比IO狀態(tài)、LS狀態(tài)和CP狀態(tài)下易損性曲線,發(fā)現(xiàn)當填充墻體采用新型墻體材料時,結構遭遇的地震強度較小時,填充墻作為結構的第一道防線,對于結構抗震是有利的,但當結構遭遇的地震強度較大時,填充墻較快耗能并破壞,而破壞后的填充墻可能會使結構的抗倒塌性能降低同時,發(fā)現(xiàn)采用實心黏土磚作為填充墻體的RC框架在四個模型中抗震性能最好,但實心黏土磚已被國家明令禁止,故以新型砌體材料為填充墻的RC框架的設計過程中應更為準確的判斷填充墻對結構抗震的影響,不應按照傳統(tǒng)墻體材料考慮,過于樂觀的估計填充墻體作為第一道抗震防線的作用。
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簡介:近些年來,土結構相互作用體系理論的深入發(fā)展以及大量的震害調研結果表明基于“剛性基底”假設的抗震思想越來越凸顯其不合理之處,相較而言,土結構相互作用體系由于考慮了上部結構與地基土的共同作用,能更好地模擬現(xiàn)實結構在地震時的實際反應。然而完整的土結構分析模型勢必造成計算量的大幅提升,為分析過程帶來困難。本文基于土結構相互作用體系研究直接分析方法,采用“兩步法”的分析思路建立土結構體系地震反應分析的簡化方法。具體思路是第一步將依賴上部復雜結構體系固有的動力特征,將其簡化為“質量串”模型并構造該模型的單元剛度及質量矩陣,建立了簡化的三維土結構相互作用分析模型,在簡化模型底部土體底邊界處輸入基巖地震動,可獲得三維土結構相互作用體系結構基礎處的等效輸入。第二步恢復上部復雜結構體系,建立常規(guī)的“剛性基底”地震動輸入模型,采用第一步獲得的等效輸入地震計算其地震反應。此基礎上,對比了不同類別的地震輸入輸入方式以及是否考慮土結構相互作用等不同工況下上部復雜結構地震反應的差異。本文主要的工作如下1回顧和總結了土結構相互作用體系課題的發(fā)展歷程和現(xiàn)有的研究分析方法的優(yōu)缺點,并在此基礎上詳細分析闡述了本文中土結構相互作用體系采用的分析方法“兩步法”的理論依據。2回顧和總結了結構動力分析簡化模型的類別,并提出了本文中采用的上部結構簡化方法利用ABAQUS有限元軟件提供的用戶子程序功能,自定義新的用戶單元,將上部結構簡化為“質量串”模型,通過比較簡化前后模型的自振周期和振型等動力特性,來驗證該簡化方法的合理性和適用性。3建立土結構相互作用體系的簡化模型,采用了時域顯式有限元法計算結構的等效輸入。4建立不考慮相互作用體系的場地反應模型,計算其地震反應。對比不同地震動輸入特征,探討不同地震動輸入方式對反應譜的影響,為高層結構選取合理的地震動輸入提供一定的參考依據。5通過分析比較高層框架結構在考慮與不考慮土結構相互作用兩種不同工況下的地震反應的差別,總結關于地震作用對結構地震反應的影響規(guī)律,為高層建筑結構的合理設計提供有一定參考意義的結論。6總結了本文的工作,在此基礎上提出了對未來工作的展望。
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簡介:全世界每年約發(fā)生地震500萬次,這不僅給人們帶來巨大的直接經濟損失,而且震后所導致的人員傷亡情況十分慘重。隨著高層建筑抗震理論的快速發(fā)展,高層建筑減震控制途徑逐漸有了很大的突破和應用,而對于高層鋼框架結構而言,設置阻尼器則是簡便有效的減震措施之一。位移型阻尼器分為金屬阻尼器和摩擦阻尼器兩種,在高層鋼框架結構中不管設置的是金屬阻尼器還是摩擦阻尼器,其本質上都是它們給框架提供附加阻尼,消耗地震波的能量輸入,確保結構的安全可靠性。論文在查閱大量關于位移型阻尼器的國內外文獻的基礎上,列出了位移型阻尼器的類別、各自的優(yōu)缺點以及近些年來的發(fā)展狀況,并介紹了減震基本原理和各自的恢復力模型。在貴州大學空間結構中心袁波等人研究的基礎上,定義了新的開洞尺寸的金屬阻尼器,在有限元分析軟件中對其進行擬靜力加載分析,得出各滯回參數(shù)。利用SAP2000有限元軟件中的連接單元,將該阻尼器安裝到五層鋼框架結構中,該阻尼器的滯回曲線呈梭形,耗散的地震能量約為總輸入能量的三分之二。論文又具體分析了十二層的高層鋼框架結構,該結構共定義了四種工況模型,即無控結構模型、均設置單斜桿摩擦耗能支撐的結構模型、均設置橢圓形開洞阻尼器的結構模型和設置這兩種阻尼器的結構模型。根據建筑結構場地類別和結構特征周期等因素選取ELCENTRO波、TAFT波和人工波,這三種地震波的輸入方向均為結構橫向,利用SAP2000有限元分析軟件對這四種結構工況進行多遇地震作用下和罕遇地震作用下的仿真分析。通過對這四種模型的樓層層間位移、樓層層間位移角、樓層最大加速度、樓層最大剪力和能量曲線這幾方面的分析可得,在承受多遇地震作用時,單斜桿摩擦耗能支撐僅能起到普通支撐的作用,結構在均設置橢圓形開洞阻尼器時耗散地震能量的效果最佳,在這三種地震波作用下其消耗的地震能量分別為4455%、3939%和4444%,并且結構未進入到塑性階段。在承受罕遇地震作用時,兩種阻尼器均能發(fā)揮各自良好的耗能性能,結構在設置兩種類型阻尼器的減震效果最佳,在這三種地震波作用下其消耗的地震能量分別為2091%、1839%和2182%,結構的部分構件有一定的塑性發(fā)展。
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簡介:框架核心筒結構在工程中的應用日益廣泛,是高層以及超高層結構常用的主要結構形式之一。當結構的抗側剛度不滿足規(guī)范要求時,通常在結構中設置加強層提高結構側向剛度,減小結構側向位移。但加強層增大了結構局部剛度,讓結構在高度方向剛度發(fā)生突變,不利于結構抗震。帶加強層鋼筋混凝土框架核心筒結構地震作用下的的損傷破壞機制仍需進一步研究。本文參考相關文獻,設計了比較典型的帶加強層鋼筋混凝土框架核心筒結構計算模型,首先通過對低周反復荷載作用下的梁柱節(jié)點及短肢剪力墻進行模擬,對比試驗結果,論證材料模型的合理性;建立三維有限元模型,通過彈性和彈塑性時程分析研究結構薄弱層的分布情況,并采用子模型法對薄弱層進行分析,通過對比子模型與整體模型的單元應力應變分布、節(jié)點位移等的差異,驗證了子模型在三維實體有限元計算中的計算精度與合理性;進而基于子模型方法,研究了強震作用下加強層附近薄弱區(qū)域的變形特性與損傷分布情況,分析了結構的地震破壞機理。最后,建立更為精確的節(jié)點子模型,模擬節(jié)點的破壞過程。計算結果表明①混凝土塑性損傷模型與鋼筋理想彈塑性模型能夠準確模擬材料非線性行為。②由彈性時程分析可知,加強層一定程度上改變了其附近樓層的應力分布,在加強層處,層間位移角發(fā)生明顯突變,加強層及其附近樓層是薄弱環(huán)節(jié)。③在設防烈度罕遇地震作用下,框架柱損壞程度較小,框架梁梁端先后出現(xiàn)塑性鉸;核心筒剪力墻與框架梁節(jié)點處損傷較大,與伸臂桁架連接點混凝土破壞程度最大。④節(jié)點子模型計算表明地震過程中框架節(jié)點梁端最先出現(xiàn)裂縫,隨著混凝土梁破壞程度增大,柱節(jié)點出現(xiàn)裂紋,裂紋沿水平方向發(fā)展,節(jié)點核心區(qū)域混凝土損壞。⑤計算表明子模型的彈性和彈塑性計算結果精度高,因此可將子模型技術應用于高層建筑結構有限元分析中。
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簡介:性能抗震設計基于抗震設防水準,而抗震設防水準主要表現(xiàn)為抗震設防烈度和地震動參數(shù),因此,設防烈度的合理選擇將直接影響結構抗震性能目標的實現(xiàn)。我國正在編制第五代“地震烈度區(qū)劃圖”,烈度的調整會帶來結構抗震設計和抗震性能的變化,研究在不同設防烈度下多水準抗震性能目標的實現(xiàn)和提高設防烈度對RC框架結構抗震設計及抗震性能的影響,對基于性能的抗震設計的發(fā)展和設防烈度的合理調整都具有重要意義。本文基于PUSHOVER分析,以抗震設防烈度作為抗震設計的變量,研究了采用不同設防烈度進行性能抗震設計對結構抗震性能的影響。主要研究工作如下首先采用PKPM軟件對樓層數(shù)不同、抗震設防烈度依次提高的三組(18個)RC框架結構進行了抗震設計,對比分析了提高抗震設防烈度對結構截面尺寸、混凝土和鋼筋用量以及其他控制結構整體抗震性能的主要參數(shù)的影響,研究結構在不同設防烈度下的變形特征和動力特性。然后采用SAP2000軟件對12個RC框架結構進行了PUSHOVER分析,并對PUSHOVER分析方法的幾個關鍵問題進行了研究。比較了彈塑性需求譜的建立方法,分析了改進的等效阻尼比彈性反應譜法與傳統(tǒng)方法的差異性。最后,以建筑工程抗震性態(tài)設計通則(試用CECS1602004)為基礎,提出了由結構層間位移角和構件塑性鉸發(fā)展機制相結合的RC框架結構抗震性能水平綜合劃分標準,并用該劃分標準對按不同設防烈度設計的4個八層結構模型在不同地震水準作用下進行了抗震性能評估和性能水平的評定,重點研究了基于不同設防烈度進行抗震設計對結構抗震性能的影響。
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簡介:碩士學位論文鋼筋混凝土框架結構震后安全性評估鋼筋混凝土框架結構震后安全性評估THESAFETYEVALUATIONOFREINFCEDCONCRETEFRAMESTRUCTUREAFTEREARTHQUAKE作者姓名賀文洲學科、專業(yè)防災減災工程及防護工程學號21406115指導教師王國新教授完成日期2017年5月大連理工大學DALIANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY大連理工大學碩士學位論文I摘要對震后災區(qū)結構進行安全評估以確定其損傷程度,是地震工程領域非常重要的工作之一,對震后救援及震后建筑加固都具有很重要的意義救援人員可以此為依據制定相應的救援措施,在對被困人員實施救援的同時,最大程度的保證救援人員自身安全;根據結構損傷程度的不同,采取相應的處理方案;對于損傷程度較大的結構,及時疏散其中人員,避免二次災害的發(fā)生;對于結構的薄弱構件或薄弱層,采取與之對應的處理措施,做到人盡其用、物盡其用。傳統(tǒng)的震后結構安全評估多集中在對結構或構件損傷的定性分析上,由專業(yè)人員對結構構件的損傷情況進行觀察、統(tǒng)計、加權、計算,其特點是快速、易于操作,但缺乏嚴謹?shù)睦碚?,且統(tǒng)計結果取決于現(xiàn)場統(tǒng)計人員的主觀認定,具有較大的隨機性,尤其是災區(qū)情況復雜,若出現(xiàn)入口被封堵的情況,則觀察人員無法對其中構件損傷情況進行統(tǒng)計。因此,選用一種通用性強且有理論基礎的安全評估方案就顯得尤為重要。本文所做主要工作如下(1)詳細介紹了目前常用的基于損傷指數(shù)的地震損傷模型,經對比,雙參數(shù)損傷模型較單參數(shù)損傷模型可以給出更多結構損傷的信息,結果更為準確。其中,呂大剛王光遠損傷模型符合雙參數(shù)損傷模型的定義,計算公式簡單,并且很好地解決了大多數(shù)損傷模型上下界不收斂的問題,因此本文選用此模型計算結構構件的損傷指數(shù)。(2)以開源有限元程序OPENSEES為平臺,建立鋼筋混凝土柱的數(shù)值模型,進行低周往復分析,繪制滯回曲線,與實驗數(shù)據對比,以驗證OPENSEES進行結構數(shù)值計算的正確性。(3)建立6層框架結構的數(shù)值模型并進行非線性時程分析。選用呂大剛王光遠損傷模型確定結構各構件的損傷指數(shù),找出結構的薄弱構件及薄弱層。總結出鋼筋混凝土梁、柱構件破壞等級、損傷指數(shù)及宏觀損傷現(xiàn)象之間的對應關系使本文結構安全性評估的方法可以應用于震后結構快速評估中。(4)以加權組合法計算結構層損傷指數(shù)和整體損傷指數(shù),可以得出結構在構件、結構層、整體結構三個層次上的損傷指數(shù)。可以非常直觀的找出結構在地震作用下的薄弱構件及薄弱層,為震后災區(qū)應急救援及結構震后加固提供指導。(5)地震動的各項指標對結構的響應影響很大。本文初步確定了震源距對結構整體損傷的影響,可以為未來結構的震損預測和結構損傷評估的復核提供一定的指導。關鍵詞鋼筋混凝土框架結構;損傷模型;OPENSEES;時程分析
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簡介:學校代碼10270分類號O61學號142200686碩士學位論文金屬有機框架結構材料的制備及其在電化學生物傳感中的應用學院生命與環(huán)境科學學院專業(yè)無機化學研究方向功能納米材料研究生姓名曹陽指導教師吳惠霞教授毛蘭群研究員完成日期2017年3月摘要上海師范大學碩士學位論文II內呈現(xiàn)良好的線性關系,同時還發(fā)現(xiàn)該材料對抗壞血酸也有一定的屏蔽效果。(2)我們制備了基于金屬有機框架結構(UIO66SO3H)的碳纖維微電極電化學生物傳感器,并成功地利用其良好的富集效果檢測出鼠腦紋狀體腦區(qū)5羥色胺的基礎濃度。金屬有機框架結構與碳纖維地結合構建了一個良好的電子傳遞通道,有效地提高了金屬有機框架結構材料的導電能力。動物的驗證實驗強有力地證明了我們所檢測的腦生理電化學活性的物質正是5羥色胺。我們所制備的基于金屬有機框架結構的碳纖維復合材料微電極電化學生物傳感器具有選擇性良好,靈敏度較高的特點。(3)我們制備了基于沸石咪唑酯框架結構(ZIF67)熱解產物碳纖維微電極電化學生物傳感器。這種材料作為非貴金屬的氧還原催化劑在人工腦脊液中具有近乎四電子的良好催化效果,大大減少了兩電子還原產物過氧化氫的生成。同時由于其抗干擾效果很好,我們成功將其用于鼠腦海馬體腦區(qū)氧氣濃度的檢測,并對多種生理病理情況下氧氣濃度變化情況進行實時監(jiān)測。這對于生理學與病理學的研究都具有極其重要的意義。關鍵詞關鍵詞MOFS;電化學傳感器;活體分析;5羥色胺;氧氣
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簡介:1968年英國的RONANPOINT公寓倒塌事故使得建筑結構的連續(xù)倒塌問題開始受到工程界的重視,在這之后經過了數(shù)十年的研究取得了眾多的研究成果,同時提出了適用于連續(xù)倒塌問題的分析方法和設計方面的建議,并且編制出相關的設計規(guī)程。但是對于目前廣泛推廣的裝配式結構的抗連續(xù)倒塌問題的研究則較少。本文以預壓裝配式預應力混凝土框架結構為對象,以可靠度分析方法為手段,研究其在地震作用下的抗連續(xù)倒塌性能。預壓裝配式預應力混凝土框架結構通過改進裝配式結構的節(jié)點受力性能,改善了結構的抗震能力,使得其在地震區(qū)能夠得以應用。因此,以預壓裝配式預應力混凝土框架結構為對象進行研究,對于推廣其在地震區(qū)的應用具有一定的意義。本文主要的研究內容如下1設計建立了本文所研究的預壓裝配式預應力混凝土框架結構模型,采用ASGEN平臺進行確定性分析為后文的不確定性分析提供基礎。采用非線性動力拆除構件法,研究不同部位構件發(fā)生初始破壞后結構的動力反應采用PUSHOVER分析方法,研究完好結構和發(fā)生初始破壞后的損傷結構抗水平地震的能力。2采用基于構件可靠度的分析方法,對完好結構在地震作用下結構最可能發(fā)生失效的構件進行識別。本文將基于拉丁超立方體抽樣的確定性抽樣方法,作為所研究樣本的生成方法,結合PUSHOVER分析方法對構件的抗震能力進行分析,最終得到構件在地震作用下的構件可靠度。對比各構件的分析結果后,得到地震作用下結構最可能發(fā)生失效的構件。3采用隨機PUSHDOWN分析方法,分別對完好結構和拆除最可能失效構件后的損傷結構進行整體可靠度分析,在不考慮地震作用的前提下得到完好結構及損傷結構的的連續(xù)倒塌可靠度,對損傷結構進行連續(xù)倒塌易損性分析并通過靈敏度分析尋找對結構抗豎向連續(xù)倒塌影響較大的因素。通過場地的地震危險性分析,得到地震作用發(fā)生的概率?;谟嬎闩既蛔饔孟陆Y構發(fā)生連續(xù)倒塌概率的全概率公式,綜合構件可靠度分析、條件可靠度分析和場地危險性分析得到的結果,最終得到地震作用下結構整體發(fā)生連續(xù)倒塌的失效概率,并對結構在地震作用下的抗豎向連續(xù)倒塌魯棒性進行評價分析。根據最終得到的結果可知,本文所建立的預壓裝配式預應力混凝土框架結構,在地震作用下發(fā)生連續(xù)倒塌的概率較小,具有較好的魯棒性。
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簡介:掉層框架結構作為山地建筑的典型結構形式由于其獨特的建筑風格在山地城市和平原坡地中更是被廣泛的應用。掉層結構由于具有多個不同高度的接地面其受力特點及強震中變形、破壞特征將有別于常規(guī)平地結構抗震設計相對于常規(guī)結構更為復雜無現(xiàn)有規(guī)范可以套用有必要進行深入研究。目前本課題組和其他學者已有不少關于掉層結構的抗震性能的計算分析研究但還未進行過試驗驗證和研究且在強震破壞模式和抗震設計控制指標等方面還未有一致的結論。本文以一榀縮尺比例為14的五層三跨鋼筋混凝土掉層框架結構為研究對象進行以位移控制加載的低周反復擬靜力試驗分別從試驗現(xiàn)象、受力特點、破壞特征、滯回性能和變形性能等方面進行分析進行了試驗結構模型的PUSHOVER分析和對應原模型的彈塑性時程分析通過與試驗結果的對比驗證了計算分析模型的正確性通過掉不同跨數(shù)、不同層數(shù)的掉層框架結構模型算例分析考察等效側向剛度比對掉層結構抗震性能的影響。研究的主要結論如下①試驗結果表明掉層框架結構上接地柱底及其柱頂節(jié)點破壞嚴重上接地層為變形較大薄弱部位破壞模式為梁鉸為主的“梁柱混合鉸”模式上接地柱出鉸破壞較梁嚴重試驗得到的結構整體滯回關系曲線說明結構的延性較好承載力在后期并無明顯降低。②與試驗結果對比表明OPENSEES能較好的模擬掉層框架結構強震非線性反應。③分析結果表明有無拉梁對掉層結構在梁柱出鉸、剪力分配、滯回性能、傳力途徑等方面都有明顯的不同。上接地層柱滯回耗能無拉梁模型主要由上接地柱承擔有拉梁模型主要由與拉梁相聯(lián)柱承擔。無拉梁模型在同一層柱中的剪力分配差異明顯且同一根柱的上下層剪力差別較大上接地1、2層梁中有較大的軸力梁有重新分配剪力的作用有拉梁模型剪力分配更傾于平均上接地層梁中軸力減小拉梁軸力較大。④掉層結構上下等效側向剛度比可作為掉層結構抗震性能的剛度控制指標隨著所掉層數(shù)、所掉跨數(shù)的增加等效側向剛度比值呈下降趨勢。
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簡介:近年來世界范圍內的大震及特大震頻頻發(fā)生,對各類建筑結構造成了重大毀壞,而抗震設防水平不高、抗震構造措施不足且已經服役多年的低延性鋼筋混凝土框架結構在地震中極易發(fā)生嚴重破壞甚至倒塌,并且不同時期所建建筑物抗震能力差異較大。所以正確合理評估低延性鋼筋混凝土框架結構抗倒塌能力具有重要的現(xiàn)實意義。本文對比分析了RC框架結構的延性影響因素,并對低延性結構抗整體性倒塌能力及可修復性能做了深入的探究,具體內容如下(1)綜述國內外關于RC框架結構延性及地震作用下結構發(fā)生倒塌的研究現(xiàn)狀,介紹了影響延性的因素和針對結構抗震性能的分析方法。介紹了RC框架結構在地震作用下抗倒塌研究理論和判定RC框架結構倒塌準則。(2)運用OPENSEES有限元分析軟件,以某一現(xiàn)役鋼筋混凝土框架結構公寓為原型,并通過考慮箍筋布置方式、間距、直徑和混凝土強度等級等不同因素,分別建立數(shù)值分析模型。通過靜力推覆分析對比這4種因素對結構延性的影響程度,發(fā)現(xiàn)箍筋布置方式、箍筋間距和箍筋直徑對結構延性的影響基本相同,混凝土強度對結構延性影響最小。(3)基于靜力推覆分析結果建立兩種具有相同構件尺寸和配筋率但延性不同的鋼筋混凝土框架結構(即低延性結構和新建結構),對兩種結構輸入相同的25條地震動記錄進行增量動力分析,研究兩種延性不同的RC框架結構的抗倒塌能力,結果表明在以50倒塌概率相應的SAT15作為結構抗倒塌能力指標時,低延性結構抗倒塌能力明顯比新建結構弱,新建結構的抗倒塌能力儲備系數(shù)(CMR)比低延性結構高。(4)基于規(guī)范定義的最大層間位移角限值(002)與本文定義最大層間位移角限值(005)兩種情況,分別研究兩種結構的殘余位移分布情況,可知鋼筋混凝土框架結構在最大層間位移角大于002之后,鋼筋混凝土框架結構的最大殘余層間位移角有很大的增長,且低延性結構的最大殘余層間位移角的增長速率比新建結構的快。綜上所述,本文在參考了國內外對RC框架結構構件延性研究的基礎上,總結了對影響RC框架結構延性的一些敏感因素。通過對兩種結構在地震作用下進行IDA對比分析,可知低延性結構抗倒塌能力明顯比新建結構弱,低延性結構的最大殘余層間位移角的增長速率比新建結構的快。
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簡介:框架錨桿支護結構目前已較為廣泛地應用于邊坡加固工程中,并取得了良好的工程效果,然而針對其在凍土地區(qū)的研究卻十分匱乏。本文針對框架錨桿支護凍土邊坡現(xiàn)有計算理論比較欠缺的問題,采用理論研究與模型試驗相結合的方法對凍脹作用下框架錨桿支護結構位移和內力的變化規(guī)律進行分析。具體的研究內容和結論如下(1)基于溫克爾彈性地基理論,建立了凍脹作用下框架錨桿邊坡支護結構的計算模型,考慮到坡后土體與支護結構協(xié)調變形的特點,將土體的凍脹位移視為自由凍脹和框架錨桿結構約束凍脹兩部分的疊加,給出了凍脹力的計算表達式,并采用有限差分法推導了凍脹作用下框架柱位移和內力的計算公式,并編制了相應的MATLAB計算程序。(2)結合工程算例,對考慮凍脹作用與不考慮凍脹作用兩種情況下框架錨桿結構位移和內力的分布規(guī)律進行了對比分析,分析結果表明考慮凍脹作用后,框架柱最大位移可增大45倍,最大彎矩可增大6倍,最大剪力可增大42倍,錨桿最大拉力可增大68倍。由此可見,考慮凍脹作用會使邊坡上框架錨桿支護結構的受力更為不利,在寒區(qū)邊坡支護工程的初始設計時,應當考慮凍脹力的影響并預留足夠的安全度。(3)考慮凍脹作用的影響,利用計算程序對工程算例進行計算,分別對土體凍結深度、立柱抗彎剛度以及錨桿豎向間距對框架錨桿支護結構位移和內力的影響規(guī)律進行了分析,分析結果表明土體凍結深度和錨桿豎向間距對框架錨桿結構位移和內力的影響十分明顯,而立柱抗彎剛度的影響則較小。(4)通過模型試驗得到了在相同的溫度和土質條件下,不同的土體初始含水率對應的凍結完成時刻沿坡面不同高度處的凍脹力、框架柱位移以及錨桿拉力的分布情況。分析結果表明當溫度條件和土質條件一定時,土體的初始含水率越大,凍脹性就越強,凍結完成時刻土體的凍脹力就越大。與此同時,框架柱和錨桿的變形也隨著土體初始含水率的增大而增大。(5)通過將本文計算結果與模型試驗結果進行對比分析得出盡管框架柱位移、彎矩、剪力以及錨桿拉力的計算值與試驗值存在一定的差異,但分布規(guī)律及變化趨勢基本一致。表明本文提出的方法具有一定的合理性和可行性,為凍土地區(qū)框架錨桿邊坡支護結構的分析與設計提供了一種新的思路。
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上傳時間:2024-03-05
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簡介:板式連接鉸接中心支撐鋼框架結構的節(jié)點設計、加工和安裝簡單方便。支撐與梁、柱采用節(jié)點板連接,不但傳力明確,構造簡單,具有一定的耗能能力,而且更加接近于兩端鉸接、以受軸力為主的情況,同時該體系在高烈度區(qū)也具有良好的抗震性能。但是我國相關規(guī)范中對于板式連接中心支撐鋼框架的設計條款并不完善,國內對這種結構的抗震性能尚沒有系統(tǒng)、深入的研究。本文針對使用板式連接節(jié)點的中心支撐鋼框架結構,通過抗震試驗研究和ABAQUS有限元分析相結合的方法,獲得結構體系的地震反應特性、極限荷載及延性水平,檢驗構件、節(jié)點等構造措施的合理性,研究節(jié)點板附近梁、柱上附加彎矩的變化規(guī)律,驗證節(jié)點板上支撐端部凈距對支撐與節(jié)點板壽命的影響。主要內容如下1基于中心支撐鋼框架以及板式連接節(jié)點的抗震設計方法,確保強節(jié)點、弱構件的抗震設防原則,按14縮尺設計3層振動臺試驗模型和按126縮尺設計兩榀3層推覆試驗模型,考慮了支撐長細比、板件寬厚比、節(jié)點板在支撐端部凈距等關鍵參數(shù)的影響。2對振動臺試驗模型進行24種地震動工況的模擬振動臺試驗,獲得了結構的位移及加速度響應、動力特性、結構的破壞模式、梁柱及節(jié)點板關鍵點的應變數(shù)據、支撐的平面外和軸向變形以及支撐的軸力等。分析了結構的抗震性能、梁柱上附加彎矩的大小和變化規(guī)律,驗證了支撐板式節(jié)點連接抗震設計方法的合理性。3使用ABAQUS有限元程序,建立振動臺試驗試件的的殼單元模型,模擬振動臺試驗結果;將有限元計算結果與模擬振動臺試驗結果進行對比和補充,分析二者的異同,驗證有限元模擬的可靠性,為空間模型的整體分析提供依據。4對兩榀3層板式連接鉸接中心支撐鋼框架模型進行靜力推覆試驗。獲得了結構的破壞模式、荷載與層間側移曲線、關鍵節(jié)點上的熱點應變、支撐的面外及軸向變形、支撐的軸力等關鍵數(shù)據。分析了結構的極限承載力、延性水平、結構影響系數(shù)、破壞順序以及梁柱上附加彎矩的大小和變化規(guī)律。5總結前人關于板式連接節(jié)點鉸接框架梁柱上附加彎矩的有限元模擬及試驗結果,提出梁柱上附加彎矩指數(shù)的設計建議取值,并利用本文試驗實測值進行驗證,保證取值的可靠性。
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