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簡介:在框架結(jié)構(gòu)中增設(shè)一定比例的混凝土斜撐被稱之為鋼筋混凝土斜撐框架結(jié)構(gòu),它屬于多道設(shè)防的延性抗震結(jié)構(gòu)體系。由于結(jié)構(gòu)體系增設(shè)了混凝土斜支撐,使得結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度大幅提高。在混凝土斜撐中增設(shè)阻尼器,在相同地震烈度下,鋼筋混凝土斜支撐增設(shè)阻尼器框架結(jié)構(gòu)中梁柱部分破壞較輕,其消能減震性能優(yōu)于單純的斜撐框架結(jié)構(gòu)。使用SAP2000軟件設(shè)計并建立模型。模型設(shè)計為一棟九層的35跨的人字形斜撐框架結(jié)構(gòu),以及鋼筋混凝土斜支撐增設(shè)阻尼器框架結(jié)構(gòu)模型,剛度、質(zhì)量分布均勻且規(guī)則。在相同地震烈度、平面形式和工程條件下,通過調(diào)整支撐截面尺寸和斜撐中鋼筋配筋率,一共建立六個模型,并分別對它們進行靜力彈塑性分析。經(jīng)過計算分析后,得到每個模型的能量譜曲線,再分別求出性能點層間位移角、塑性鉸分布圖等指標來判斷結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的消能減震性能。通過結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的消能減震性能綜合對比,結(jié)果表明鋼筋混凝土人字形斜撐增設(shè)阻尼器框架結(jié)構(gòu)相較單純的鋼筋混凝土人字形斜撐框架結(jié)構(gòu)的抗震綜合性能較好,隨著人字形斜撐截面尺寸和鋼筋直徑的增大,其抗震性能也隨之提高;加入阻尼器后,增加阻尼器中的阻尼時,其消能減震性能更加明顯。
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簡介:目前內(nèi)配圓鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能的研究主要集中在構(gòu)件上,對其結(jié)構(gòu)整體抗震性能的研究則很少。本論文對具有不同配骨率的內(nèi)配圓鋼管的高層鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)進行了靜、動力彈塑性分析,研究了內(nèi)配圓鋼管的鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。論文總結(jié)了結(jié)構(gòu)彈塑性分析理論及結(jié)構(gòu)恢復(fù)力模型,并對靜、動力彈塑性分析方法的基本原理進行分析。以12層內(nèi)配圓鋼管的鋼骨混凝土柱鋼梁組合框架結(jié)構(gòu)為工程實例,建立了五種配骨率下的五種模型,給出了鋼骨混凝土柱在彈性和塑性階段的剛度取值方法。對具有不同配骨率的五種模型在8度02G罕遇地震作用下,進行了靜力彈塑性分析,通過對樓層位移、層間位移角和塑性鉸發(fā)展狀況的分析表明配骨率過大不利于結(jié)構(gòu)塑性鉸的發(fā)展和地震能量耗散,內(nèi)配圓鋼管的高層鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)柱的配骨率宜小于8%。對具有不同配骨率的五種模型進行了模態(tài)分析、8度02G多遇地震作用下的反應(yīng)譜分析和8度02G罕遇地震作用下的動力時程分析,通過對不同配骨率結(jié)構(gòu)在8度02G多遇地震作用下層間位移角、層間位移、樓層剪力情況和不同配骨率結(jié)構(gòu)在8度02G罕遇地震作用下樓層位移、層間位移角和塑性鉸發(fā)展狀況的分析表明配骨率小于2%時,結(jié)構(gòu)彈塑性變形不能滿足規(guī)范要求,當(dāng)配骨率小于8%時,層間彈塑性位移角總體上隨著配骨率的增大而增大,綜合分析認為,內(nèi)配圓鋼管的高層鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)柱的經(jīng)濟合理配骨率宜取4%~8%。
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簡介:RC框架結(jié)構(gòu)大震內(nèi)力設(shè)計方法對預(yù)設(shè)破壞模式的控制效果及試驗研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名錢東指導(dǎo)教師韓軍副教授專業(yè)土木工程學(xué)科門類工學(xué)重慶大學(xué)土木工程學(xué)院二O一五年五月THECONTROLEFFECTEXPERIMENTALRESEARCHOFSEVEREEARTHQUAKEDESIGNMETHODONRCFRAMESTRUCTUREOFPRESETEDFAILUREMODEATHESISSUBMITTEDTOCHONGQINGUNIVERSITYINPARTIALFULFILLMENTOFTHEREQUIREMENTFTHEMASTER’SDEGREEOFENGINEERINGBYQIANDONGSUPERVISEDBYASSOCIATEPROFHANJUNSPECIALTYCIVILENGINEERINGCOLLEGEOFCIVILENGINEERINGOFCHONGQINGUNIVERSITYCHONGQINGCHINAMAY2015
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簡介:近年來,國內(nèi)地下空間的開發(fā)利用發(fā)展迅速,同時,由地下空間開挖引起的地面塌陷、周邊建筑物地基不均勻沉降等問題也隨之凸顯出來。由于沉降問題的種類繁多,不同沉降工況與地震耦合作用下結(jié)構(gòu)的變化特點與受力機理復(fù)雜多變,因此,對于不同工況下的建筑物沉降的對比研究是十分必要的。文章在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上使用SAP2000有限元分析軟件,分別建立了建筑物地基凹、凸型沉降模型并進行了以下研究詳細介紹了建筑物不均勻沉降所造成的危害以及沉降產(chǎn)生的原因與機理,研究了地基沉降對上部建筑結(jié)構(gòu)所造成的影響,以及各種地震作用下的反應(yīng)分析方法與理論。采用了對建筑物柱腳施加垂直方向位移荷載的方式模擬建筑物沉降,并在此基礎(chǔ)上進行了靜力條件下凹、凸型沉降對結(jié)構(gòu)的彎矩、剪力等內(nèi)力以及樓板應(yīng)力產(chǎn)生的影響分析。并總結(jié)出了相關(guān)的變化規(guī)律,即不同沉降條件下結(jié)構(gòu)中彎矩、剪力等內(nèi)力以及樓板應(yīng)力變化與沉降范圍變化之間的關(guān)系。在建筑物沉降范圍不斷增加的前提下分析了結(jié)構(gòu)的自振周期變化情況,并選取不同沉降方式下結(jié)構(gòu)前六階振型變化進行對比,通過數(shù)據(jù)分析可以看出結(jié)構(gòu)在不同沉降方式下的自振周期與模態(tài)變化較小。在振型分析的基礎(chǔ)上進行了罕遇地震作用下不同沉降方式與地震的耦合,并進行結(jié)構(gòu)動力非線性時程分析,對比分析了不同工況下結(jié)構(gòu)的加速度、樓層最大位移以及地震過程中塑性鉸的發(fā)展、變化過程。通過對不同沉降工況下的結(jié)構(gòu)進行靜力、動力分析,總結(jié)出不同條件下結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化過程,得出了地震作用下結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié),為后續(xù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了理論依據(jù)。
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簡介:國內(nèi)圖書分類號TU3國際圖書分類號624西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文密級公開年級三Q二三級姓名韭鵬申請學(xué)位級別工程亟專業(yè)建笪皇丕工程指導(dǎo)老師奎彤?dāng)v副數(shù)援二零一六年四月一令一/、平四月西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1保密口,在年解密后適用本授權(quán)書;2不保密函,使用本授權(quán)書。請在以上方框內(nèi)打“√”
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簡介:隨著我國經(jīng)濟和建筑技術(shù)的快速發(fā)展,高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)和高聳鋼結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出體系日趨復(fù)雜、體量越來越龐大、高度不斷增加的特點。傳統(tǒng)的施工技術(shù)和計算方法已經(jīng)逐漸不能滿足這類大型復(fù)雜高層鋼結(jié)構(gòu)建筑對施工過程中力學(xué)性態(tài)預(yù)測與安全控制的需要。施工模擬作為一種結(jié)構(gòu)剛度隨施工過程不斷變化的分析方法,相比傳統(tǒng)的一次性加載設(shè)計方法,對高層、超高層結(jié)構(gòu)的分析計算能更準確反映結(jié)構(gòu)的實際變形規(guī)律以及受力狀態(tài)。裝配式斜支撐節(jié)點鋼框架結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件均在工廠制作完成,具有工廠化程度高、施工迅速的特點,與近年來國家大力推廣使用鋼結(jié)構(gòu)以及推行住宅產(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略相符,也與國家倡導(dǎo)的環(huán)境保護政策相符,市場前景和發(fā)展機遇良好。裝配式斜支撐節(jié)點鋼框架結(jié)構(gòu)作為一種新型鋼結(jié)構(gòu)形式,目前對其施工模擬方面的研究還很少。本文以某30層裝配式斜支撐節(jié)點鋼框架高層結(jié)構(gòu)為工程背景,對其進行施工模擬分析,得到了這種新型鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中的豎向變形規(guī)律。具體工作如下⑴介紹施工模擬分析的基本原理及相關(guān)數(shù)值計算方法,同時簡述了裝配式斜支撐節(jié)點鋼框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成及其特點。⑵總結(jié)國內(nèi)外高層建筑施工模擬研究的現(xiàn)狀,列出了目前研究中存在的主要問題。⑶通過對某30層裝配式斜支撐節(jié)點鋼框架高層結(jié)構(gòu)進行施工模擬,分析得到這種新型鋼結(jié)構(gòu)在施工模擬中的豎向變形規(guī)律,并指出一般的框架結(jié)構(gòu)的施工模擬豎向位移估算公式并不適用于裝配式斜支撐節(jié)點鋼框架結(jié)構(gòu)。⑷引入施工模擬調(diào)整系數(shù),得到由一次性加載豎向位移經(jīng)過簡單計算得到施工模擬豎向位移的方法。⑸新建多個模型對施工模擬調(diào)整系數(shù)的計算公式進行驗證,證明公式的正確性。
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簡介:隨著科技的發(fā)展、人類對個性的追求,越來越多的不規(guī)則結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到現(xiàn)實生活當(dāng)中。由于抗側(cè)力構(gòu)件布置不規(guī)則,增加了不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的抗扭性能和抗震性能的不確定性。汶川地震后,樓梯作為一種抗側(cè)力構(gòu)件,其對框架結(jié)構(gòu)的整體剛度、抗扭性能和抗震性能影響,越來越受到人們的重視。不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)自身結(jié)構(gòu)剛度較弱,且抗側(cè)力構(gòu)件分布不均勻,樓梯對不規(guī)則框架建筑的剛度分布、抗扭性能和抗震性能的影響也是非常顯著的,但是這種影響與對規(guī)則結(jié)構(gòu)的影響是有區(qū)別的。很多學(xué)者對樓梯位置對框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響做了大量研究,但對不規(guī)則結(jié)構(gòu)的研究較少。本文建立兩組模型,一組模型模擬規(guī)則鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),另一組模擬不規(guī)則結(jié)構(gòu),在每組模型的不同位置布置樓梯間,其目的一是通過分析結(jié)果找出樓梯對規(guī)則結(jié)構(gòu)和不規(guī)則結(jié)構(gòu)影響的不同點和相似點二是是用規(guī)則模型的模擬作為參照,研究樓梯對不規(guī)則鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。本文通過ANSYS140建立規(guī)則和不規(guī)則結(jié)構(gòu)的空間模型。采用交互式GUI和使用APDL語言結(jié)合的方式分別對兩組結(jié)構(gòu)模型進行模態(tài)分析和時程分析。通過模態(tài)分析結(jié)果得到兩組模型的自振特性,并通過計算求得時程分析所需要的參數(shù)。本文選取ELCENTRO波、TAFT波、蘭州波三條地震波對結(jié)構(gòu)模型進行彈塑性時程分析,通過對比模型對三條地震波的時程響應(yīng),來驗證結(jié)構(gòu)模型分析結(jié)果的正確性。時程分析通過三條地震波的雙向輸入、單向輸入,得到模型各單元各自由度的位移、內(nèi)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)。再通過后處理求得結(jié)構(gòu)模型的最大位移、最大層間位移角、構(gòu)件最大內(nèi)力、等效塑性應(yīng)變,來對比在罕遇地震條件下,規(guī)則結(jié)構(gòu)、不規(guī)則結(jié)構(gòu)模型和計入樓梯計算模型的地震響應(yīng)結(jié)果。研究結(jié)果表明,樓梯在規(guī)則結(jié)構(gòu)中繞結(jié)構(gòu)幾何中心對稱布置對結(jié)構(gòu)的振型影響不大,但能改善結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)性能,提高結(jié)構(gòu)整體的剛度,對結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件分布合理性沒有影響。樓梯布置在不規(guī)則結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較弱一側(cè)時,能有效改善結(jié)構(gòu)的周期比,控制結(jié)構(gòu)整體變形。但是樓梯布置在結(jié)構(gòu)邊緣,會使與之相連的梁柱構(gòu)件提前進入塑性狀態(tài)。
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簡介:坡地建筑在山地城市及某些平原地區(qū)均有不同程度的應(yīng)用。從結(jié)構(gòu)的角度來看,山地結(jié)構(gòu)的受力性能與普通結(jié)構(gòu)有顯著差別,但是目前對山地結(jié)構(gòu)的設(shè)計仍無規(guī)范可依,且研究較少,研究成果基本是基于彈性分析得到的,尤其對于山地結(jié)構(gòu)在強震下進入彈塑性狀態(tài)后的性能、在強震下的破壞模式還沒有研究。掉層框架結(jié)構(gòu)是山地建筑結(jié)構(gòu)的典型代表,是指在同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)有兩個不在同一平面的嵌固端,且最高接地點以下按層高設(shè)置樓面的結(jié)構(gòu)體系。本文對掉層框架結(jié)構(gòu)在強震下的破壞模式進行了分析,著重研究按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計的掉層框架結(jié)構(gòu)在強震下的破壞模式以及影響破壞模式的因素。本文介紹了山地結(jié)構(gòu)的特點,說明了算例設(shè)計到分析的過程,重點說明了分析參數(shù)的選擇和確定,基于OPENSEES平臺采用纖維模型和柔度法單元建立了精細的有限元模型,對結(jié)構(gòu)進行動力彈塑性時程分析,從結(jié)構(gòu)的整體反應(yīng)和局部反應(yīng)等方面考察了掉層層數(shù)和掉層跨數(shù)對結(jié)構(gòu)的破壞部位、破壞順序及破壞程度等結(jié)構(gòu)破壞模式因素的影響。通過本文的研究,得到的主要結(jié)論如下①從整體反應(yīng)來看,罕遇地震和特大地震作用下,掉層框架結(jié)構(gòu)中上接地層為變形較大部位,塑性鉸主要出現(xiàn)在上接地層及上部樓層,應(yīng)引起設(shè)計時的注意。②各模型的梁鉸數(shù)量多于柱鉸,破壞模式均為“梁柱混合鉸”模式;柱鉸的損傷程度比梁鉸大,上接地柱底最先出鉸,在多數(shù)地震波下均屈服;梁鉸多位于上部樓層。特大地震作用下,柱鉸和梁鉸發(fā)展充分,比罕遇地震作用下顯著增大,特別是上接地柱延性需求顯著增大,需增強上接地柱的延性構(gòu)造措施。③隨著掉層層數(shù)的增加,掉層部分下部樓層出鉸。當(dāng)?shù)魧硬糠直壤淮髸r,掉層框架結(jié)構(gòu)的薄弱部位為上接地柱、上接地層及其上部樓層;當(dāng)?shù)魧硬糠直壤^大時,上接地柱、上接地層及其相鄰樓層為首先破壞和破壞較嚴重的部位,掉層下部樓層其次破壞。④隨著掉層跨數(shù)的增加,結(jié)構(gòu)越“接近”普通非掉層結(jié)構(gòu),但上接地層仍為層間位移角最大的樓層,上接地柱是結(jié)構(gòu)中最先出鉸破壞的部位。掉層的存在使得上接地柱及其相鄰的樓層成為結(jié)構(gòu)在地震中首當(dāng)其沖的破壞部位,而后上部樓層和掉層底部結(jié)構(gòu)開始破壞,上部樓層的破壞程度要大于掉層部分樓層。
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簡介:按照79系列規(guī)范設(shè)計建造的建筑,以現(xiàn)今規(guī)范來分析,其抗震性能可能不符合要求,所以需對它們作抗震鑒定加固。對于加固后的建筑物,由于新增構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)變要滯后于原有構(gòu)件,因此應(yīng)該分析應(yīng)力滯后效應(yīng)對加固結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。本文的主要研究結(jié)果如下1惠民醫(yī)院工程在加固改造前,如果采用計算配筋,在大震影響下,將導(dǎo)致部分框架柱進入屈服狀態(tài),影響結(jié)構(gòu)的正常使用,需修復(fù)或加固后才能繼續(xù)使用,而若采用實際配筋,框架柱均未進入屈服狀態(tài),梁的損壞也比較輕,進行簡單修理后即可繼續(xù)使用?;菝襻t(yī)院在加固改造后,各構(gòu)件工作狀態(tài)均較好,加固改造符合預(yù)期的要求。2結(jié)構(gòu)在進行加固處理后,由于應(yīng)力滯后,導(dǎo)致原有樓板的彎矩明顯增大,而新增次梁的彎矩反而減少,使樓板與次梁不能同時達到極限狀態(tài),而無法滿足期望的加固效果。3由于ANSYS程序在計算樓板與次梁彎矩時考慮了兩者的共同作用,而PKPM程序則沒有考慮,導(dǎo)致PKPM在計算次梁彎矩時的計算結(jié)果較ANSYS的偏大。
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簡介:預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在地震設(shè)防區(qū)域的廣泛應(yīng)用,以及目前研究的不充分,使得對其抗震性能的研究變得十分迫切。本文課題來源于國家自然科學(xué)基金項目51278218,對依照我國現(xiàn)行預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)程JGJ1402004設(shè)計的多層PC框架結(jié)構(gòu)的梁柱剪力增大系數(shù)的取值問題進行研究。本文首先按照我國現(xiàn)行規(guī)程設(shè)計了四個兩跨四層的PC框架結(jié)構(gòu),抗震等級分別為一級、二級、三級和四級。然后在SAP2000中建立彈塑性分析模型,對結(jié)構(gòu)進行PUSHOVER分析與彈塑性時程分析。在彈塑性模型中,主要通過PDELTA效應(yīng)來考慮幾何非線性,通過PMM纖維鉸來考慮材料非線性。由于真實的剪切破壞難以模擬,所以本文不對結(jié)構(gòu)設(shè)計剪切鉸,而是通過非線性分析來得到結(jié)構(gòu)構(gòu)件在實際地震中所需的抗剪承載力,進而得到構(gòu)件所需的剪力增大系數(shù)。由于剪切破壞是脆性的,因此采用這種方法得到的結(jié)果是可靠的。在PUSHOVER分析中,本文針對PC框架的特點采用倒三角的側(cè)向加載模式,取結(jié)構(gòu)抗震性能點附近構(gòu)件彎曲屈服時的剪力作為其抗震剪力設(shè)計值,代入現(xiàn)行抗震規(guī)范的抗震剪力調(diào)整公式中,反算出構(gòu)件實際所需的剪力增大系數(shù)。在彈塑性時程分析中,本文分別使用SEISMOMATCH和SEISMOARTIF來選取天然波和擬合人工波。對于四個PC框架結(jié)構(gòu),均使用2組天然波與1組人工波進行分析,計算結(jié)果取3組地震動輸入的包絡(luò)值。最后,通過對PUSHOVER分析和彈塑性時程分析結(jié)果的對比,本文基于文中的例子給出的先行建議為,PC框架的梁端剪力增大系數(shù)一、二、三、四級分別取155,135,12,11;柱端剪力增大系數(shù)一、二、三、四級分別取165,145,13,12。
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簡介:震害研究表明,框架結(jié)構(gòu)底部變形較大,在地震中容易產(chǎn)生層間屈服破壞,“強柱弱梁”目標難以實現(xiàn)。為提高結(jié)構(gòu)抗震性能,改變結(jié)構(gòu)破壞模式,在框架結(jié)構(gòu)上附加可控搖擺墻,形成框架可控搖擺墻結(jié)構(gòu)??煽負u擺墻是一組在上部與框架結(jié)構(gòu)鉸接,在底部與基礎(chǔ)半剛性連接的墻體,墻體底部轉(zhuǎn)動剛度根據(jù)墻體自身需求設(shè)定??煽負u擺墻的設(shè)計初衷是控制框架結(jié)構(gòu)底部變形,提高結(jié)構(gòu)延性耗能能力,改變結(jié)構(gòu)變形模式,促使結(jié)構(gòu)實現(xiàn)整體型破壞。本文建立框架可控搖擺墻結(jié)構(gòu)簡化分析數(shù)學(xué)模型,并分析了可控搖擺墻與主體結(jié)構(gòu)間的相互作用機理,自身受力特性以及對剛度的需求,為框架可控搖擺墻結(jié)構(gòu)初步優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù),并以一個實例進行分析說明。為進一步研究框架可控搖擺墻結(jié)構(gòu)的抗震性能,以一個六層框架結(jié)構(gòu)為例,采用彈塑性時程分析法,對結(jié)構(gòu)在加裝可控搖擺墻前后的抗震性能變化進行對比分析。研究結(jié)果表明可控搖擺墻設(shè)計存在優(yōu)化解;可控搖擺墻能夠有效控制框架結(jié)構(gòu)底部變形,調(diào)整結(jié)構(gòu)層間變形分布,使結(jié)構(gòu)層間變形趨于均勻,迫使結(jié)構(gòu)破壞機制變?yōu)檎w型破壞;同時結(jié)構(gòu)的延性耗能能力得到顯著提高;在可控搖擺墻底部加裝耗能阻尼器可減少結(jié)構(gòu)地震能量輸入,加快地震能量耗散。
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簡介:空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、鋼框架支撐結(jié)構(gòu)和管桁架等結(jié)構(gòu)形式,因其具有受力性能好、跨度較大、空間靈活及形式多樣等優(yōu)點,在建筑結(jié)構(gòu)中已經(jīng)具有了很廣泛的應(yīng)用。根據(jù)當(dāng)前研究水平,網(wǎng)架及鋼框架支撐結(jié)構(gòu)的理論研究及工程應(yīng)用都已相當(dāng)成熟,但由于理論受限,使得結(jié)構(gòu)設(shè)計分開計算,較少考慮兩者的協(xié)同效應(yīng),仍存在一些問題需要解決。本文總結(jié)了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、鋼框架支撐結(jié)構(gòu)及管桁架梁柱的發(fā)展及趨勢,總結(jié)了總裝分析在靜力、抗震等方面的研究現(xiàn)狀,提出課題選題背景,并以天津市萬匯文化廣場室內(nèi)游樂中心為背景,對其由空間網(wǎng)架、主體鋼框架支撐及管桁架梁柱組合構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)完成了以下幾個方面的工作。借助AS軟件利用改進后的數(shù)值逆吊法進行屋蓋找形,對單層網(wǎng)殼、雙層網(wǎng)殼、平板網(wǎng)架及微曲面網(wǎng)架四種方案比選,對設(shè)溫度縫模型及不設(shè)縫模型進行比較,對中央大廳的六個柱進行方案優(yōu)化,對大廳幕墻處建立圓鋼管柱H型鋼梁模型及管桁架模型進行方案比選,確定最終的結(jié)構(gòu)方案。建立整體結(jié)構(gòu)的三維有限元模型,考慮結(jié)構(gòu)的邊界條件、荷載工況等多項因素,選擇合適的單元,對結(jié)構(gòu)進行了的靜力性能分析,在六種不同的荷載工況下,對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形及支座反力進行計算,獲得整體結(jié)構(gòu)的靜力響應(yīng)特性。計算結(jié)果表明整體結(jié)構(gòu)的變形滿足規(guī)范要求,桿件的應(yīng)力水平較低,靜力響應(yīng)特性較好。建立五個屋蓋網(wǎng)架單體模型及主體框架模型進行單體分析,對其靜力工況下與總裝的偏差進行分析比較。對溫度作用的概念進行了介紹,對整體結(jié)構(gòu)在年溫度荷載作用下的力學(xué)性能進行研究,對整體結(jié)構(gòu)的支座反力及位移進行計算,獲得溫度作用對其造成的影響。在溫度荷載參與的荷載組合下,整體結(jié)構(gòu)的支座反力,桿件應(yīng)力,節(jié)點位移均滿足設(shè)計要求,并對結(jié)構(gòu)的非均勻時變溫度效應(yīng)進行簡化研究。比較單體模型及總裝分析的偏差,說明總裝分析的重要性。對整體結(jié)構(gòu)的動力特性進行分析研究。首先對地震作用的特點及地震效應(yīng)的常用計算方法進行簡單介紹,在獲得了結(jié)構(gòu)自振特性的條件下,對整體結(jié)構(gòu)進行了振型分解反應(yīng)譜分析及時程分析,分別計算結(jié)構(gòu)在X及Y向水平作用下的響應(yīng),并對結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計進行驗算。結(jié)果表明在一般水平地震作用下,該結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及變形效應(yīng)均不明顯,對結(jié)構(gòu)影響不大。對主體結(jié)構(gòu)及整體結(jié)構(gòu)的自振特性進行對比,比較單體分析及總裝分析對地震響應(yīng)的偏差,說明總裝分析的必要性。
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上傳時間:2024-03-08
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簡介:消能減震作為結(jié)構(gòu)被動控制的一種形式,具有減震效果明顯且在工程中易于推廣等特點,國內(nèi)外研究者對消能減震技術(shù)的理論分析和試驗做了大量的研究,取得了諸多成果并在震損建筑結(jié)構(gòu)的減震和加固中逐漸得到廣泛的應(yīng)用。在給定阻尼器參數(shù)情況下,阻尼器加固鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的減震效果主要取決于阻尼器的安裝位置和數(shù)量。在保證建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的前提下,如何合理有效地布置阻尼器的數(shù)量和空間位置,從而降低建筑減震和加固的建設(shè)成本,是目前減震消能結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的研究熱點之一。本文以單跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為研究對象,根據(jù)單跨結(jié)構(gòu)的受力和震害特點,采用粘滯阻尼器對單跨結(jié)構(gòu)進行加固,針對不同地震水準作用,采用改進的快速非支配排序的遺傳算法(NSGAⅡ)對阻尼器在單跨框架結(jié)構(gòu)中的布置及加固方案進行了優(yōu)化。主要研究工作和結(jié)論如下①以標準遺傳算法為基礎(chǔ),利用基于多目標優(yōu)化的快速非支配排序的遺傳算法(NSGAⅡ)。并對NSGAⅡ中的初始化種群、交叉算子、變異算子進行了改進,使其能夠解決指定某些基因個數(shù)的離散優(yōu)化問題,并在一般數(shù)學(xué)優(yōu)化問題中得以實現(xiàn)。②綜合考慮結(jié)構(gòu)的安全性、舒適性和經(jīng)濟性的要求,采用改進的NSGAⅡ?qū)慰玟摻罨炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)如何布置阻尼器進行了優(yōu)化,并討論了目標函數(shù)隨阻尼器個數(shù)變化的規(guī)律,在滿足安全性的條件下得到了比較經(jīng)濟的布置方案。③探討了當(dāng)結(jié)構(gòu)進入彈塑性狀態(tài)后,阻尼器的優(yōu)化布置方案,并與結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)的優(yōu)化結(jié)果進行了對比,對比發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)按彈性優(yōu)化的結(jié)果布置阻尼器當(dāng)遭遇罕遇地震作用時能夠滿足安全性的要求;當(dāng)阻尼器個數(shù)一定的情況下,彈性結(jié)構(gòu)的優(yōu)化結(jié)果與彈塑性結(jié)構(gòu)的優(yōu)化結(jié)果有相似的阻尼器布置方案,并得到了相同的阻尼器布置方案。
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簡介:預(yù)應(yīng)力錨索框架梁是在預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)日益成熟的條件下發(fā)展起來的一種新型邊坡加固復(fù)合結(jié)構(gòu),其在實際工程中已經(jīng)得到一定的應(yīng)用,但是理論研究遠遠落后于實踐,在設(shè)計、計算、施工等方面并沒有形成統(tǒng)一、完善的規(guī)范,本文在前人的研究基礎(chǔ)上,對設(shè)計、計算方法與理論進行系統(tǒng)性總結(jié)與評價。為研究預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的加固效果極其影響因素,本文依托柳南高速改擴建邊坡工程,進行數(shù)值分析,研究表明(1)錨索框架梁加固效果的影響因素主要有錨索張拉預(yù)應(yīng)力、錨固間距、錨固角、錨固段長度,采用后退法線性回歸進行敏感性分析,其敏感性由大到小依次為錨固角(Β)、張拉預(yù)應(yīng)力(P)、錨索錨固段長度(L),錨固間距(H)為不敏感性因素;(2)錨索的錨固角一定時,隨著錨索的錨固預(yù)應(yīng)力增加,邊坡體向下滑動的趨勢減弱,但是邊坡變形的最大位移量增大,且最大位移量增大的速率是隨著錨索預(yù)應(yīng)力的增大而減小的。因此增大錨索預(yù)應(yīng)力是抑制邊坡變形十分有效的手段,但是盲目的增大錨索預(yù)應(yīng)力會引起邊坡體的主動破壞。(3)在張拉預(yù)應(yīng)力相同的情況下,隨著錨固角的增大,邊坡體向下滑動的趨勢減弱,同時邊坡體變形的最大位移量減小,因此當(dāng)錨索越趨近于垂直于邊坡坡面的角度錨固時錨固效果更佳。(4)張拉預(yù)應(yīng)力與錨固角一定時,隨著預(yù)應(yīng)力錨索的布設(shè)間距減小時,邊坡體向下滑動的趨勢減弱,邊坡體最大壓縮位移量增大,但是增加的幅度不大,因此適當(dāng)減小錨索的布設(shè)間距有利于提高錨固效果,但是盲目的減小其間距勢必造成不必要的浪費。(5)依托柳南高速改擴建工程項目,對K1440320~K1440480右側(cè)邊坡進行加固,數(shù)值分析表明加固效果良好。
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簡介:現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)因使用功能要求的提高,結(jié)構(gòu)的跨度越來越大,預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件有跨度大、尺寸小等特點,因而被應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中。由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)自身的阻尼相對較小、高強鋼材的使用使其結(jié)構(gòu)塑性降低、延性變差,導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)大,不利于抗震;但是,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以增加結(jié)構(gòu)的使用跨度、同樣跨度截面尺寸相對較小、對應(yīng)的剛度要小、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)自身振動周期長、受地震作用也?。粚︻A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在地震中的應(yīng)用一直存在很大爭議。本文通過SAP2000對大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進行不同工況作用的PUSHOVER分析,從層間位移角、塑性鉸機制以及延性等方面來分析其抗震性能。主要結(jié)論如下1進行大跨度預(yù)應(yīng)力梁抗震設(shè)計時,不能單純增加預(yù)應(yīng)力筋來控制混凝土梁的開裂和撓度,預(yù)應(yīng)力度必須符合規(guī)范限值,在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中適當(dāng)減少預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量有利于提高構(gòu)件的延性;2在罕遇地震作用下,大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的最大層間位移角在規(guī)范規(guī)定限值內(nèi),符合大震不倒的抗震設(shè)防要求,同時根據(jù)出鉸順序得出符合強柱弱梁的設(shè)計要求;3大跨度預(yù)應(yīng)力梁兩端的塑性鉸隨著地震作用向梁跨中遷移,兩端出現(xiàn)一正一負的塑性鉸,較差轉(zhuǎn)動能力的負鉸容易導(dǎo)致鉸過早破壞;4通過結(jié)構(gòu)層間位移角曲線、出鉸順序以及鉸在地震作用過程中的變化確定結(jié)構(gòu)的薄弱部位,并對其進行加強設(shè)計;5計算出預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)正彎矩對應(yīng)延性系數(shù)在一個比較好的水平,說明預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的延性較好。
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