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簡介：RCS（REINFCEDCONCRETECOLUMNSTEELBEAM）混合框架結(jié)構(gòu)是一種結(jié)合了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)二者優(yōu)點的新型結(jié)構(gòu)。而采用裝配式的RCS結(jié)構(gòu)，不僅有著普通RCS結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，還有施工快、質(zhì)量高、環(huán)保等優(yōu)點，非常符合我國工業(yè)化的需求，所以對裝配式RCS結(jié)構(gòu)的研究具有重要的意義。目前國內(nèi)外對裝配式RCS混合框架節(jié)點的研究比較多，研究成果也比較成熟，但是對整體結(jié)構(gòu)的研究非常少，規(guī)范規(guī)程對這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)定更是少之又少。本文通過建立不同抗震等級的一榀平面框架和整體框架軟件模型，通過有限元軟件進行數(shù)值模擬分析和理論分析，再與前人的研究成果進行對比，對目前還沒有人研究過的裝配式RCS混合框架結(jié)構(gòu)的柱端彎矩放大系數(shù)和梁柱線剛度比限值的取值問題進行研究。主要內(nèi)容為1）根據(jù)前人的試驗基礎(chǔ)，對本文使用的軟件模擬方式進行驗證，證實可以使用非線性連接單元模擬實際的鋼梁拼接節(jié)點。2）建立抗震烈度分別為6度005G、7度010G和8度020G的裝配式RCS混合框架，截取中間一榀平面框架。通過對應(yīng)不同數(shù)值的彎矩放大系數(shù)改變框架柱縱向配筋面積，分析增大系數(shù)不同的情況下結(jié)構(gòu)的塑性鉸發(fā)展情況、側(cè)向?qū)娱g位移角和頂層位移時程曲線的變化情況。綜合性能、經(jīng)濟等因素，推薦彎矩放大系數(shù)建議值在6度005G、7度010G和8度020G下分別為16、18和20。3）建立一榀平面框架，設(shè)計7種不同梁柱線剛度比的方案（柱截面尺寸相同而鋼梁截面不同）。通過PUSHOVER分析，對比不同線剛度比情況下結(jié)構(gòu)的性能曲線、位移角和屈服模式。結(jié)果表明，當線剛度比限值在025～036范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能和抗側(cè)能力。4）通過分別在三條地震波分別作用下的裝配式RCS混合框架結(jié)構(gòu)的時程分析，分析其層間位移角、基底剪力和滯回曲線。結(jié)果表明，采用推薦彎矩放大系數(shù)的裝配式RCS框架結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。

簡介：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是建筑工程中應(yīng)用最廣泛的建筑結(jié)構(gòu)形式基礎(chǔ)不均勻沉降嚴重影響上部框架結(jié)構(gòu)的安全。本文主要研究不同情況下的基礎(chǔ)沉降時框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移的變化規(guī)律及相應(yīng)的加固措施并得出相應(yīng)的結(jié)論和加固建議。1通過ABAQUS建立一個五層的整體框架結(jié)構(gòu)進行基礎(chǔ)沉降對框架影響的仿真分析。本文進行了基礎(chǔ)的局部沉降分析和整體沉降分析局部沉降設(shè)置四種工況S1工況無沉降、S2工況獨立角柱沉降、S3工況獨立邊柱沉降、S4工況聯(lián)合沉降。通過分析得出柱下獨立基礎(chǔ)沉降對框架的影響是局部的與沉降柱相連的獨立柱的軸力發(fā)生很大變化與沉降柱相連的梁彎矩剪力發(fā)生明顯變化越遠離沉降柱影響越小相同的沉降量下獨立角柱的沉降影響范圍要比獨立邊柱的沉降影響范圍更小無論哪種獨立沉降方式位移的影響隨層高的增大逐漸增大內(nèi)力的影響隨層高的增大而減小。2整體沉降設(shè)置三種工況S1工況整體均勻沉降、S2工況整體傾斜沉降、S3工況“盆形”沉降。通過分析可以得出整體沉降對框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的影響是全局性的整體均勻沉降對框架結(jié)構(gòu)的影響很小幾乎可以忽略。整體傾斜沉降在傾斜度不大的條件下對框架結(jié)構(gòu)的影響也不是很大而“盆形”沉降對框架結(jié)構(gòu)的影響要比整體傾斜沉降大但仍然沒有局部沉降對周圍構(gòu)件影響大。所以在設(shè)計時盡量應(yīng)考慮條形基礎(chǔ)或者整體的筏板基礎(chǔ)。3計算一個實際發(fā)生沉降的框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力將監(jiān)測的沉降數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成位移荷載加載到有限元軟件中進行內(nèi)力計算提出一種基于有限元軟件內(nèi)力計算判斷結(jié)構(gòu)安全性的方法。為判斷基礎(chǔ)沉降時上部框架結(jié)構(gòu)的安全性提供參考。4研究常用的地基加固措施和結(jié)構(gòu)加固措施。通過案例重點研究旋噴樁加固措施和增大截面法。旋噴樁可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、提升速度和漿液配合比通過研究得出旋噴樁加固粉土、砂土地基具有優(yōu)越性并能適用于城市狹矮的施工環(huán)境增大截面法加固上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有承載力和剛度提高的良好效果。

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簡介：框架結(jié)構(gòu)是在目前結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用率仍占較高比重的一種形式，為了盡量降低框架結(jié)構(gòu)的一些常規(guī)缺點如承載能力、節(jié)點連接性能、抗側(cè)剛度較差等，本課題組在試驗試件設(shè)計中考慮鋼混凝土組合框架結(jié)構(gòu)的三大抗震設(shè)計原則，相應(yīng)采用新型卷邊PEC柱（“強柱弱梁”）、梁端截面削弱和端板對穿螺栓連接（“強節(jié)點”、“強剪弱彎”），設(shè)計出1榀卷邊鋼板PEC柱（柱強軸）鋼梁狗骨式連接組合框架結(jié)構(gòu)的底部兩層單跨1∶2縮尺模型試件。選用擬靜力試驗方法，對該試件加以水平循環(huán)往復荷載，以結(jié)合記錄試驗過程主要現(xiàn)象和整理采集數(shù)據(jù)為依據(jù)對其滯回特征、水平抗側(cè)剛度、節(jié)點連接性能、抗震延性與耗能能力、損傷進程與破壞模式等加以分析以揭示試件的抗震性能，并在保證試件各參數(shù)一致的前提下采用ABAQUS軟件對其分別在水平循環(huán)荷載下、與實際工程受力工況一致的水平循環(huán)荷載與軸向力共同作用下的力學性能進行兩次數(shù)值模擬，基于模擬數(shù)據(jù)整理分析試件滯回性能、剛度退化、抗震延性與耗能、結(jié)構(gòu)變形類型與破壞模態(tài)等，最后將試驗與模擬結(jié)果做對比分析以驗證模擬的可行性和準確性以及得到該試件抗震性能的最終相關(guān)結(jié)論，并分析豎向力的影響，為后續(xù)相關(guān)研究提供較全面的理論支撐。綜合試驗與模擬研究結(jié)果表明采取狗骨式連接方式可將梁端塑性鉸形成位置轉(zhuǎn)移到削弱截面處，降低了節(jié)點處連接焊縫的抗震要求，使得節(jié)點具有良好的轉(zhuǎn)動能力和耗能性能試件一層層間初始抗側(cè)剛度明顯大于二層，但隨著加載的進行，梁端削弱截面與PEC柱柱腳相繼先后形成塑性鉸，一層與二層層間抗側(cè)剛度差異不斷減小在水平力作用產(chǎn)生的傾覆彎矩下試件整體和一層的受壓側(cè)PEC柱承擔剪力大于受拉側(cè)PEC柱，試件二層水平總剪力基本由兩PEC柱平均承擔，且試件層間為剪切型變形模式水平循環(huán)荷載下試件最終破壞模式為梁端狗骨式截面處充分屈服和PEC柱腳鋼骨架截面屈服與混凝土壓潰均形成塑性鉸的延性破壞模式。模擬終止對應(yīng)試件整體、一二層層間峰值側(cè)移角和A柱上節(jié)點連接轉(zhuǎn)角均超過罕遇地震水平下框架結(jié)構(gòu)層間側(cè)移限值，試件抗倒塌能力良好試件在軸向力與水平荷載共同作用下軸向力產(chǎn)生的二階效應(yīng)加快了結(jié)構(gòu)的損傷進程，結(jié)構(gòu)耗能更優(yōu)越，這表明本文研究的采用梁端截面削弱和端板對穿螺栓連的卷邊PEC柱鋼梁組合框架對于在實際工程中提高框架結(jié)構(gòu)的抗震性能具有優(yōu)良的實踐應(yīng)用意義。

簡介：進入21世紀，我國的城市化程度越來越高，但與此同時我國仍然是一個發(fā)展中國家，政府需要提供一些保障性用房給有需要的居民現(xiàn)期流行的傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)暴露出環(huán)境污染、資源浪費等突出問題。而裝配式建筑作為一種成本相對較低，構(gòu)件制作地點在廠房內(nèi)的建造形式，造成的資源浪費和環(huán)境污染相對較小，具有相當?shù)沫h(huán)境價值和應(yīng)用前景。但裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點較整澆結(jié)構(gòu)相對薄弱，一旦發(fā)生地震，可能嚴重影響人類的生命及財產(chǎn)安全。所以，對裝配式建筑進行相關(guān)的抗震設(shè)計是必不可少的。金屬阻尼器布置在裝配式建筑中，可以為建筑提供附加剛度和附加阻尼，減震效果明顯，保護了結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全。本文針對金屬阻尼器在裝配式框架結(jié)構(gòu)中的抗震作用進行分析和研究，筆者做了如下工作1首先本文介紹了目前預制裝配式混凝土建筑的發(fā)展情況及抗震性能的研究情況，根據(jù)這些情況對本文的研究內(nèi)容進行討論2論述了一些金屬消能減震結(jié)構(gòu)的分析方法和設(shè)計方法，總結(jié)出一種阻尼器減震設(shè)計方法3利用ETABS有限元分析軟件，分析了加裝剪切鋼板阻尼器和未加裝剪切鋼板阻尼器的裝配式框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，對裝有剪切鋼板阻尼器的裝配式框架結(jié)構(gòu)進行了多遇地震下的彈性時程分析和罕遇地震下的彈塑性時程分析。本文初步研究表明，剪切鋼板阻尼器有著較好的耗能效果，值得進一步研究和應(yīng)用，獲得了以下結(jié)論1加裝金屬阻尼器的裝配式建筑的減震效果較明顯，在結(jié)構(gòu)中加裝阻尼器后與無控結(jié)構(gòu)對比，其在地震作用下產(chǎn)生的最大層間位移角等響應(yīng)值都有顯著的降低。金屬阻尼器為結(jié)構(gòu)耗散大量能量，可以有效減輕結(jié)構(gòu)的破壞程度2剪切鋼板阻尼器本身具有的構(gòu)造簡單、材料常見、性價比高等優(yōu)點，以及裝配式建筑的良好市場前景，未來這種阻尼器的應(yīng)用前景必將有著相當大的潛力。

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簡介：隨著超高層建筑的日益興建，框架核心筒伸臂桁架結(jié)構(gòu)作為一種重要的超高層建筑結(jié)構(gòu)體系得到了廣泛應(yīng)用，伸臂桁架是其中的重要抗側(cè)力構(gòu)件。本文深入研究了伸臂桁架在整體結(jié)構(gòu)中的耗能性能，提出了合理的伸臂桁架改進耗能設(shè)計方法。主要研究內(nèi)容如下1首先在PERFM3D中建立了普通伸臂桁架和防屈曲支撐BUCKLINGRESTRAINEDBRACED，BRB伸臂桁架的有限元模型。以一個超高層框架核心筒伸臂桁架原型結(jié)構(gòu)為基本研究對象，對其分別采用普通伸臂桁架和BRB伸臂桁架進行獨立設(shè)計，對得到的結(jié)構(gòu)進行罕遇地震工況下的抗震性能對比分析。分析結(jié)果表明由于普通伸臂桁架強度會進入軟化段而BRB伸臂桁架存在強化現(xiàn)象，普通伸臂桁架的塑性耗能情況優(yōu)于BRB伸臂桁架。2基于上述分析結(jié)果，本文提出了一種新型犧牲耗能型伸臂桁架，并對其展開了相關(guān)的螺栓和犧牲耗能型腹桿試驗研究和有限元分析。研究結(jié)果表明犧牲耗能型伸臂桁架在實際應(yīng)用中可以實現(xiàn)，試驗得到的力位移滯回曲線軟化程度可控，形狀飽滿，具有良好的耗能能力，建立其限元模型，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好，可以用于后續(xù)研究。3最后將超高層原型結(jié)構(gòu)中的伸臂桁架按照“等剛等強”的原則替換成犧牲耗能型伸臂桁架，并將犧牲耗能型伸臂桁架應(yīng)用于某超高層實際工程中，分別對比分析罕遇地震工況下兩個超高層結(jié)構(gòu)的普通伸臂桁架結(jié)構(gòu)、BRB伸臂桁架結(jié)構(gòu)和犧牲耗能型伸臂桁架結(jié)構(gòu)的抗震性能。對比結(jié)果表明犧牲耗能型伸臂桁架的塑性耗能情況是3種伸臂桁架里面最好的，可以減少其結(jié)構(gòu)中的其他關(guān)鍵構(gòu)件的塑性耗能，起到優(yōu)化塑性耗能分配和保護關(guān)鍵構(gòu)件的作用。

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簡介：中國的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)和鋼結(jié)構(gòu)建筑業(yè)隨著近年來科學技術(shù)的進一步發(fā)展獲得了快速的發(fā)展，與鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異。鋼結(jié)構(gòu)體系憑借其強大的綜合優(yōu)勢正逐步取代傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)。一方面，鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、抗震性強、自重輕、施工期短的特點，另一方面，其空間利用率高、對環(huán)境污染小、可塑性強的特點也迎合了現(xiàn)代社會環(huán)保、綠色的發(fā)展的新理念。從而在鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展中，有必要對鋼結(jié)構(gòu)的各項力學性能進行研究分析。本文采用狀態(tài)空間法針對鋼框架結(jié)構(gòu)的力學性能進行研究。在靜力問題上，考慮結(jié)構(gòu)樓板的剪切變形并采用分段連續(xù)化的簡化計算模型，以結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移為未知變量建立平衡方程，依據(jù)狀態(tài)空間理論選取合適的狀態(tài)變量，建立了相應(yīng)的狀態(tài)方程，再結(jié)合已知的邊界條件求解出狀態(tài)傳遞矩陣并求得鋼框架結(jié)構(gòu)任一高度處剪力與側(cè)移的狀態(tài)空間解。在動力問題上，計算模型采用層模型，根據(jù)結(jié)構(gòu)動力學方程，取結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的速度與位移為狀態(tài)變量，建立了鋼框架結(jié)構(gòu)動力分析的狀態(tài)方程，通過應(yīng)用凱萊哈密頓定理化的方法求解矩陣指數(shù)函數(shù)，求出其結(jié)構(gòu)動力問題的狀態(tài)空間解。同時考慮地震作用，選取ELCENTROSITE地震波，計算鋼框架結(jié)構(gòu)在該地震條件下的動力響應(yīng)。最后，通過給出具體的數(shù)值仿真算例，將本文推導出的理論公式借助MATLAB數(shù)學編程軟件進行輔助計算，得到鋼框架結(jié)構(gòu)在水平均布荷載作用下的剪力與側(cè)移數(shù)值鋼框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的自振頻率、最大層位移以及樓層位移響應(yīng)量，并且將本文方法求得的理論數(shù)值結(jié)果與有限元ASGEN軟件模擬的結(jié)果進行了對比。由結(jié)果對比可得到，本文計算方法的結(jié)果與ASGEN有限元軟件模擬的結(jié)果十分相近，誤差較小。由此可知，本文提出的基于狀態(tài)空間法研究鋼框架結(jié)構(gòu)的力學分析是十分可靠的，且此解形式簡便精確、便于應(yīng)用，從而進一步拓展了狀態(tài)空間法在建筑結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。

簡介：ATHESISSUBMITTEDINPARTIALFULFILLMENTOFTHEREQUIREMENTSFORTHEDEGREEOFTHEMASTEROFENGINEERINGRESEARCHONCOMPONENTBASEDDAMAGEMODELOFPRESTRESSEDCONCRETEFRAMESTRUCTURECANDIDATEWANGXIAOWEIMAJORSTRUCTURALENGINEERINGSUPERVISORPROFZHANGYAOTINGHUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCE損傷模型抗震性能IDA分析地震易損性分析

簡介：近幾年來，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，采用時程分析方法計算結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)日益成為人們研究的重點。目前，國內(nèi)外規(guī)范對時程分析法中所用的地震動記錄沒有明確有效的調(diào)整方法，由此可見，探尋地震動記錄調(diào)幅方法具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。基于本文提出的調(diào)幅方法，對鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)進行地震易損性分析，得到了結(jié)構(gòu)在各種損傷狀態(tài)下的破壞概率，有助于快速評估結(jié)構(gòu)在地震作用下的損傷程度，從而驗證本文提出方法的正確性。本文的主要研究內(nèi)容及取得的研究成果如下1利用OPENSEES有限元分析軟件，分別將5層和11層的框剪模型在KALKAN39條和SAC20條地震動記錄下進行彈塑性時程分析，主要研究結(jié)構(gòu)在不同地震動記錄作用下的響應(yīng)規(guī)律并進行模型驗證。2針對5層和11層的框剪模型，利用E、MIV、PGA以及SAT1四種地震動記錄調(diào)幅方法，對比分析了各種調(diào)幅方法的有效性和離散程度。研究結(jié)果表明，基于MIV的地震動記錄調(diào)幅方法綜合評價效果好于其他調(diào)幅方法，其離散性較小。3分別以MIV和PGA作為地震動強度參數(shù)，以最大層間位移角作為結(jié)構(gòu)損傷指標對結(jié)構(gòu)進行增量動力分析，并評價兩種指標下IDA分析的離散性。研究結(jié)果表明，基于MIV地震動強度參數(shù)的IDA分析離散性較小。4對IDA數(shù)據(jù)進行對數(shù)回歸分析，并以此建立結(jié)構(gòu)易損性曲線，據(jù)此得到在不同的地震動強度作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微破壞、中等破壞、嚴重破壞和倒塌的概率，以此評估結(jié)構(gòu)的損傷程度。