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  • 【论文】 某超限高层建筑罕遇地震弹塑性时程分析

    作者:曹征洋 关键词:罕遇地震 ; 弹塑性时程分析 ; 超高层 ; ABAQUS 机构:天津大学 ; 天津大学 年份:2016
    摘要:近些年,我国迎来了超高层建筑的快速建设时期,超高层结构的抗震安全性受到了广泛地关注。分析超高层结构在罕遇地震下的弹塑性响应,对于抗震设计有重要意义。本文基于通用有限元软件ABAQUS,介绍了超高层弹塑性时程分析的实现方法,包括材料本构、构件模拟、积分方法的选取,并结合某超限高层实际工程,建立了超高层结构罕遇地震动力响应分析问题的模型。通过与设计方提供的satwe模型进行周期、振型、质量的比较,表明本文的整体模型满足工程精度要求。本文先详细描述了在符合规范要求的三组地震波以及实际场地宁河天津波的作用下结构的弹塑性行为,研究了主要构件的损伤和屈服情况,并对损伤程度做出评价。之后,对结构输入工程场地地震安评报告中不同设计年限内各3组地震波,研究了此时结构的弹塑性行为,并将前后结果进行了对比。计算结果表明,结构整体受力性能良好,结构弹塑性层间位移角小于1/100,满足第三水准的抗震设防要求。
  • 【期刊】 罕遇地震下钢筋沥青隔震墩设计方法

    刊名:中国科技论文 作者:尚守平 ; 尹奋 关键词:罕遇地震 ; 钢筋沥青隔震墩 ; 共同受力 ; 振动台试验 机构:湖南大学土木工程学院 ; 湖南大学土木工程学院 年份:2018
    摘要:为了研究钢筋沥青隔震墩的设计方法,采用结构力学知识和混凝土结构设计基本理论对钢筋沥青隔震墩的受力状态进行理论分析并用振动台试验验证,推导出钢筋沥青隔震墩在多遇地震作用下设计计算方法和罕遇地震下隔震墩墩侧壁参与受力时的承载力计算方法。对现有钢筋沥青隔震墩设计规程《多层房屋钢筋沥青基础隔震技术规程》作了补充;提出了罕遇地震下钢筋沥青隔震墩竖向钢筋和墩侧壁共同受力的设计方法。
  • 【期刊】 剪力墙结构在罕遇地震下的Pushover分析

    刊名:工程与建设 作者:刘一鸣 ; 何沛祥 ; 徐文 关键词:超限结构 ; 剪力墙 ; 静力弹塑性分析 机构:合肥工业大学土木与水利工程学院 ; 合肥工业大学土木与水利工程学院 年份:2015
    摘要:针对超限剪力墙结构在罕遇地震作用下某些重要部位发生屈服甚至破坏退出工作,从而结构的工作状态会从弹性过渡到弹塑性,并随着塑性的发生和发展,结构的薄弱层位置的承载力、延性和破坏形式可能受到影响的状况,文章采用Pushover的分析方法对一超限高层进行抗震鉴定,判断结构薄弱层出现的位置,并对结构进行罕遇地震的弹塑性变形验算,为以后类似工程提供参考。
  • 【期刊】 罕遇地震作用下高架地铁车站抗震分析

    刊名:武汉理工大学学报:交通科学与工程版 作者:胡宁 陈丽军 李运 文小和 刘璐 关键词:高架地铁车站 罕遇地震 非线性分析 能力保护设计 延性比 机构:武汉市政工程设计研究院有限责任公司 ; 武汉市政工程设计研究院有限责任公司 年份:2015
    摘要:以某轨道交通工程高架地铁车站为背景,建立有限元计算模型,分析了在罕遇地震作用下车站结构的地震反应.结果表明,在罕遇地震作用下,该高架车站墩柱非线性位移延性比满足规范要求,盖粱、承台及桩基等满足能力保护构件验算要求.计算结果已为该高架车站的抗震设计提供依据.
  • 【论文】 考虑极罕遇地震作用的高层隔震结构性能研究

    作者:齐毅男 关键词:高层基础隔震结构 ; 高宽比限值 ; 极罕遇地震 ; 动力弹塑性分析 机构:广州大学 ; 广州大学 年份:2016
    摘要:基础隔震技术作为一种被动控制技术,已经广泛应用于多层建筑结构中,并在实际地震灾害中获得了检验,取得了良好的减震效果。随着隔震技术日益成熟以及研究的逐渐深入,基础隔震技术已逐步向高层建筑领域发展。在国外,已有许多高层基础隔震结构;在国内,随着对隔震结构减震机理的逐渐了解,越来越多的高层建筑开始采用基础隔震技术。但基础隔震在高层建筑领域的应用,仍然存在以下问题:(1)抗震规范对基础隔震结构的高宽比限值定为4,该限值未针对不同的结构类型加以区分,对隔震设计缺乏明确的指导作用;(2)现有的高宽比限值理论公式未考虑支座拉压异性以及支座的抗拉承载力;(3)叠层橡胶支座的竖向承载能力随剪切变形的增大逐渐下降,在极罕遇地震作用下,隔震支座可能发生较大剪切变形而丧失部分竖向承载能力,从而提前退出工作,对极罕遇地震作用下隔震支座的破坏机理以及隔震层的设计方法仍需要进一步探讨;(4)在极罕遇地震作用下,关于隔震结构的减震效果以及上部结构损伤演化过程仍需要进一步研究。鉴于以上问题,本文主要工作如下:(1)对现有的高宽比限值公式进行简单的补充和修正,以考虑支座的拉压异性和支座的抗拉承载能力。(2)依据规范要求,分别建立多个不同高宽比的框架、框剪以及剪力墙结构PKPM模型,采用ETABS有限元软件对不同高宽比的三种结构进行隔震设计和动力时程分析,分析采用地震动单向输入,考虑支座拉压异性。以支座极小面压不超过1MPa,极大面压不超过30MPa为限值[1],对三种结构的极限高宽比展开研究。分析结果表明,框架隔震结构的高宽比限值不超过4,框剪隔震结构高宽比限值不超过6,剪力墙结构不超过7,且随着高宽比的逐渐增大,结构的减震效果逐渐减小。(3)对高宽比为4的剪力墙隔震结构进行极罕遇地震作用下的时程分析,考虑隔震支座非线性属性。分析隔震结构的动力响应以及支座极限剪切变形下的承载能力和受力特征,研究结果表明:当隔震支座发生极限剪切变形时,支座面压未超过其最大承载能力;且在极罕遇地震作用下,剪力墙结构支座的极大面压更易超过限值,即支座可能由于受压屈服而提前退出工作。(4)针对高宽比为4的剪力墙结构,提出极罕遇地震作用下两种隔震设计方案:增大支座直径和隔震层附设黏滞阻尼器。对采用两种设计方法的剪力墙隔震结构进行罕遇地震和极罕遇地震作用下的时程分析,对其减震效果进行对比,分析结果表明,在极罕遇地震作用下,两种改进措施均能显著减小支座面压,可有效控制支座水平剪切变形在允许限值以内,但增大支座直径会使该剪力墙结构的支座更易出现受拉现象,且一定程度上减小隔震效果。(5)用ABAQUS对高宽比为4的剪力墙抗震结构与隔震结构进行动力弹塑性时程分析,对比两种结构在极罕遇地震作用下的弹塑性变形、层间内力,以及结构墙体及楼板的损伤耗能状况,用以说明极罕遇地震作用下剪力墙隔震结构的损伤演化过程。
  • 【期刊】 抗弯钢框架近场罕遇地震层剪力分布

    刊名:苏州科技学院学报:工程技术版 作者:吴徐 顾强 关键词:抗弯钢框架 近场地震 弹塑性 层剪力分布 机构:苏州科技学院土木工程学院 ; 苏州科技学院土木工程学院 年份:2014
    摘要:为研究抗弯钢框架(SMRF)强震下的层剪力分布,对8个算例进行了近场地震下的时程分析.根据结构的层剪力分布曲线,提出了近场罕遇地震下SMRF平均层剪力分布模式.同前人的层剪力分布模式及时程分析结果对比表明,模式有较高的精度.
  • 【期刊】 罕遇地震下钢混组合结构损伤时变特性

    刊名:东南大学学报(自然科学版) 作者:王莹 ; 王若竹 ; 李兆霞 关键词:钢混凝土组合结构 ; 时变损伤 ; 时变特性 ; 动力弹塑性时程分析 机构:东南大学江苏省工程力学分析重点实验室 ; 东南大学江苏省工程力学分析重点实验室 ; 常州市机关事务管理局 年份:2017
    摘要:面向复杂钢混组合结构,依据动力弹塑性时程分析法获得罕遇地震下结构的动力响应,分别利用基于整体法和加权组合法的地震损伤时变模型,研究了罕遇地震下结构的损伤时变特性.考虑到结构刚度和阻尼等参数在计算时必须为常量,而在整个服役期间又具有变量特征,因此将其作为拟变量处理.通过研究一典型钢混组合算例发现:罕遇地震下结构损伤值呈现显著的时变特性,甚至可能超出相应性能限值;刚度变化会引起抗侧向力能力和地震传导能力的改变,使得时变损伤值呈现波动性,其中前者占主导作用.地震作用越大,地震传导能力变化对损伤影响越大,导致时变损伤值波动越显著,结构振动形态也发生显著变化.通过对比服役期内结构时变损伤与不考虑材料时变特性的设计值的差异可以发现,材料的时变特性对于抗震设计和评估的准确性有重要影响.
  • 【期刊】 罕遇地震下钢混组合结构损伤时变特性

    刊名:东南大学学报:自然科学版 作者:王莹[1] ; 王若竹[2] ; 李兆霞[1] 关键词:钢混凝土组合结构 时变损伤 时变特性 动力弹塑性时程分析 机构:东南大学江苏省工程力学分析重点实验室 ; 东南大学江苏省工程力学分析重点实验室 年份:2017
    摘要:面向复杂钢混组合结构,依据动力弹塑性时程分析法获得罕遇地震下结构的动力响应,分别利用基于整体法和加权组合法的地震损伤时变模型,研究了罕遇地震下结构的损伤时变特性.考虑到结构刚度和阻尼等参数在计算时必须为常量,而在整个服役期间又具有变量特征,因此将其作为拟变量处理.通过研究一典型钢混组合算例发现:罕遇地震下结构损伤值呈现显著的时变特性,甚至可能超出相应性能限值;刚度变化会引起抗侧向力能力和地震传导能力的改变,使得时变损伤值呈现波动性,其中前者占主导作用.地震作用越大,地震传导能力变化对损伤影响越大,导致时变损伤值波动越显著,结构振动形态也发生显著变化.通过对比服役期内结构时变损伤与不考虑材料时变特性的设计值的差异可以发现,材料的时变特性对于抗震设计和评估的准确性有重要影响.
  • 【期刊】 罕遇地震作用下铁路连续梁桥抗震分析

    刊名:公路工程 作者:刘璐 ; 徐刚 ; 赵川杰 ; 张守城 ; 陈丽军 关键词:连续梁 ; 非线性分析 ; 纤维模型 ; 地震反应 ; 延性系数 机构:武汉市政工程设计研究院有限责任公司 ; 武汉市政工程设计研究院有限责任公司 ; 武汉地产开发投资集团有限公司 年份:2015
    摘要:在罕遇地震作用下,连续梁桥有时可能进入弹塑性状态,结合某轨道交通的高架桥梁工程,采用纤维模型,分析了该桥在地震作用下的受力状态,分析表明,该桥制动墩墩底钢筋在给定地震时程波作用下发生屈服,桥墩进入塑性状态,但非线性位移延性比满足规范要求;该计算结果已为该梁的抗震设计提供依据,分析方法可为同类结构提供参考。
  • 【期刊】 罕遇地震作用下故宫太和殿抗震性能研究

    刊名:建筑结构学报 作者:周乾 ; 闫维明 ; 关宏志 ; 纪金豹 关键词:罕遇地震 ; 太和殿 ; 木结构 ; 古建筑 ; 有限元分析 ; 抗震性能 机构:北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室 ; 北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室 ; 故宫博物院 年份:2014
    摘要:为有效评估故宫太和殿结构的抗震性能,对其开展罕遇地震作用下的有限元分析。基于榫卯节点、斗拱、柱础平摆浮搁等构造特征,考虑柱-填充墙之间的接触关系,建立太和殿结构的非线性有限元分析模型。通过响应谱分析,研究8度罕遇地震作用下,太和殿结构内力及变形的总体分布特征;通过时程分析,得到太和殿结构典型节点的内力及变形响应曲线,进一步评价了太和殿的抗震性能。结果表明:8度罕遇地震作用下,太和殿墙体易产生受力破坏,明间屋顶部位变形较大,但木构架整体完好,可满足"墙倒屋不塌"的要求;此外,柱础平摆浮搁、榫卯节点、斗拱等构造有利于减小太和殿结构的地震作用响应。
  • 【论文】 BRB框架结构罕遇、极罕遇地震下倒塌性能研究

    作者:周敏 关键词:钢筋混凝土框架结构 ; 屈曲约束支撑(BRB) ; 抗震性能 ; 弹塑性时程分析 ; 层间位移角 机构:中国建筑科学研究院 ; 中国建筑科学研究院 年份:2017
    摘要:普通支撑受压会产生屈曲现象,当支撑受压屈曲后,刚度和承载力急剧降低。当支撑由压曲状态逐渐变至受拉状态时,支撑的内力以及刚度接近为零。因而普通支撑在反复荷载作用下滞回性能较差。屈曲约束支撑又称防屈曲支撑或BRB(Buckling restrained brace)是新型的耗能支撑,与传统支撑最大的区别是BRB的主要耗能构件,即内核单元外围有约束单元的限制,使其在轴向压力的作用下,发生全截面屈服之前不会发生屈曲,从而避免了传统支撑受压时容易失稳的问题。BRB有良好的延性和滞回性能,在弹性阶段工作时,就如同普通支撑可为结构提供很大的抗侧刚度,可用于抵抗小震以及风荷载的作用。在弹塑性阶段工作时,变形能力强、滞回性能好,就如同一个性能优良的耗能阻尼器,可用于结构抵御强烈地震作用,提高结构的抗倒塌性能。安装屈曲约束支撑(BRB)的框架结构(以下简称BRB框架结构)可以减少设计配筋,那么按多遇地震设计后能否满足“大震不倒”的抗震设防要求自然成为研究者关注的一个问题。本文用数值模拟的方法分析不同构件尺寸,不同高度,不同空间布置(包括按6度、7度、8度、9度分别设计的三层框架、五层框架结构以及按所在烈度设计的其余四个框架结构)的框架结构和BRB框架结构在罕遇地震、极罕遇地震下的抗震性能,具体体现在结构的层间变形,基底剪力,塑性铰数量和发育情况以及竖向构件耗能等。通过比较BRB框架结构和框架结构的有限元计算结果,本文认为:(1)得益于BRB卓越的耗能能力,BRB框架结构在罕遇地震和极罕遇地震作用下,结构地震反应减弱,结构完全可以满足“大震不倒”的抗震设防要求。(2)框架结构和BRB框架结构在罕遇地震作用下层间位移角均满足规范要求。极罕遇地震作用下,框架结构6度时位移角最大值均小于1/50,7度时位移角最大值已十分接近1/50(部分地震波计算层间位移角最大值大于1/50),8度、9度时部分结构位移角最大值已大于1/50;各烈度BRB框架结构层间位移角均满足规范1/50限值要求。BRB框架结构有较高的安全储备,可预防突发性超强烈地震作用下结构的倒塌破坏。美国学者在上世纪90年代初率先提出了基于性能的抗震设计思想。在这一思想的指导下,许多学者提出了他们基于位移的抗震设计方法。本文在他们研究的基础上,由相关基本假定和一些既定的理论研究结果推导出配箍特征值的理论计算公式。将有限元软件模拟得到的不同BRB框架结构的最大层间位移角均值带入配箍特征值公式,从而得到BRB框架结构的配箍特征值建议值。
  • 【期刊】 某超高层结构罕遇地震弹塑性时程分析

    刊名:结构工程师 作者:单孟硕 ; 张晓光 ; 何诚 关键词:超高层建筑 ; 弹塑性时程分析 ; 抗震性能 ; 框架-核心筒体系 机构:同济大学建筑工程系 ; 同济大学建筑工程系 ; 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 年份:2014
    摘要:某超高层办公楼位于抗震设防烈度7度地区,结构高度156 m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,为B级超高层建筑。为了研究结构在罕遇地震作用下整体及主要构件的性能,分析结构在大震下的塑性发展情况,采用SAP2000程序进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析。分析结果表明,罕遇地震下,结构整体受力性能良好,结构的最大层间位移角满足规范1/100的限值要求,部分连梁及框架梁进入塑性,框架柱及剪力墙基本处于弹性状态;结构能够达到预设抗震性能目标,满足大震不倒的设防要求。