簡(jiǎn)介：基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想作為一種先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)思想，與傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)思想相比具有多級(jí)性、全面性、靈活性的特點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)和物質(zhì)快速發(fā)展的今天，更能被多數(shù)業(yè)主和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者所接受?；谖灰频慕Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是基于性能抗震設(shè)計(jì)的重要方法之一，因其性能水平的確定比較直觀，方法較易操作等優(yōu)點(diǎn)，必將代表本世紀(jì)抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展趨勢(shì)。但在很多方面有待完善，其中性能水平及其量化指標(biāo)是重要的環(huán)節(jié)之一，本文對(duì)此展開(kāi)以下幾個(gè)方面的研究工作通過(guò)分析、總結(jié)國(guó)內(nèi)外對(duì)結(jié)構(gòu)性能水平的研究現(xiàn)狀以及相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，針對(duì)型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)，提出了四級(jí)抗震性能水平和四級(jí)抗震設(shè)防目標(biāo)。通過(guò)分析結(jié)構(gòu)變形與損傷的關(guān)系，得出了選取層間位移角作為結(jié)構(gòu)抗震性能水平量化指標(biāo)的合理性。本文結(jié)合RC框架結(jié)構(gòu)體系基于性能抗震設(shè)計(jì)所具備的研究成果和規(guī)范背景，在對(duì)SRC框架結(jié)構(gòu)和SRC柱試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，提出了SRC框架結(jié)構(gòu)四個(gè)性能水平極限狀態(tài)的層間位移角限值。對(duì)直接基于位移設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn)，并利用直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法，通過(guò)對(duì)一個(gè)九層型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)分別在不同地震作用水平下具有不同的性能水平進(jìn)行了設(shè)計(jì)校核，結(jié)果表明，利用本文提出的層間位移角作為結(jié)構(gòu)性能水平的量化指標(biāo)，可以有效地控制結(jié)構(gòu)在不同地震作用下的抗震性能，便于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于性能的抗震設(shè)計(jì)。

簡(jiǎn)介：火力發(fā)電廠主廠房除氧煤倉(cāng)間框架具有豎向荷載大、跨度大等特點(diǎn)，造成框架梁截面尺寸過(guò)大，出現(xiàn)了強(qiáng)梁弱柱的現(xiàn)象。到目前為止，國(guó)內(nèi)外已建和在建的為數(shù)眾多的火力發(fā)電廠中，卻鮮有采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)型式的。在火電廠主廠房框架中采用高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，可以顯著減小構(gòu)件截面尺寸，節(jié)省材料，獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。因此，從它的抗震能力和抗震設(shè)計(jì)方法角度進(jìn)行研究，具有很大的理論價(jià)值和較強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力除氧煤倉(cāng)間框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和非線性有限元?jiǎng)恿Ψ治?，試?yàn)研究了該結(jié)構(gòu)在不同烈度水準(zhǔn)下的抗震性能。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下1、地震模擬振動(dòng)臺(tái)模型設(shè)計(jì)。根據(jù)原型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及試驗(yàn)室現(xiàn)有條件設(shè)計(jì)了18縮尺模型，考慮到按相似理論設(shè)計(jì)的滿配重模型整體重量較大，超過(guò)了振動(dòng)臺(tái)的最大承載力，本次試驗(yàn)采用微粒混凝土非滿配重模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計(jì)。2、地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。本文選定了三種適用于不同場(chǎng)地類(lèi)別的地震波進(jìn)行逐級(jí)加載，測(cè)試了模型結(jié)構(gòu)在三種地震波作用下的加速度反應(yīng)，通過(guò)對(duì)加速度時(shí)程進(jìn)行數(shù)值積分得到模型在三種地震波作用下的位移反應(yīng)，并考察了重點(diǎn)部位的動(dòng)應(yīng)變反應(yīng)以及整個(gè)結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)和發(fā)展的情況。并且，在每級(jí)地震波加載前后，均對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了白噪聲輸入，通過(guò)模態(tài)分析，研究了模型結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性及受震前后的變化情況。試驗(yàn)結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)滿足抗震設(shè)防要求；該結(jié)構(gòu)存在薄弱部位，主要薄弱部位在一層；該結(jié)構(gòu)為強(qiáng)梁弱柱結(jié)構(gòu)，一層框架柱頂端首先開(kāi)裂，接著是一層框架柱腳開(kāi)裂。3、非線性有限元?jiǎng)恿r(shí)程分析。模型制作前進(jìn)行了仿真分析，模擬預(yù)應(yīng)力加載，確定了預(yù)應(yīng)力筋張拉順序，張拉控制力大小，以及地震波作用下加速度和動(dòng)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的量程范圍等。試驗(yàn)后同樣進(jìn)行了仿真分析并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，依照相同方法建立了原型結(jié)構(gòu)單元計(jì)算模型，并進(jìn)行了計(jì)算分析。分析結(jié)果表明，仿真分析與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果吻合良好，從而驗(yàn)證了建立的計(jì)算模型及動(dòng)力分析方法的正確性。原型結(jié)構(gòu)單元計(jì)算分析結(jié)果與模型試驗(yàn)反推結(jié)果吻合較好，驗(yàn)證了本文依據(jù)相似理論所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪呛侠淼摹?

簡(jiǎn)介：鋼框架鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)指在鋼框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上在部分框架梁柱間內(nèi)填鋼板的結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)彈性初始剛度高、位移延性系數(shù)大、滯回性能穩(wěn)定，具有非常好的抗震性能，并且具有自重輕、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)是地震多發(fā)地區(qū)，對(duì)這種抗震能力優(yōu)越的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行研究與應(yīng)用，有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。本文在綜合國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐和研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)鋼框架鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系整體抗震性能進(jìn)行了研究。主要研究如下⑴建立了鋼板剪力墻構(gòu)件的有限元模型，并進(jìn)行了簡(jiǎn)化；進(jìn)行了單層鋼板剪力墻的擬靜力試驗(yàn)?zāi)M分析，驗(yàn)證了有限元模型的適用性。⑵對(duì)鋼框架鋼板剪力墻整體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了彈塑性地震反應(yīng)分析研究，得出了結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的變形、位移、剪力分擔(dān)特征，并在此基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)提出了建議。⑶應(yīng)用能量分析方法對(duì)鋼框架鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行能量反應(yīng)研究，得出了結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的能量輸入、分配以及耗散特性。⑷對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)分析研究，得出了內(nèi)填鋼板高厚比、周邊柱彈性剛度、周邊梁抗彎剛度對(duì)結(jié)構(gòu)彈塑性地震反應(yīng)的影響。

簡(jiǎn)介：組合鋼板剪力墻以下簡(jiǎn)稱(chēng)“組合墻”是在鋼板剪力墻的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。它一方面保留了鋼板剪力墻的優(yōu)點(diǎn)，比如較高的抗側(cè)剛度和極限承載力，以及良好的延性和耗能能力等；另一方面，還克服了鋼板剪力墻容易發(fā)生屈曲等缺點(diǎn)。因此，組合鋼板剪力墻是一種性能優(yōu)異的抗側(cè)力構(gòu)件。將其應(yīng)用到鋼框架結(jié)構(gòu)中，形成鋼框架組合墻結(jié)構(gòu)。從宏觀上判斷，這種結(jié)構(gòu)不但平面布置靈活，還具有較大的抗側(cè)剛度和延性，所以非常適用于強(qiáng)震區(qū)的高層及超高層結(jié)構(gòu)。但目前對(duì)這種結(jié)構(gòu)抗震性能和設(shè)計(jì)方法研究較少，從而使鋼框架組合墻結(jié)構(gòu)不能得到廣泛地應(yīng)用。本文為研究鋼框架組合墻結(jié)構(gòu)的抗震性能，首先推導(dǎo)出了組合墻抗側(cè)剛度的理論計(jì)算公式，并用既有試驗(yàn)數(shù)據(jù)做了驗(yàn)證。之后，根據(jù)已有試驗(yàn)得到的組合墻的破壞形態(tài)，提出了組合墻的簡(jiǎn)化分析模型雙向多斜桿模型，并用理論推導(dǎo)和試驗(yàn)調(diào)整兩種方法確定了計(jì)算模型中各參數(shù)的取值。在計(jì)算模型得到驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，利用該雙向多斜桿模型，對(duì)鋼框架組合墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力和動(dòng)力分析，得到了影響結(jié)構(gòu)性能的重要參數(shù)及其合理取值。之后，本文設(shè)計(jì)并完成了一個(gè)四層單跨鋼框架組合墻結(jié)構(gòu)的地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。通過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究，觀察了模型的受力破壞現(xiàn)象，分析了模型的自振特性、位移、加速度和應(yīng)變反應(yīng)。對(duì)比振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果與利用雙向多斜桿模型進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析得到的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩者吻合較好，證明了本文提出的簡(jiǎn)化分析模型的正確性。研究發(fā)現(xiàn)，雙向多斜桿模型不但能合理地模擬傳統(tǒng)組合墻，還能較為準(zhǔn)確地模擬開(kāi)孔組合墻的性能。最后，為了便于鋼框架組合墻結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用，本文研究了鋼框架組合墻結(jié)構(gòu)的能力設(shè)計(jì)方法，給出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體流程，并確定了各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算和構(gòu)造方法。

簡(jiǎn)介：屋頂設(shè)置鋼塔的多高層建筑結(jié)構(gòu)，由于在屋頂處的剛度和質(zhì)量發(fā)生了突變，發(fā)生地震時(shí)，鋼塔受到經(jīng)過(guò)主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)化、放大的振動(dòng)激勵(lì)，會(huì)產(chǎn)生顯著的“鞭梢效應(yīng)”。地震震害表明，在“鞭梢效應(yīng)”的影響下，即使主體結(jié)構(gòu)無(wú)震害或震害較輕，鋼塔也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的破壞甚至倒塌。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于這種結(jié)構(gòu)體系的抗震性能研究得較少，也尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程可供參考。因此，系統(tǒng)地研究屋頂帶鋼塔的結(jié)構(gòu)體系，并給出屋頂鋼塔地震作用的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，是實(shí)際工程設(shè)計(jì)的迫切要求。采用大型通用有限元軟件ANSYS建立屋頂帶鋼塔的混凝土框架結(jié)構(gòu)的三維空間有限元模型，用LANCZOS法分析該結(jié)構(gòu)體系以及鋼塔和框架結(jié)構(gòu)單獨(dú)工作時(shí)的模態(tài)特性。從整體動(dòng)力特性可以看出，當(dāng)混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，屋頂鋼塔在框架結(jié)構(gòu)屋頂層振動(dòng)的激勵(lì)下，產(chǎn)生二次型振動(dòng)，發(fā)生顯著的“鞭梢效應(yīng)”。對(duì)于這種屋頂設(shè)置鋼塔由兩種材料組成，具有不同阻尼耗能特性的結(jié)構(gòu)，采用材料阻尼來(lái)處理此類(lèi)結(jié)構(gòu)的阻尼問(wèn)題，這種方法比用等效粘滯阻尼比來(lái)表征鋼塔和主體結(jié)構(gòu)不同阻尼耗能特性更為精確。采用材料阻尼和整體阻尼比對(duì)屋頂帶鋼塔的框架結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行時(shí)程分析，結(jié)果表明，非比例阻尼對(duì)于鋼塔底部剪力的影響是不容忽視的，而對(duì)于框架結(jié)構(gòu)則沒(méi)有明顯影響。討論了鋼塔位于屋頂不同位置對(duì)鋼塔地震反應(yīng)的影響，也討論了主體結(jié)構(gòu)的高度對(duì)鋼塔和主體結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響?？偟膩?lái)說(shuō)，就框架結(jié)構(gòu)而言，屋頂鋼塔相當(dāng)于一個(gè)TMD系統(tǒng)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)時(shí)，可不考慮屋頂鋼塔的作用；而對(duì)鋼塔而言，由于框架結(jié)構(gòu)X方向的剛度比Z方向大，因而鋼塔在X方向地震作用下的鞭梢效應(yīng)更為明顯，在對(duì)該種結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體抗震驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)對(duì)屋頂鋼塔進(jìn)行X方向地震作用下的抗震驗(yàn)算。以彈性時(shí)程分析為基礎(chǔ)，調(diào)整屋頂鋼塔的剛度，利用“比周期”這一綜合參數(shù)討論屋頂鋼塔的增大系數(shù)，提出屋頂鋼塔地震作用的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。通過(guò)實(shí)例計(jì)算，驗(yàn)證了所提簡(jiǎn)化方法的正確性和適用性。最后提出了有關(guān)這種結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的若干建議。

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簡(jiǎn)介：對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別和健康監(jiān)測(cè)能夠有效防止災(zāi)難性失效的發(fā)生，而且盡早發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷能夠大幅降低結(jié)構(gòu)維護(hù)費(fèi)用。本文圍繞一階振型斜率，驗(yàn)證當(dāng)某層的第一階振型斜率改變值大于0時(shí)，該層可能為損傷單元，可以用于判定和標(biāo)定損傷；在結(jié)構(gòu)上設(shè)定了損傷，并用該損傷指數(shù)對(duì)該損傷進(jìn)行識(shí)別；改變模型的自身剛度及層高等條件，觀察損傷指數(shù)隨之改變的規(guī)律，并分析產(chǎn)生這些改變的原因，提出輔助的識(shí)別方法。本文從以下幾方面進(jìn)行了研究，并取得了一些有價(jià)值的研究成果1）了解各種基于模態(tài)參數(shù)的損傷識(shí)別方法，在此基礎(chǔ)上對(duì)基于一階振型斜率變化值的損傷參數(shù)進(jìn)行了深入研究，并對(duì)其損傷定位理論進(jìn)行理論分析，為隨后的數(shù)值分析中的損傷定位和損傷大小識(shí)別作了準(zhǔn)備。2）利用ETABS軟件建立9層框架結(jié)構(gòu)有限元分析模型，通過(guò)改變損傷部位的剛度來(lái)模擬損傷，進(jìn)行結(jié)構(gòu)完好狀態(tài)和損傷狀態(tài)模態(tài)分析來(lái)驗(yàn)證一階振型斜率改變值這個(gè)損傷識(shí)別參數(shù)的有效性。發(fā)現(xiàn)在單損傷工況中一階振型斜率改變值能夠較準(zhǔn)確的識(shí)別損傷位置，而在多損傷工況中識(shí)別參數(shù)的準(zhǔn)確性不足，需要運(yùn)用分步識(shí)別修復(fù)方法來(lái)輔助進(jìn)行損傷定位。3）改變模型自身的橫梁線剛度及層高等條件，損傷指數(shù)隨之發(fā)生改變，在層高及橫梁剛度不盡相同的結(jié)構(gòu)中，一階振型斜率改變值在單損傷及多損傷工況中準(zhǔn)確性均不足，單損傷工況中可以結(jié)合損傷前后同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的一階振型位移改變值與一階振型斜率改變值共同進(jìn)行識(shí)別；而在多損傷工況中可以采用損傷定位置信準(zhǔn)則DLAC和多位置損傷定位置信準(zhǔn)則（MDLAC）來(lái)排除一階振型斜率改變值對(duì)于損傷的誤判，并結(jié)合分步識(shí)別法較準(zhǔn)確的識(shí)別多損傷的位置。

簡(jiǎn)介：鋼管混凝土CFST是鋼管和混凝土兩種物質(zhì)組成的組合材料。由于它的特殊性，工程中鋼管混凝土大多運(yùn)用于受壓構(gòu)件柱。鋼管混凝土柱是混凝土和鋼材兩種材料的理想組合，經(jīng)濟(jì)效益也非常突出。對(duì)于鋼管混凝土柱構(gòu)件的理論研究及計(jì)算運(yùn)用也已成熟。本文在過(guò)去研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用“鋼管混凝土統(tǒng)一理論”，對(duì)鋼管混凝土柱在框架核心筒結(jié)構(gòu)體系高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)中的抗震性能作了進(jìn)一步的探討。本文的研究?jī)?nèi)容包括以下三部分1將鋼筋混凝土柱用不同的等效方法等效成鋼管混凝土柱，對(duì)等效后的鋼筋混凝土柱在框架核心筒結(jié)構(gòu)體系中在相同地震作用下表現(xiàn)出來(lái)的性能做評(píng)價(jià)分析。針對(duì)鋼管混凝土柱在框架核心筒結(jié)構(gòu)中的具體運(yùn)用，分析此種結(jié)構(gòu)滿足何種條件，鋼管混凝土才能發(fā)揮它的延性好和抗震性能優(yōu)越的特性。2采用有限元分析軟件ETABS，依據(jù)有限元理論，把由鋼管混凝土柱構(gòu)成的框架核心筒結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土柱構(gòu)成的框架核心筒結(jié)構(gòu)建立兩種計(jì)算模型，進(jìn)行抗震性能的對(duì)比。首先，對(duì)兩種結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行模態(tài)分析，比較結(jié)構(gòu)自振特性的變化；然后，采用振型分解反應(yīng)譜方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性分析，以及采用時(shí)程分析方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性計(jì)算分析。結(jié)果證明了鋼管混凝土在高層，甚至是超高層結(jié)構(gòu)中其承載能力、變形特性、耗能能力等抗震性能方面的優(yōu)點(diǎn)。3采用非線性靜力彈塑性分析方法PUSHOVER，對(duì)兩種結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了單方向加載的結(jié)構(gòu)受力分析和循環(huán)加載地震作用下的損傷性能分析。再一次證明了鋼管混凝土柱在整體結(jié)構(gòu)中有較好的抗震性能。

簡(jiǎn)介：大多數(shù)工程結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中由于環(huán)境載荷等因素的影響在長(zhǎng)期的疲勞載荷和腐蝕作用下尤其當(dāng)結(jié)構(gòu)遭受較大的外來(lái)力如地震和火災(zāi)作用后可能會(huì)發(fā)生各種損傷從而使結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足使用功能的要求或使安全性降低。在工程結(jié)構(gòu)的使用過(guò)程中診斷結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否出現(xiàn)損傷并進(jìn)行損傷位置和程度的判定預(yù)測(cè)下一個(gè)目標(biāo)使用年限內(nèi)結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)而制定最優(yōu)的加固方案和維修策略具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文主要針對(duì)多層空間框架結(jié)構(gòu)模型闡述了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的損傷診斷過(guò)程。首先介紹了損傷識(shí)別技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展對(duì)目前所采用的各種損傷識(shí)別方法的分類(lèi)作了簡(jiǎn)單介紹。其次給出了使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷診斷的力學(xué)依據(jù)介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、原理及數(shù)值計(jì)算方法。再次以八層空間框架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象采用改變單元彈性模量的方法模擬結(jié)構(gòu)損傷通過(guò)有限元模態(tài)分析獲取結(jié)構(gòu)在完好和不同損傷程度下的各階固有頻率與節(jié)點(diǎn)振型位移利用二者的差值作為損傷標(biāo)識(shí)量用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷。為解決框架結(jié)構(gòu)有較多層以及空間對(duì)稱(chēng)性問(wèn)題提出了一種新的輸出方式和分步訓(xùn)練方法通過(guò)兩步訓(xùn)練得到兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)果可準(zhǔn)確的判斷損傷的具體位置和程度。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)試來(lái)證明使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的適用性及準(zhǔn)確性。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多鋼框架結(jié)構(gòu)的地震易損性及概率風(fēng)險(xiǎn)分析.pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：近二十年來(lái)，基于動(dòng)力信息的結(jié)構(gòu)損傷診斷研究受到人們的廣泛關(guān)注，學(xué)者在這一領(lǐng)域開(kāi)展大量的研究。由于土木工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，人們對(duì)結(jié)構(gòu)的建模忽略了很多關(guān)鍵因素，例如沒(méi)有考慮土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的影響。人們多利用低階模態(tài)進(jìn)行損傷診斷研究，對(duì)損傷敏感的高階模態(tài)研究和利用較少。用于結(jié)構(gòu)損傷診斷的動(dòng)力信息還受到環(huán)境因素和測(cè)量噪聲的影響，存在著不確定性。本文以彈性地基板和彈性地基上的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為對(duì)象展開(kāi)參數(shù)識(shí)別和損傷診斷研究工作，主要內(nèi)容如下1對(duì)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法進(jìn)行了研究，比較最小二乘復(fù)指數(shù)法LSCE與POLYMAX方法，發(fā)現(xiàn)POLYMAX方法識(shí)別高阻尼高階模態(tài)的能力較強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)彈性地基上自由板進(jìn)行了脈沖錘擊法模態(tài)實(shí)驗(yàn)，討論了WINKLER地基和雙參數(shù)地基板振動(dòng)的特點(diǎn)，指出實(shí)際工程中地基板的振動(dòng)僅存在“近似剛體模態(tài)”。利用VLASOV地基上厚薄板通用元建立地基板振動(dòng)的通用方法，通過(guò)反分析識(shí)別得到地基的物理參數(shù)。2在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)地基上的一座鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)實(shí)驗(yàn)研究。隨著框架結(jié)構(gòu)的澆筑過(guò)程，進(jìn)行了隨著層數(shù)增加的逐層位移模態(tài)測(cè)試，得到了各種工況下結(jié)構(gòu)的模態(tài)值。然后進(jìn)行了應(yīng)變模態(tài)測(cè)試，得到各階應(yīng)變模態(tài)測(cè)試結(jié)果。分別考慮了重復(fù)實(shí)驗(yàn)，模態(tài)參數(shù)分析方法，溫度變化，力大小不均等因素造成的模態(tài)參數(shù)不確定性。發(fā)現(xiàn)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法的影響不能忽略。隨溫度的升高，結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率降低。錘擊力增大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)頻率的降低。對(duì)于非穩(wěn)態(tài)信號(hào)的處理，利用HHT的識(shí)別得到的結(jié)果比FFT更好。3對(duì)本文框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了物理參數(shù)識(shí)別研究。上部結(jié)構(gòu)采用彎剪縮聚型模型，下部基礎(chǔ)采用地基阻抗函數(shù)模型。基于不同工況識(shí)別得到的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)結(jié)果，利用靈敏度方法進(jìn)行了各種工況下的結(jié)構(gòu)和地基參數(shù)同步識(shí)別，得到了模態(tài)參數(shù)隨結(jié)構(gòu)變化的規(guī)律。由于靈敏度方法易出現(xiàn)病態(tài)問(wèn)題，采用遺傳算法結(jié)合模擬退火技術(shù)形成遺傳退火混合算法，提高了遺傳算法的全局尋優(yōu)能力。利用遺傳退火混合算法進(jìn)行參數(shù)識(shí)別，識(shí)別結(jié)果優(yōu)于靈敏度方法的結(jié)果。4引入模態(tài)局部化的概念，通過(guò)算例討論了剛度完好連續(xù)梁由于支座位置變化和支座剛度變化導(dǎo)致的模態(tài)局部化的問(wèn)題，在理論上是特征空間的擴(kuò)張的問(wèn)題。利用一座3層框架首層梁的模態(tài)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了框架梁也具有連續(xù)梁的類(lèi)似特性，并分析了框架中千斤頂對(duì)于結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響。對(duì)本文框架結(jié)構(gòu)柱的研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)梁的模態(tài)局部化現(xiàn)象也存在于框架柱中，通過(guò)在首層柱單元上加質(zhì)量塊的方法，從實(shí)測(cè)結(jié)果證實(shí)了“高靈敏度的高階模態(tài)”的存在。5建立了基于貝葉斯理論進(jìn)行損傷診斷的基本框架，利用基于馬爾可夫鏈的蒙特卡羅模擬MCMC的方法計(jì)算貝葉斯統(tǒng)計(jì)問(wèn)題，編制了MCMC計(jì)算程序。通過(guò)一個(gè)三層剪切型框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，分別計(jì)算了單損傷與多損傷，不同準(zhǔn)則的比較，不同噪聲水平下方法的比較，表明MCMC方法能有效地診斷結(jié)構(gòu)的損傷。對(duì)本文框架結(jié)構(gòu)局部加強(qiáng)柱部位進(jìn)行了損傷前和損傷后的各5次試驗(yàn)，利用兩步法得到的后驗(yàn)期望估計(jì)準(zhǔn)確診斷了損傷的位置。同時(shí)發(fā)現(xiàn)地基參數(shù)對(duì)于結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性有著明顯的影響。

簡(jiǎn)介：鋼混凝土組合梁具有獨(dú)特的優(yōu)越性，應(yīng)用前景非常廣闊。由組合梁和鋼柱組成的框架本文稱(chēng)之為組合框架。組合框架受力時(shí)組合梁剛度是變化的，剛度突變分界點(diǎn)的確定對(duì)于準(zhǔn)確反映組合框架受力性能有重要的意義。而國(guó)內(nèi)外的規(guī)范取剛度突變區(qū)長(zhǎng)度為跨長(zhǎng)的15％這一結(jié)論并無(wú)令人信服的解釋。因此，有必要就如何準(zhǔn)確確定組合框架梁的剛度突變點(diǎn)的問(wèn)題開(kāi)展相關(guān)的研究。本文對(duì)組合框架梁的負(fù)彎矩區(qū)距離作了如下的研究和分析對(duì)組合框架梁負(fù)彎矩區(qū)距離進(jìn)行理論分析?；诓牧狭W(xué)的基本原理，討論了正負(fù)彎矩區(qū)剛度比Μ與截面特性關(guān)系，進(jìn)而推導(dǎo)了負(fù)彎矩區(qū)距離比X關(guān)于Μ的計(jì)算公式。為簡(jiǎn)化計(jì)算，將二者的關(guān)系擬合成比較簡(jiǎn)單的公式，以便于后續(xù)工作的分析。利用VISUALFTRAN語(yǔ)言編制了組合梁剛度突變點(diǎn)分析程序。該程序通過(guò)反復(fù)的迭代計(jì)算，不斷調(diào)整梁剛度的分界點(diǎn)，較準(zhǔn)確地分析荷載作用下組合框架梁剛度突變點(diǎn)的位置。并利用VISUALBASIC語(yǔ)言編制了程序的界面。運(yùn)用已編制的程序來(lái)計(jì)算框架在均布荷載、跨中集中荷載作用下，組合梁的負(fù)彎矩區(qū)距離比X值。在這兩種荷載情況下分別分析比較了電算值和公式值之間的差距，驗(yàn)證了電算值的合理性；在不同荷載作用下，分析了正負(fù)彎矩區(qū)剛度比Μ、梁柱線剛度比I對(duì)負(fù)彎矩區(qū)距離比X的影響，細(xì)致分析各種因素的影響大小；利用數(shù)學(xué)分析軟件對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析，給出X的統(tǒng)計(jì)值約為019。將X0不考慮負(fù)彎矩區(qū)長(zhǎng)度、015規(guī)范取值、019本文取值分別帶入有限元軟件SAP2000里進(jìn)行框架內(nèi)力分析，并進(jìn)行結(jié)果分析對(duì)比。其中有限元軟件計(jì)算模型有四種，分別是一層一跨，一層兩跨，兩層一跨，兩層兩跨，荷載為均布荷載和集中荷載兩種。根據(jù)大量的分析結(jié)果，分別作不同X取值、不同荷載形式、不用層數(shù)和跨數(shù)之間的結(jié)果對(duì)比，總結(jié)出5條結(jié)論①負(fù)彎矩區(qū)長(zhǎng)度的增加對(duì)降低柱頂、柱底處彎矩和剪力，降低邊柱和中柱的柱頂水平位移，增加剛度突變點(diǎn)的豎向位移有一定影響；②荷載均勻分布對(duì)降低柱頂、柱底處彎矩和剪力以及降低邊柱和中柱的柱頂水平位移有一定影響；③同樣荷載、同樣負(fù)彎矩區(qū)距離，層數(shù)越少，柱頂?shù)膹澗?、剪力、水平位移越??；④跨?shù)的增加，可使組合框架的柱項(xiàng)、柱底的彎矩和剪力減小，初定反彎點(diǎn)處的彎矩和剪力以及梁跨中彎矩略大，左右柱項(xiàng)水平位移略大。⑤跨數(shù)的增多，可以降低負(fù)彎矩區(qū)距離比的取值，樓層愈低，負(fù)彎矩區(qū)距離比的取值可以相對(duì)愈大。本文的研究分析可以較準(zhǔn)確的確定組合框架梁剛度突變點(diǎn)的位置，從而有利于組合框架的內(nèi)力分析，這對(duì)組合框架梁的設(shè)計(jì)有積極的指導(dǎo)意義。

簡(jiǎn)介：目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于平面鋼框架結(jié)構(gòu)在高溫下的彈塑性數(shù)值模擬研究，主要基于標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)升溫曲線進(jìn)行，同時(shí)也都假定截面溫度或均勻分布，或呈線性分布，從材料層次上講，多數(shù)研究都局限在線彈性材料本構(gòu)模型的范圍，并忽略了溫度場(chǎng)非均勻分布和快速升溫時(shí)殘余應(yīng)力的影響。這些假定在一定程度上與真實(shí)結(jié)構(gòu)受火后的邊界條件與真實(shí)反應(yīng)存在一定差距。為了突破上述的局限，本文分別對(duì)單跨、雙跨、以及多跨平面鋼框架結(jié)構(gòu)在非均勻升溫下的非線性彈塑性反應(yīng)進(jìn)行有限元分析。首先，本文介紹鋼結(jié)構(gòu)耐火試驗(yàn)及有限元分析中常用的標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線，總結(jié)高溫下鋼結(jié)構(gòu)抗火計(jì)算的彈塑性分析方法和郎金方法，以此為基礎(chǔ)在有限元軟件ANSYS界面下對(duì)高溫下鋼梁抗火試驗(yàn)的溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)試驗(yàn)時(shí)爐溫的升溫曲線，使用MATLAB語(yǔ)言編程，擬合出相應(yīng)的升溫公式，然后在有限元計(jì)算中利用該升溫曲線，結(jié)合鋼梁截面已知的測(cè)點(diǎn)溫度分布，不斷調(diào)整熱輻射參數(shù)反復(fù)計(jì)算，直到鋼梁測(cè)點(diǎn)溫度與試驗(yàn)值相吻合，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼梁截面溫度場(chǎng)的數(shù)值分析，因而更準(zhǔn)確的研究各種升溫條件下構(gòu)件真實(shí)的升溫路徑，以及截面真實(shí)的溫度分布。其次，在已知構(gòu)件截面溫度分布的情況下，采用ANSYS中參數(shù)化語(yǔ)言APDL開(kāi)發(fā)可用于鋼結(jié)構(gòu)抗火計(jì)算的命令流。該命令流能夠考慮升溫前施加各種恒定荷載的情況，并能考慮溫度沿構(gòu)件截面高度方向線性分布，沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向線性分布的情況，包括截面內(nèi)外側(cè)分別為線性分布的情況，將計(jì)算的位移與試驗(yàn)所布置的測(cè)點(diǎn)的位移值進(jìn)行對(duì)比。此外，在材料層次上，本文采用的高溫下材料本構(gòu)模型為歐洲規(guī)范EUROCODE3PART12中推薦的不考慮強(qiáng)化段的橢圓形模型，并編寫(xiě)程序計(jì)算橢圓型本構(gòu)關(guān)系曲線數(shù)據(jù)，用于有限元軟件ANSYS中的本構(gòu)輸入，進(jìn)一步完善適合高溫下結(jié)構(gòu)分析的材料模型。最后，本文還進(jìn)行熱結(jié)構(gòu)耦合分析，并考察梁柱節(jié)點(diǎn)處加勁肋的作用，同時(shí)研究跨度和荷載兩個(gè)因素對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)的非線性響應(yīng)差別。同時(shí)在EXCEL2003軟件中，利用VISUALBASIC語(yǔ)言編寫(xiě)ANSYS軟件中BEAM189單元三維粱單元的殘余應(yīng)力輸入程序，將溫度場(chǎng)非均勻分布和快速升溫時(shí)殘余應(yīng)力的影響考慮到鋼梁的抗火計(jì)算中。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多抗震設(shè)計(jì)的R-μ基本準(zhǔn)則及鋼筋混凝土典型框架結(jié)構(gòu)超強(qiáng)特征分析.pdf精彩內(nèi)容。

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