基于工程限值约束的结构拓扑优化设计分析

为了解决我国经济快速发展带来的工程建设规模和复杂程度增加的问题,本文介绍了基于工程限值约束的结构拓扑优化设计方法,分析了结构设计在满足功能需求和工程限值约束方面的挑战,提出了结合数学建模和优化算法寻求最优结构布局的观点,并通过实际工程项目验证了该方法在提高结构承载能力和经济性方面的有效性。结果表明,该方法为结构设计提供了新的思路和方法,对推动我国工程建设的发展具有一定的理论和实践意义。

高层建筑转换梁结构类型及计算方法的研究

通过对承受不同跨度、不同位置、不同厚度、不开洞和开洞的墙体的转换梁进行墙 梁有限元整体分析 ,并和相对应的框架结构计算结果进行比较 ,对承受不开洞墙体转换梁、开门洞和窗洞墙体转换梁的结构类型、界定及计算方法进行了研究 ,成果可供转换梁结构设计和编制有关规程时参考。

高层建筑结构振动台模型试验与原型对比的研究

振动台模型试验是研究结构地震破坏机理和评价结构整体抗震能力的重要方法之一,如何正确处理试验模型与原型的相似关系以及如何由模型反应正确推导原型反应是很关键的问题。基于振动台试验,以12层的高层建筑框架结构为模型,对其进行了模型设计和试验,并运用大型非线性有限元分析软件MSC.Marc分别对原型结构和模型进行了地震作用下的动力响应分析。由模型地震反应按照动力相似关系推导出原型结构的地震反应,并将其与原型结构的计算值进行对比分析。通过对原型与模型自振特性、加速度、位移和剪力的对比,验证了模型与原型相似关系的准确性,振动台模型试验可以真实地反映原型结构的地震响应,据此,根据模型的试验结果可以对原型结构进行抗震性能的评估。

加芯混凝土框架柱轴压比限值试验研究

为了解决高层结构设计中因轴压比限值影响使混凝土框架柱经常出现“胖柱少筋”等相关问题,通过6个加芯混凝土框架柱试件的低周反复伪静力试验,考察了试件的受力特性及破坏特征,分析了影响加芯混凝土框架柱延性的主要因素,并对各试件的V-Δ滞回曲线、位移延性比、极限位移转角等试验结果进行了研究。试验结果表明:轴压比、体积配箍率和芯柱纵筋配筋率对混凝土框架柱的延性及弹塑性变形性能均有较大的影响;在高轴压比下,采用较大的体积配箍率和芯柱纵筋配筋率是保证加芯混凝土框架柱抗震延性的重要措施。最后提出了加芯混凝土框架柱轴压比限值的新建议值。

基于小波分析和神经网络的框架结构损伤诊断方法

本文提出了基于"能量—损伤"原理,综合利用小波包分析和神经网络的框架结构损伤诊断方法。在结构损伤诊断中,时域信号经小波分析后其缺损特征会更加明显,把分布在不同频带的结点能量作为神经网络的训练样本能够很好地反映结构缺损特征。以美国土木工程师学会提出的基准结构为例,阐述了结构损伤的发生、位置和程度诊断过程,取得了令人满意的结果。

变轴压比预制高强混凝土混合配筋管柱抗震性能研究

通过对3根预制高强混凝土混合配筋管柱试件在不同轴压比下的拟静力试验,研究了轴压比对其抗震性能的影响.其中管柱试件中预应力钢棒和HRB400级钢筋各配置6根,两者间隔布置.详细记录试件的破坏过程,得到试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形能力、承载力退化曲线和耗能能力等.试验结果表明:各试件均为受弯破坏,延性系数为2.50~2.93,极限位移角为1/33~1/27;配置预应力筋的混合配筋管柱试件残余位移较小,自复位能力较强;轴压比是影响试件延性和耗能能力的重要因素,随着轴压比增大,试件延性降低,耗能能力减弱.

组合梁-方钢管混凝土柱框架结构抗震性能的pushover分析

采用考虑组合梁多材料截面引起的正向、负向刚度、强度和承载力不同的截面本构模型,建立了组合梁结构的弹塑性分析模型,对一个15层的钢混凝土组合梁-方钢管混凝土柱框架结构开展了多遇地震、罕遇地震下的pushover分析,为组合框架结构体系的抗震性能分析以及pushover方法在该体系中的应用提供了参考。在此基础上,与钢梁-方钢管混凝土柱框架结构、钢梁-钢筋混凝土柱框架结构进行对比研究,比较了几种结构的动力特性,表明组合梁-方钢管混凝土柱框架结构体系相对于其它两种框架结构体系具有更好的抗震性能。

巨型框架结构的设计方法初探

阐述了巨型框架结构这一新型高层建筑结构的设计总则和内力分析方法 ,并给出了巨型框架以及附属楼层框架构件的抗震设计方法 。

运用改进的遗传算法进行框架结构损伤检测

运用一种改进的遗传算法来进行结构的损伤检测研究。该方法在传统遗传算法的变异算子里引入了一种被称为零变异率因子的参数,使得种群中时刻保持一定数量的零值元素,即相当于用结构的损伤只是发生在局部这个信息约束了传统的遗传算法,从而使得检测的结果更加准确。通过对某一框架模型试验数据的损伤检测研究,证明了该方法应用于实际工程结构的可行性,同时阐明了实际应用中的若干重要问题。

巨型框架悬挂体系地震反应特性及阻尼控制研究

研究了巨型框架悬挂体系对地震反应的特点，提出了用阻尼器进行巨型框架悬挂体系地震反应的控制方法，并研究了该阻尼控制体系的特点．最后通过仿真计算。

钢-混凝土组合框架结构体系抗震性能研究

为了研究钢-混凝土组合框架结构体系的抗震性能,本文分别建立了组合梁-方钢管混凝土柱框架结构(CB-CFST)、钢梁-方钢管混凝土柱框架结构(SB-CFST)、组合梁-等刚度RC柱框架结构(CB-ETRC)、钢梁-等刚度RC柱框架结构(SB-ETRC)和RC框架的结构模型.并对该5种结构进行了模态分析、多遇地震下的反应谱分析、弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析.结果表明:与钢梁-方钢管混凝土柱框架结构相比,组合梁-方钢管混凝土柱框架结构整体刚度得到提高,自振周期变短,结构位移反应总体变小.与组合梁-RC柱框架结构相比,在罕遇地震下,RC柱在通常配筋下已不能满足'大震不倒'的要求,增大柱截面配筋后,柱端仍出现塑性铰.

转换层大梁对高层建筑结构性能的影响

就转换层大梁对高层建筑迭层桁架式框架结构性能的影响进行了分析研究,提出了该结构形式的合理设计建议,并推荐了几种性能较好的结构方案.

高层支撑钢框架弹塑性地震反应简化分析模型

本文首先将高层支撑钢框架结构分解成纯框架和纯支撑体系两部分,并与一列受载铰接刚性杆并联,以考虑几何非线性的影响;然后将框架部分简化为半刚架,将支撑体系部分简化为铰接桁架,以此进行结构弹塑性地震反应分析.在前人试验和理论研究成果的基础上,本文还提出了能准确反映钢支撑主要滞回特征的支撑恢复力模型,便于工程实用.通过算例对比分析,表明采用本文提出的高层支撑钢框架简化模型进行弹塑性地震反应分析,具有计算精度高、计算自由度少、计算时间省的优点,是一种有效的近似方法.

水平侧力下D值法在底层不等高框架内力计算中的应用

以杆系结构分析结果为基准,研究了底层不等高的多层框架在水平侧力下采用D值法计算内力反应的近似程度。通过单跨和多跨的底层不等高的多层框架的两个典型算例分析,探讨了误差形成的一般规律及其主要影响因素。

竖向荷载作用下高层框架的一种新的计算方法

对于竖向荷载作用下的高层框架问题 ,在传统弯矩分配法的基础上导得了一种新的求解方法 ,并给出了算例 ,应用结果表明 ,所给出的新求解方法既便于手算 ,又便于编程电算 ,同时 。

交错桁架结构动力特性的简化分析方法

根据交错桁架结构质量和刚度分布比较均匀的特点,构造了一个与其质量和刚度分布相近的假想结构,并给出了假想结构各阶频率和振型的简化计算公式;基于矩阵摄动理论,给出了交错桁架结构和假想结构之间质量、刚度、自振频率和振型之间的关系表达式及其系数的计算公式,采用该理论对交错桁架结构自振频率、振型及地震效应进行了算例分析。结果表明:该方法避免了迭代计算,计算工作量小,且可以计算结构的各阶自振频率和振型;用该方法计算的自振频率及振型与精确解吻合较好;高层交错桁架结构采用底部剪力法和采用振型分解反应谱法计算的结构作用效应相差明显。

高层钢框架粘弹性阻尼器隅撑支撑结构抗震性能分析

文章在构建钢框架结构体系的基础上采用了三种粘弹性阻尼器隅撑支撑布置方案,通过运用有限元分析软件SAP2000进行水平地震作用下的弹塑性时程分析,说明结构动力特性和地震响应两个方面的计算成果。结果表明,设置粘弹性阻尼器隅撑支撑对结构自振周期影响不明显,但对顶层最大位移和基底剪力的控制效果非常明显。

高层轻板框架结构的刚度和承载力分析

提出了以粉煤灰砌块等工业废料为主要原材料的高层轻板框架体系 .在高层轻板框架 1/ 3比例模型抗震试验的基础上 ,分析了模型在水平地震作用下的受力和变形特点 ,给出了此种结构的抗侧移刚度及抗剪承载力公式 .

基于两级优化-进化算法的结构优化设计研究

针对结构优化设计问题的特点 ,提出了两级优化 -进化算法的优化策略 .以一个 12层框架结构的优化设计为例 ,测试了该优化策略的效率 .与单独采用进化算法相比 ,该优化策略在保证优化结果精度的前提下能大幅度提高优化的效率 ,是一种较好的工程优化方法 .虽然以多层框架结构为优化对象 。

填充墙对轻型钢框架结构抗震性能的影响

目的研究开洞墙体在单调加载和循环加载作用下的受力性能,找出开洞墙体的破坏方式及其对结构抗震性能的影响.方法利用Abaqus有限元软件对填充墙钢框架进行拟静力分析,框架的主要变化参数为窗洞口的面积.结果 4个模型的承载力和刚度均有明显下降,当开洞率为42%时,模型承载力约为无开洞框架承载力的46.5%,此时结构的刚度和极限位移接近于纯钢框架.结论洞口对结构的承载力和抗侧刚度影响较大,随着洞口面积的增大,承载力和刚度随之降低,极限位移增大,结构的延性性能较好.结构洞口面积的设计不宜超40%.