基于弹性时程分析的高层钢框架结构抗震优化研究

本文通过分析高层钢结构抗震性能的影响因素,采用时程分析法对某工程进行抗震设计。研究表明影响钢结构抗震性能的因素包括地震波、结构刚度、结构阻尼及结构质量等。本研究通过优化结构刚度、阻尼等结构参数,使项目满足钢结构抗震设计要求。

高层钢框架考虑损伤累积效应的地震倒塌分析方法

针对结构倒塌破坏的不确定性,提出一种用于高层钢框架结构在强震作用下结构倒塌全过程模拟的数值方法,该方法采用基于中心差分法的显式积分格式,通过定义结构的层损伤,将修正的K&K模型应用到结构中,以考虑结构在地震作用下强度和刚度的退化规律。通过编制有限元程序将该方法用于分析20层benchmark模型结构倒塌全过程和倒塌机理。分析表明,该考虑材料损伤累积效应的方法能更精确地确定高层钢框架结构的失效极限荷载,且在未知结构的失效破坏模式前提下,可较好地模拟在地震作用下结构的失效路径以及倒塌全过程和揭示结构的倒塌机理。

基于ObjectArx的多高层钢框架CAD系统研究

根据多高层钢框架结构设计的特点,采用面向对象的系统开发技术,以AutoCAD作为图形处理平台,开发了基于ObjectArx多高层钢框架CAD系统.阐述了基于ObjectArx多高层钢框架CAD系统的开发方法,主要涉及系统总体结构、用户界面技术、对象模型分析及类实现、自定义实体的图形化显示、用户界面与数据分离等关键技术,并通过实践验证了上述技术的可操作性.

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。

高层钢框架的非线性分析模型

本文提出了对高层钢框架考虑材料非线性和几何非线性的分析方法。几何非线性分析模型包括考虑杆件大变形和框架结构在受力状态下的任意大变形平衡。杆件大变形效应包括轴向力弯曲刚度,杆端大侧移,杆端大转角,杆件大应变以及它们之间的相关作用。本文还讨论了切线刚度矩阵中非线性项的几何意义。并利用考虑了几何非线性和材料非线性的分析模型编制了电算程序,该程序能追踪位移与外力关系的全过程。

高层钢框架结构的薄弱层加强与最弱失效模式控制

主要研究通过加强薄弱层的方法对高层钢框架结构的最弱失效模式进行控制的方法。首先,给出了结构的非线性计算模型和倒塌失效模式判别准则;然后,利用均匀损伤的概念,给出了高层钢框架结构的损伤模型及结构的变截面位置;最后,重点研究了高层钢框架结构的最弱失效模式中的薄弱层的加强准则。通过加强最弱失效模式中的薄弱层,可消除结构的最弱失效模式,验证了本文中地震失效模式控制方法的有效性。本文的研究表明,通过加强最弱失效模式中的薄弱层,可使高层钢框架结构的失效模式得到控制。

小高层钢框架结构住宅的用钢量分析

建立了小高层钢框架结构住宅的力学计算模型,在建模和分析时,主要考虑3类因素对结构的影响,即跨距、层高和梁柱截面种类,得出了各种情况下结构最大变形和单位用钢量等数据,分析了梁柱截面种类对侧移的影响,结构最大变形与用钢量及跨距和层高对用钢量的影响等问题,得出经济、合理的跨距和梁柱截面种类建议值。

强震作用下高层钢框架结构倒塌模式分析

为了研究高层钢框架结构在强震作用下的倒塌模式,在研究该类型结构动力特性的基础上,考虑结构构件的双重非线性和材料应变失效,利用有限元软件LS-DYNA对高层钢框架结构的倒塌进行了全过程的模拟。结果显示高层钢框架结构的破坏模式可以分为动力强度破坏和动力失稳破坏两种类型。同时得到如下结论:由顶点位移曲线和加速度时程曲线的波动幅度可以较为清晰的判断高层钢框架结构发生倒塌。以失效构件数量的比例作为指标可以区分动力强度破坏和动力失稳破坏,一般情况下,高层钢框架结构发生动力强度破坏时,失效构件比例较大;而发生动力失稳破坏时,失效构件比例相对较小。

高层钢框架二阶位移及内力实用计算方法

提出的高层钢框架结构的二阶位移及内力的简化计算方法 ,力学概念清晰 ,便于分析 ,适合于手算且具有工程所需要的良好精度 ,可作为高屋建筑结构设计P—Δ效应的实用手算方法 .

高层钢框架住宅结构的抗震探析

随着人们对建筑使用功能要求日渐提高,高层钢框架被广泛应用于住宅结构中,其具有轻质高强、绿色经济、施工过程简便快速等特点,是优秀的绿色结构形式,但是其也因为强度优异、自身刚度有限等特性,在罕遇地震的作用下容易发生屈曲破坏,因此,探析高层钢框架住宅结构的抗震性能,具有重要现实意义。

基于MC随机有限元法高层钢框架结构抗风可靠性分析

从可靠度理论出发,基于概率理论探讨蒙特卡罗(Monte Carlo)随机有限元法的基本原理,采用有限元分析软件AN-SYS提供的APDL语言,将结构分析与其PDS模块的统计分析能力相结合,编写基于拉丁超立方抽样法的蒙特卡罗随机有限元法程序,对某高层钢框架结构工程进行风载作用下的可靠性分析。计算结果表明,本文采用的方法具有较高的计算精度和效率,适于解决结构可靠性分析问题。

多高层钢框架前后处理程序的研制与开发

多高层钢框架在进行有限元计算时,必须首先输入大量的信息数据,包括节点信息、单元信息、荷载信息等。因此开发出具有三维交互功能的多高层钢结构计算机辅助设计软件成为一种必要。采用面向对象的系统开发技术,完成了基于ObjectARX的多高层钢框架前后处理系统,扼要介绍了系统实现的关键技术,包括结构类的设计、可视化信息的选取、楼板的识别功能等,并给出了相应的代码。

高层钢框架P－△效应的进一步简化计算

提出差分方法的简化计算，通过与微分方法计算过程和结果的比较，其计算简捷明了，满足精度要求．

改进型高层钢框架节点非线性有限元分析

基于以往的研究成果提出了一种改进型节点———焊接孔扩大型狗骨节点,利用通用有限元程序Ansys5.7对其进行了受力分析和抗震性能分析.结果表明,焊接孔扩大型狗骨节点兼有焊接孔扩大型节点和普通狗骨节点的优点,其塑性变形远远大于两者,应力集中程度得到明显改善,是一种值得进一步研究的节点形式.

高层钢框架Benchmark模型地震易损性分析

为了定量评估中、高层建筑抗震性能,以美国FEMA标准确定结构性态点,以基本自振周期对应的谱加速度作为地震动强度指标、最大层间位移角作为损伤指标,给出基于IDA的地震易损性分析方法。并以当前国际结构振动控制的公共平台Benchmark第3阶段20层非线性钢框架结构作为分析模型,考虑地震动输入不确定性,建立该结构损伤与谱加速度指标之间的线性拟合函数关系式,获得结构地震易损性函数,绘制出结构地震易损性曲线,对结构进行抗震性能评估,把握其在各级地震作用下所具有的抗震能力储备。与我国抗震规范、通则作对比,得出大震作用下我国规范、通则最大层间位移角限值偏于保守等结论,为中、高层钢框架结构地震灾害的损失评估和风险预测提供参考依据。

高层钢框架弹塑性稳定研究

考虑几何非线性,应用弹性-塑性铰分析模型进行材料非线性分析,研究了高层钢框架结构弹塑性稳定问题。研究表明,所采用的方法可以追踪个别杆件进入塑性到结构整体失稳的全过程,确定出钢框架极限承载力。

屈曲约束支撑在高层钢框架结构中的减震控制研究

为了研究屈曲约束支撑在高层钢框架结构中的减震效果,利用有限元分析软件SAP2000分别对纯框架、普通支撑框架和屈曲约束支撑框架3种模型进行了罕遇地震作用下的非线性时程分析。通过对时程分析结果进行对比,得出了在高层钢框架结构中设置屈曲约束支撑可以大幅度提高结构的抗震性能。

基于刚柔指标的高层钢框架抗震韧性评估

不同建筑物具有不同的固有动力特性,结合建筑物的结构高度和基本周期可表示为结构刚柔指标,结构的刚柔属性会使得建筑物的震时位移响应和加速度响应不同,进而出现了震后损失情况的差异。以偏刚性钢框架(RF)和偏柔性钢框架(FF)各一栋为研究对象,基于设防地震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析结果和由建筑信息模型得到的构件易损性数据,按照我国《建筑抗震韧性评价标准》(GB/T 38591−2020)对高层钢框架结构进行抗震韧性评估。RF和FF的评估结果显示:RF的层间位移角响应更小、楼面加速度响应更大,FF的响应则相反,说明各类结构构件和非结构构件的修复费用比例、修复时间以及造成的人员损失与结构刚柔指标有关。

粘滞阻尼墙用于高层钢框架减震控制研究

为了研究粘滞阻尼墙对高层钢框架结构的减震控制效果,本研究采用SAP2000结构分析软件模拟钢框架结构的计算模型,进行无控和有控下结构地震响应的对比分析,来研究粘滞阻尼墙的减震效果。结果表明:钢框架中适量的布置粘滞阻尼墙是一种有效的减震方法。

高层钢框架结构考虑P-Δ效应的弹性层间有害位移的简化计算

高层钢框架结构在水平荷载作用下,层间位移包含有害位移和无害位移两部分。在结构侧移的传统计算中,通常忽略P-Δ效应的影响;在二阶侧移计算中,也未从有害位移的角度进一步分析,这对较柔的高层钢框架结构来说会造成较大的误差。因此,针对这一问题,提出了高层钢框架结构考虑P-Δ效应影响的弹性层间有害位移的简化计算方法。通过采用简化方法和对角撑法对一个承受水平均布荷载的15层纯钢框架结构进行模拟计算对比,并讨论了P-Δ效应对层间有害位移的影响。结果表明提出的简化方法实用可行,能够很好地满足工程的实际需求。