高层建筑地震损伤控制关键技术与应用

地震是我国高层建筑面临的最主要威胁之一,高层建筑依靠主体结构自身的延性损伤来耗散地震能量,尚不能有效引导损伤发展和控制震损模式,难以保全高层建筑的震后使用功能。项目组以提升试验仿真还原度、创新结构控制新理念和研发关键新构件为目标,深入开展了高层建筑“地震致损机理”剖析、“可控减震体系”创新和“高效消能构件”研发三个方面工作,取得了一系列技术突破,推动了高层建筑地震损伤控制技术的发展。

等效惯性矩法分析楔形构件

对楔形构件的计算,通常采用分段等截面方法,但计算效率和精度不高,因此有必要建立楔形单元的力学模型。本文以工字形楔形梁为例,采用等效惯性矩的方法推导了楔形单元的刚度矩阵和固端反力,实现了有限元基本原理对楔形单元的求解,并进行了程序设计,将此方法应用于钢结构设计软件USSCAD中,通过与国内比较权威的钢结构设计软件3D3S的比较,本文提出的方法有较高的精度,可以满足工程设计的要求。

钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析及应用

介绍了PERFORM-3D中各种单元的弹塑性模型,对单片剪力墙和钢筋混凝土核心筒的试验模型进行了分析和对比,结果表明PERFORM-3D能有效模拟钢筋混凝土剪力墙的弹塑性性能。通过对某超高层框架核心筒建筑进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,评价了该结构的抗震性能,并说明了应用PERFORM-3D进行结构抗震分析和评估的过程。

设置消能连梁的某框-剪结构抗震性能研究

对在连梁处设置软钢剪切型阻尼器的某框架-剪力墙结构在罕遇地震作用下的抗震性能进行了研究。分析结果表明,仅在底部加强区设置约束边缘构件时,结构不能满足大震不倒的设防要求,该结构剪力墙中约束边缘构件应通高设置,抗震构造措施提高后的结构能够达到大震设防目标,剪力墙累积受压损伤得到有效减小,各层连梁中的阻尼器均起到了较好的消能减震作用,提高了结构的整体抗震性能。

随机制作偏差影响下的网架结构性能分析

假定网架结构制作偏差近似服从正态随机分布,利用舍选法实现了正态随机变量的抽样。采用空间有限元和概率方法,分析了网架结构由于制作偏差引起的初始应力和初始位移。正交正放四角锥网架的算例结果表明,随机制作偏差可以引起的较大的初始应力,使得网架结构局部杆件发生失稳破坏,从而对结构的承载力有较大影响,不容忽视。提出的思路和方法对空间网架结构的设计以及制作加工都具有指导意义。

新时代大学生党史教育的有效路径研究

新时代大学生党史教育是大学教育的重要组成部分,积极探寻与创新党史教育路径,有助于党史教育取得成效。文章从多维度视角提出党史教育的有效路径:一是要重视课堂党史教学,二是要加强课外现场党史讲学,三是应鼓励大学生利用网络开展党史自主研学。通过理论与实践、被动学习与主动学习相结合的方式,既可以使大学生从多渠道全面深入地学习党史,也可以通过党史教育逐渐树立正确的党史观,还可以在学思践悟中笃行报国之志。

双屈服点免断裂屈曲约束支撑性能试验与数值模拟

提出一种具有双屈服点并能防止因变形过大而发生断裂的新型屈曲约束支撑,通过试验研究,验证了其传力机制和耗能能力。采用ABAQUS软件对试验进行数值模拟,从数值角度对该型支撑的受力机理进行研究。采用工程设计中常用的SAP2000软件中的非线性连接单元,对该屈曲约束支撑进行计算,将计算和试验结果进行对比,为新型屈曲约束支撑在实际工程中的应用提供了计算工具。试验结果表明,该型支撑具有良好的耗能能力和变形能力,计算结果能与试验结果吻合较好。

砌体结构外套加固设计方法及试点工程

北京市20世纪70年代左右建造的大量砌体结构住宅,大多不符合现行规范对结构抗震的要求。经过大量的试验研究和理论分析,提出了外套结构加固的方法。为指导设计与施工,编制了《北京地区既有建筑外套结构加固技术导则》,对该导则进行了介绍,对设计和计算中需要考虑的重点问题进行了说明,并结合试点工程的加固设计,说明了外套结构加固技术计算和设计的基本过程,供同类结构抗震加固设计时参考。

基于SAP2000 OAPI计算消能减震结构附加阻尼比

消能减震结构计算中,附加阻尼比是至关重要的参数。常用的计算方法有复模态方法、强解耦振型分解法和基于变形能的等效阻尼法等,现行建筑抗震设计规范也推荐采用基于变形能的等效阻尼法,但目前尚未有程序能实现该功能。本文采用抗震规范建议的方法,利用SAP2000软件的OAPI工具开发计算附加阻尼比的插件,并对计算结果进行分析。

门式刚架CAD系统设计及其关键技术

采用面向对象的程序开发技术,利用AutoCAD强大的图形界面系统和数据库,设计了一套完整的门式刚架CAD系统。介绍了系统的功能设计,ObjectARX和MFC的基本知识,以及利用ObjectARX技术和C++程序语言实现的过程;针对在门式刚架设计中经常出现的楔形单元和偏心单元,采用等效惯性矩方法,及力的传递和刚体运动的一般规律,分别给出了其有限元模型;通过对Microsoft Office办公软件的二次开发,实现了word计算书的自动生成;采用系统设计了一门式刚架厂房,通过比较分析证明系统具有较高的精度和适用性,满足工程设计要求。

纤维梁单元模型中钢筋模拟方法对比研究

对ABAQUS纤维梁单元模型中钢筋的模拟方法进行对比,并对钢筋混凝土框架结构隐式和显式弹塑性时程分析结果进行比较。钢筋混凝土纤维梁单元中钢筋可以采用钢筋纤维法和组合单元法两种方法进行模拟,对这两种钢筋模拟方法进行了详细对比分析,并对隐式动力时程分析和显式动力时程分析结果进行了比较。结果表明,两种钢筋模拟方法可以得到相近的时程分析结果,编制的显式混凝土单轴动力本构是正确的。

地震作用下框架结构连续倒塌模拟比较研究

基于ABAQUS对采用不同钢筋和混凝土单轴本构模型的钢筋混凝土框架结构在大震作用下的连续倒塌数值模拟进行了比较研究。采用纤维梁单元模拟框架梁和柱,壳单元模拟钢筋混凝土楼板。分别编制了两种可用于模拟纤维梁单元失效的混凝土和钢筋单轴本构的用户子程序,考虑了钢筋混凝土楼板的刚度削弱、单元失效与接触。对某钢筋混凝土框架结构采用4组不同本构关系的计算结果进行了详细比较,结果表明不同材料模型得到的倒塌初始状态及初步发展趋势是一致的。

基于不同材料本构的框架结构动力弹塑性分析比较研究

对采用不同钢筋和混凝土单轴本构模型的钢筋混凝土框架结构在罕遇地震作用下的动力弹塑性分析结果进行了比较研究。基于ABAQUS中的纤维梁单元模型,采用不同钢筋和混凝土材料单轴本构关系,对罕遇地震作用下某超限钢筋混凝土框架结构进行了动力弹塑性时程分析,并对分析结果进行了比较。分析结果表明,基于不同材料本构得到的结构时程响应差别不大,材料单轴本构的选择对框架结构弹塑性时程分析结果无重大影响,其中将Opensees中的Concrete02和Steel02单轴本构组合时计算速度最快。

采用黏滞流体消能器加固的框架结构抗震性能分析

对采用黏滞流体消能器(VFD)加固的某钢筋混凝土框架结构的抗震性能进行了研究。首先对采用不同阻尼系数和速度指数的VFD进行加固时结构的附加阻尼比进行了比较,得到了较为合适的VFD参数。接着采用MSC.MARC软件对原结构和加固后的结构进行了动力弹塑性时程分析与比较研究,开发了用于模拟钢筋混凝土框架梁与柱的纤维梁单元子程序,采用分层壳单元模拟钢筋混凝土楼板,对未加固和加固后的结构位移、层间位移角等进行了考察,对VFD的地震反应进行了分析,并对关键构件的应变-应力滞回关系进行了分析。分析结果表明,未加固结构在罕遇地震下存在倒塌的风险,增设VFD可显著提高结构的抗震能力,结构达到了"大震不倒"的抗震设防目标。

切面弧长法和增量步内弧长的控制

对目前广泛应用于结构非线性分析中的弧长法进行了改进.改进后的弧长法除了保持原有优点外,在自动跟踪结构非线性平衡路径的同时,能够方便快捷地计算每一迭代步内结构的荷载增量因子,省去了对其符号进行判断的工作.同时通过引入相对割线刚度系数的概念,能有效地改善因过大的弧长导致直接跨过荷载位移曲线的极值点,从而失去对极限荷载准确跟踪的情况.数值算例表明了本方法的计算精度、效率和可靠性.