连梁可更换的Y型偏心支撑组合框架力学性能试验研究

为研究连梁可更换的Y型偏心支撑组合框架(简称“Y型V-EBCF”)的力学性能,设计制作了一榀Y型V-EBCF试件,其中可更换式连梁由低屈服点钢加工并通过高强螺栓与周边构件相连。对Y型V-ECBF试件和拆卸了连梁后的试件分别进行了拟静力试验,分析了试件的失效模式、荷载-位移曲线和残余位移角,试验结果表明:在连梁失效前,结构具有稳定的滞回性能和良好的耗能能力;当拆卸失效连梁后,结构在组合框架的不平衡内力下恢复至原位,残余变形角为0.002 rad,小于规范限值(0.005 rad)及最大可更换残余位移角限值(0.0023 rad),且余下试件再加载时的滞回曲线依旧饱满稳定,表明Y型V-ECBF体系具有良好的震后恢复能力;采用现行AISC360-16规范相关公式可以准确计算低屈服点钢连梁的承载力,但超强系数建议取3.0以防止周边构件的破坏;Y型V-ECBF体系的刚度和承载力等于偏心支撑中连梁和组合框架的刚度与承载力之和。此外,Y型V-EBCF中的连梁会引起框架梁跨中承担额外的弯矩,导致跨中混凝土板的开裂,该文给出了计算跨中混凝土板裂缝宽度的公式。

中小跨径Y型墩连续刚构桥配束设计研究

配束设计是中小跨径Y型墩连续刚构桥设计的关键工作。墩梁固结的桥墩参与分配主梁内力,配束设计时必须一同考虑主梁、桥墩及基础。采用桥梁博士和Midas Civil软件辅助配束设计,按估算钢束、布置钢束和验算钢束的步骤进行配束设计。研究表明,支架现浇施工的中小跨径Y型墩连续刚构桥可采用通长配束方案;结合钢束估算数量变化规律,依次配置支点梁端、过渡梁段、跨中截面的钢束,通过支点控制截面将合成各个梁段,能有效简化配束设计。

遗传算法在Y型偏心支撑组合框架抗震性能优化中的应用研究

该文针对Y型偏心支撑组合框架抗震性能优化展开研究,共选择5层、10层和15层高的三类典型钢-混凝土组合框架作为研究对象,采用考虑楼板空间组合效应的高效全杆系纤维模型对研究对象进行数值模拟。提出了适用于Y型偏心支撑组合框架的遗传算法程序,包括染色体编码方法、适应度计算方法、进化终止条件以及在遗传过程中的选择、交叉与变异法则,对偏心支撑的布置位置和力学参数分别进行了优化设计。结果表明:遗传算法程序能够迅速找到Y型偏心支撑组合框架抗震性能优化问题的最优解,收敛性良好,相比于传统枚举遍历算法,在求解中层、高层结构偏心支撑布置位置的优化问题时,计算成本明显降低。根据不同参数下遗传算法计算成本的分析,遗传算法中种群规模、淘汰比例和变异概率的最优取值随着楼层数目的增加而略有增加,对于布置位置优化问题,种群规模宜取4~12,淘汰比例和变异概率宜取10%~20%;对于力学参数优化问题,种群规模宜取4~8,淘汰比例宜取20%~30%,变异概率宜取10%~20%。

大跨Y型墩连续刚构桥设计

安庆市勇进路大桥的主桥是采用跨径组合81 m+148 m+81 m=310 m的三跨变高度连续刚构桥,大桥整体线形呈平面“S弯”,达到“直曲有度,相得益彰”效果,主墩采用Y型墩造型,通过对大桥的总体设计、对主桥的主梁、主墩等结构设计与计算,可以达到在满足通航净空的前提下,有效减小主跨跨径、降低主墩处梁高、改善墩底截面受力,又能使整体造型典雅优美,使之能融入宽广湖面而具有自然意境,可为类似桥梁的设计提供相关经验和参考。

Stability of (p,Y)-Operator Frames

In this paper we study the stability of（p,Y）-operator frames.We firstly discuss the relations between p-Bessel sequences（or p-frames） and（p,Y）-operator Bessel sequences（or（p,Y）-operator frames）.Through defining a new union,we prove that adding some elements to a given（p,Y）-operator frame,the resulted sequence will be still a（p,Y）-operator frame.We obtain a necessary and sufficient condition for a sequence of compound operators to be a（p,Y）operator frame.Lastly,we show that（p,Y）-operator frames for X are stable under some small perturbations.

Y形偏心支撑耗能段长度对结构抗震性能的影响

目的研究Y形偏心支撑耗能段长度对结构的刚度、承载能力以及滞回性能的影响.方法对2榀改变耗能段长度的Y形偏心支撑框架进行循环加荷试验.介绍了试验方案和试验过程,对比分析了试件的承载能力、位移延性、耗能能力以及Y形偏心支撑框架塑性机构.结果耗能段长度对Y形偏心支撑框架强度、刚度以及耗能能力影响较大;耗能段长度越短,Y形偏心支撑框架强度和刚度越大;结构主要由耗能段进入塑性形成塑性机构耗散地震能量;耗能段与支撑之间的连接破坏导致结构失效;试件的位移延性系数为3.62～4.44,结构的位移延性较好.结论 Y形偏心支撑耗能段长度选取合理,结构抗侧刚度高、抗震性能好.

耗能段腹板高厚比对Y型偏心支撑钢框架滞回性能影响的试验研究

Y型偏心支撑钢框架是偏心支撑结构中抗震耗能的结构形式之一,为了研究Y型偏心支撑钢框架中耗能梁段腹板高厚比对结构滞回性能的影响,进行了2榀1/3缩尺Y型偏心支撑钢框架的低周反复荷载试验。本文主要介绍了试验过程,分析了Y型偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、刚度退化规律以及耗能能力。试验结果表明:Y型偏心支撑钢框架延性好、耗能能力强,耗能梁段腹板高厚比的改变对Y型偏心支撑钢框架强度、刚度以及耗能能力具有较大的影响。耗能梁段腹板高厚比设计得合理,Y型偏心支撑钢框架侧向刚度较大,可以满足在小震或中震作用下的结构变形要求,在大震作用下提供良好的变形能力和耗散地震能量的功能。

Y形偏心支撑钢框架SAP2000非线性分析模型

为研究Y形偏心支撑钢框架结构的弹塑性性能,根据剪切耗能梁段恢复力特性和钢框架的力学性能,提出符合抗震规范的耗能梁段独立剪切铰参数的定义方法,建立Y形偏心支撑钢框架SAP2000非线性塑性铰分析模型.通过3个模型试件在循环荷载下的骨架曲线和有限元分析的PUSHOVER曲线的对比,论证模型的合理性.结果表明,本文提出的改进塑性铰模型能够较为合理地反映Y形偏心支撑钢框架结构的非线性性能.

Y形偏心钢支撑RC框架结构滞回性能试验研究

为了研究耗能段与RC框架梁采用不同连接节点形式对Y形偏心钢支撑RC框架结构滞回性能的影响,进行了2榀1/3缩尺Y形偏心钢支撑RC框架的低周反复荷载试验。介绍了试验过程,分析了试件在循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、刚度退化规律以及耗能能力。试验结果表明:应用Y形偏心钢支撑加固RC框架合理可行,Y形偏心钢支撑承担了结构80%以上的水平荷载;U型外包钢与框架横梁连接的试件连接节点承载能力较高,耗能段耗能充分,结构的滞回曲线饱满;钢板与框架横梁底部连接的试件滞回曲线捏缩,耗能段耗能不充分,结构整体耗能能力差;U形外包钢与框架横梁连接的试件,耗能段破坏导致结构失效;钢板与框架梁底部连接的试件,连接节点破坏导致结构失效。

多层高强钢组合Y形偏心支撑钢框架抗震性能试验研究

为研究高强钢组合Y形偏心支撑钢框架结构的抗震性能,进行了一个1∶2缩尺模型的三层结构试件的低周往复加载试验,从结构的承载能力、刚度退化、位移延性、耗能能力及破坏模式等方面评价了结构的抗震性能,试验采用三质点倒三角形比例加载。研究结果表明:高强钢组合Y形偏心支撑结构具有较高的承载能力、较好的位移延性和耗能能力,屈服强度较低的耗能连梁的弹塑性变形耗散了大部分地震能量,而高强钢非耗能构件基本处于弹性受力状态,保证了极限状态下结构的完整性。框架梁与耗能连梁连接节点处受力复杂、应力集中严重,加之楼板对框架梁的约束,该节点处变形较大,使得试件最终在此位置破坏。

重庆菜园坝长江大桥Y型刚构高性能混凝土试验研究

重庆菜园坝长江大桥主桥采用C60高性能预应力钢筋混凝土Y型刚构。该Y型刚构为变截面结构,配筋密集,混凝土强度等级高、体积大、输送距离长。为满足设计和施工要求,试验采用重庆地方产原材料,进行Y型刚构混凝土配合比设计和优化,提出了推荐用于现场施工的配合比参数。

循环荷载作用下RC框架内填Y型钢支撑结构的试验研究

为研究RC框架内填Y型钢支撑结构的整体受力性能,对2榀采用不同耗能梁段长度的内填Y型钢支撑RC框架及1榀传统RC框架结构进行1/3比例模型的循环加载试验。结果表明,RC框架内填Y型钢支撑结构相对传统RC框架结构,承载力提高了3倍左右,抗侧刚度提高了2倍左右,但延性有所降低。RC框架内填Y型钢支撑结构的整体性能与耗能梁段的长度有关,增加耗能梁段的长度,结构的承载力和刚度均减小,但延性增加。

Y形刚构现浇移动模板体系设计

重庆菜园坝长江大桥主桥Y形刚构上部结构为空间扭转结构,纵、横向均有较大倾角,现浇节段重量大,施工临时支架高,施工难度大。介绍Y形刚构现浇移动模板体系结构设计。

Y型偏心支撑钢框架受力性能有限元分析

对5个具有不同耗能梁段长度的Y型偏心支撑钢框架的滞回性能与耗能梁段的耗能性能进行了非线性有限元分析。研究表明:Y型偏心支撑钢框架具有良好的耗能性能和延性,耗能梁段能够充分发挥耗能和变形的作用;耗能梁段的长度对Y型偏心支撑钢框架的强度、刚度、延性和耗能性能均产生明显的影响,耗能梁段越短,其塑性变形越大,Y型偏心支撑钢框架的承载力越高,耗能梁段过长钢框架的抗震性能越差。

Y型墩刚构桥支架拆除时机与合拢顺序

Y型墩刚构桥受力复杂,施工技术要求高。通过对某三跨连续Y型墩刚构桥的有限元模拟分析,得出在不同的合拢顺序以及Y墩支架不同的拆除时机下全桥的应力、支反力及挠度的变化,优化明确了对结构有利的施工工艺,为同类型桥梁的设计与施工提供参考。

梁柱节点刚度对Y形偏心支撑半刚接钢框架抗震性能的影响

为了研究不同梁柱节点刚度对Y形偏心支撑半刚接钢框架抗震性能的影响,利用ABAQUS有限元软件建立了不同梁柱节点连接刚度的六层两跨平面钢框架模型,并对其滞回性能进行了非线性数值分析,对比分析了各模型的承载力、侧向刚度、延性、耗能能力等特性。结果表明:随着节点刚度的增大,各模型的屈服荷载、极限荷载、抗侧刚度、延性系数逐渐增大。Y形偏心支撑半刚接钢框架节点刚度越接近理想刚接情况,其抗震性能越好。倒三角水平循环荷载作用下,各模型均为耗能连梁首先屈服,且按照由底层到顶层的顺序逐渐屈服,中间底层柱在受力过程中应力较大,设计时应重点考虑。

基于功能平衡原理和能量耗散系数的Y形偏心支撑结构设计方法

根据功能平衡原理和预先选定的目标位移与屈服机制,可得到Y形偏心支撑结构的基底剪力和各楼层剪力值。结合《建筑抗震设计规范》、短剪切型消能梁段的能量耗散系数和框架梁的耗能折减系数,可得到各楼层消能梁段的塑性剪力和塑性弯矩。详细研究支撑与短剪切型消能梁段的刚度比对Y形偏心支撑结构侧移的影响,可明确刚度比和支撑刚度的合理取值,并提出相应的结构设计方法。基于所提出方法对某6层Y形偏心支撑框架进行设计,并采用静力弹塑性分析法进行验正。算例结果表明:该方法无需进行复杂的计算和迭代,就能使所设计Y形偏心支撑结构满足多遇地震和罕遇地震下的屈服机理和层间位移等要求。

Y形偏心支撑钢框架结构的抗倒塌性能评估

按结构影响系数R=3.4设计了4个不同层数的Y形偏心支撑钢框架结构算例,利用ATC推荐的44条远场地震波,用增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)方法对各算例进行了抗震易损性分析,采用基于结构抗倒塌富裕度(collapse margin ratio,CMR)的性能评估方法,评估了结构在罕遇地震和特大地震下的倒塌概率.研究发现:按结构影响系数R=3.4设计的Y形偏心支撑钢框架的倒塌富裕度CMR随结构总层数的增加呈增大趋势,所有算例在罕遇地震下的倒塌概率不超过10%(在5%~10%之间),Y形偏心支撑钢框架基于性态设计时结构影响系数R可取3.4.

Y形框架梁在某超高层建筑中的应用研究

框架-核心筒结构楼盖角部的框架柱与核心筒角部剪力墙之间一般采用斜梁连接,或采用半框架梁间接传力到剪力墙。成都某超高层塔楼创新性地采用Y形框架梁连接框架柱与核心筒剪力墙,对Y形框架梁的优化布置进行了对比分析,并对该超高层建筑进行了基于性能的抗震设计,重点分析了Y形框架梁的性能水准,进行了结构模型试验,结果表明该超高层建筑能达到预设的性能目标,采用Y形框架梁是一种可行的结构布置方案,可供类似工程参考。

衢江大桥Y腿刚构系杆拱桥设计

衢江大桥主桥为Y腿刚构单拱肋系杆拱桥,主桥孔跨布置为(50+120+50)m,拱肋、边跨主梁与Y形主墩刚性连接,边、中跨主梁设牛腿相连,中跨100m主梁通过吊杆与主拱相连,拱肋为钢箱拱,拱趾设水平系杆。主要介绍主桥结构特点、结构分析和施工方法。