Improved modal truncation error in the directly analytical method for damage identification of frame structures

The damage identification is made by the numerical simulation analysis of a five-storey-and-two-span RC frame structure, using improved and unimproved direct analytical method respectively; and the fundamental equations were solved by the minimal least square method （viz. general inverse method）. It demonstrates that the feasibility and the accuracy of the present approach were impoved significantly, compared with the result of unimproved damage identification.

框架承担倾覆力矩的合理计算方法

为理清框架倾覆力矩的相关概念区别,并给出各自合理计算方法,对计算框架、支撑、框架+支撑、局部框架或者局部框架+支撑倾覆力矩的统一解法进行总结,给出相应的力学法。指出框架倾覆力矩和框架承担倾覆力矩之间的显著区别,给出两者的异同以及建筑结构中框架承担倾覆力矩的计算原则,并进一步给出合理计算框架承担倾覆力矩的方法,即修正的统一解法。修正的统一解法适用于一般建筑结构和带竖向构件转换的结构,也适用于带伸臂框架-核心筒结构。最后对典型结构算例的框架承担倾覆力矩进行计算分析,结果合理可行。

徐州中央国际广场东塔核心筒斜墙收进结构设计

随着楼层的升高,建筑功能发生变化,建筑设计对核心筒尺寸有了缩小的的需求。根据已有工程经验,存在几种常见的缩小核心筒尺寸的方法,徐州中央国际广场东塔采用斜墙的方式实现核心筒内收。该方式使结构及相关构件的受力性能具有一定的特殊性,结构设计中采取了有针对性的结构布置,并且对相关构件的受力性能进行研究,主要包括楼板、楼面梁、扶壁墙以及核心筒外墙的墙肢和连梁等,同时根据受力性能提出相关构件和结构的设计方法。结果表明:经过合理的设计,采用斜墙收进的核心筒结构在抗侧刚度、变形等指标以及罕遇地震作用下的抗震性能均能满足要求,说明斜墙收进是一种合理的结构处理方式。

带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构的结构影响系数和位移放大系数研究

在传统钢框筒结构的部分裙梁跨中处设置LYP225低屈服点钢耗能梁段,其余构件采用Q460高强度钢材,提出带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构(HSS-FTS-LSL)。在地震作用下耗能梁段发生剪切屈服耗散地震能量,梁、柱等构件由于采用高强钢从而保持弹性或部分进入塑性阶段。为了研究HSS-FTS-LSL的结构影响系数和位移放大系数,以楼层数、耗能梁段长度及布置方式为变量,按照我国规范设计了3组共8个HSS-FTS-LSL算例,并且考虑高阶振型的影响,采用分布侧向力调整法对各算例进行了Pushover分析,基于改进的能力谱法计算了8个算例的结构影响系数和位移放大系数,分析了结构层数、耗能梁段长度及布置方式对结构性能系数的影响并给出了建议取值。最后,根据提出的HSS-FTS-LSL抗震设计反应谱对其中一个结构算例进行重设计,并对重设计前后两个算例结构进行弹塑性分析,对比了二者的抗震性能以及用钢量,验证了本文提出的HSS-FTS-LSL结构影响系数建议值的合理性。

广州白云国际会议中心国际会堂结构设计和施工重难点

采用YJK和ETABS对广州白云国际会议中心国际会堂结构进行弹性分析,采用Perform-3D进行罕遇地震作用下的整体结构弹塑性动力分析,并通过采取针对性的加强措施,改善了结构受力,提高了结构抗震性能,达到了预设的抗震性能目标。对大跨度钢结构构件进行方案选型,提出了大跨度钢结构桁架局部构件后装施工控制法和大悬挑钢结构桁架构件局部弯矩释放法,可以有效地减小结构构件局部受力,更加经济合理。对主会场大跨度楼盖进行竖向舒适度分析,结果表明竖向振动加速度满足规范要求,人群激励模式起控制性作用。通过采用合理的结构方案,以及与建筑专业的密切配合,很好地实现了建筑功能及建筑造型,以及项目快速建造的要求。

框筒结构两种典型简化分析方法的综合比较

以中国建筑科学研究院开发的空间杆件有限元程序ＴＢＳＡ的计算结果为评判依据，详细比较了框筒结构两种简化分析方法的优劣。

方钢管混凝土柱抗剪性能试验研究

研究方钢管混凝土柱在弯剪和压弯剪受力状态下的力学性能,进行了6个足尺方钢管混凝土柱的抗剪承载力试验,以剪跨比和轴压比作为主要参数,讨论试件的破坏形态、剪力-位移曲线等试验结果,分析剪跨比和轴压比等因素对构件抗剪承载力的影响,并对构件的抗剪性能进行非线性有限元分析.根据有限元计算结果,拟合推导出考虑轴压力影响的方钢管混凝土柱弯剪试件抗剪承载力与剪跨比关系的经验公式,公式计算结果与试验结果吻合较好,稍偏于安全,可供工程实践参考.

框筒结构考虑负剪力滞效应的简化分析

在引入D值法分析框筒结构在水平荷载作用下的整体剪切变形和内力的基础上,提出了框筒结构各层同时存在正剪力滞和负剪力滞的简化假定,并假设了框筒各柱的轴向应变分布模式,对负剪力滞的影响因素进行了分析,得出了一些重要的结论。本文方法比等效平面框架法和等效连续体法更为简单、实用,可直接进行手算。通过与空间框架分析程序的比较,精度可供初步设计使用。

我国钢管混凝土劲性骨架拱桥发展综述

为了解我国钢管混凝土劲性骨架拱桥的发展动态,明确下一步研究工作的重点,在调查大量该类型桥梁的基础上对其特点及在我国的发展研究现状、设计计算理论、施工方法和跨径的发展进行系统的总结。该桥型具有结构体系转换次数更多、施工周期更长、结构性能更好的特点。目前的研究工作主要集中在收缩徐变效应和施工阶段稳定性两方面。其设计计算方法中应力叠加法更能反映拱桥施工阶段真实的应力状态。钢骨架的安装方法主要分为转体施工法和缆索吊装斜拉扣挂法2种。该桥型增大跨径的方法主要有增强劲性骨架、减轻主拱自重和采用组合施工方法3种。需要进一步开展的工作包括细化桥梁模型试验设计、仿真程序开发及注重结构的耐久性设计。

基于约束最小二乘法的剪切型框架结构损伤识别新方法

针对现有基于模态驱动的损伤识别方法在定位和定量方面的不足,提出了一种适用于剪切型框架结构的损伤识别算法。根据结构动力学特征方程,推导了剪切型结构的单元损伤系数方程,建立起单元损伤系数与损伤前后结构模态参数之间的关系;根据剪切型结构的单元损伤系数方程和约束线性最小二乘法,提出了一种适用于剪切型框架结构的损伤识别新指标,可以利用较少的模态阶次直接进行损伤的定位和定量识别。最后利用一个6自由度数值模型和试验室3层框架试验验证算法的有效性。

承内外压复合材料方管的加强筋结构设计

采用加强筋可提高复合材料方管在内外压下的抗变形能力,但目前对于加强筋的结构设计研究不足。针对复合材料方管,采用ANSYS软件研究了3种结构的加强环筋(π型空心加强筋、U型空心加强筋和实心加强筋)对复合材料方管变形的约束能力。制作了5件复合材料方管试样,并测试了其受内外压下的最大变形。结果:采用π型空心加强环筋的复合材料方管具有最小的变形。在内压0.02 MPa下测得最大变形为3.7～4.1 mm,在外压0.01 MPa下测得最大变形为4.5～4.7 mm,试验结果与有限元分析结果基本一致。表明:π型加强环筋更适合于方管筒身段的加强,方管的最大变形均未超过高强玻璃纤维的弹性变形。

火灾后方钢管混凝土侧向力-位移曲线的理论分析

给出了方钢管混凝土构件遭受火灾后的材料本构关系 ,及侧向力 -位移关系曲线的数值计算方法 .算例分析表明 ,钢管混凝土结构遭受火灾后 ,其承载力大大降低 ,随着火温的升高 ,混凝土的弹性刚度降低 ,抗压强度极限降低 ;钢材的屈服点降低 .但温度对弹性阶段的应力影响不大 ,随温度的升高 ,钢管对混凝土的约束性能越明显 .

超高层建筑空间巨型框架的半解析自由振动分析

将超高层建筑空间巨型框架结构等效连续化为一个加劲薄壁筒的组合体,以此空间三维模型,用半解析法对超高层建筑空间巨型框架结构进行了自由振动分析计算.结果表明,这种简化分析方法是有效、合理的.

框筒结构的层模型简化分析方法

将分析平面框架结构的D值法简化,并推广应用于框筒结构在侧向荷载作用下的内力和位移分析上。将楼层变形划分为剪切变形和弯曲变形;结构的整体剪切变形及内力直接用D值法进行分析,考虑了翼缘框架的剪切刚度的影响;结构的整体弯曲变形及内力通过假定轴向位移模式的简化方法进行分析,考虑了正剪力滞的影响,分析了影响结构位移的因素。通过与空间框架分析程序的比较表明,本文方法简单,实用,可直接进行手算,因而可供初步设计阶段使用。

框架-阻尼框筒结构附加阻尼比简化计算方法

针对框架-阻尼框筒新型减震结构体系,考虑钢板阻尼墙屈服后强化和框架弹塑性,推导了结构附加阻尼比简化计算公式。以某框架-阻尼框筒结构为例,采用试验和有限元分析方法确定公式的参数取值,以此得到结构附加阻尼比的公式计算值,通过与结构动力弹塑性分析值进行对比,论证了简化计算公式的可用性。进一步基于参数分析给出了不同因素对公式计算值的影响。该简化计算方法为框架-阻尼框筒结构方案的快速设计提供了有效途径。

对抗震规范中基于性能设计方法的研究

对中国新颁布的《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中的"建筑抗震性能设计"的参考方法进行探讨,以框架-混凝土核心筒结构为实例,运用广厦建筑结构CAD有限元软件GSSAP,分别对核心筒结构中布置的框架梁、剪力墙以及连梁等构件在不同性能要求下的承载力以及结构的层间位移进行了验算。结果表明:如欲满足规范中"建筑抗震性能设计"的参考方法中关于设防烈度地震以及罕遇地震作用下承载力的要求,结构的剪力墙、连梁构件的配筋量将急剧增加,出现严重超筋现象,在实际工程中很难进行施工,框架梁则没有发生超筋现象;如欲满足规范中给出的设防烈度地震以及罕遇地震作用下侧向变形的要求,剪力墙、连梁构件以及框架梁、框架柱的截面尺寸均需要进行大幅度增加,不符合经济合理的设计原则。

异形钢框架节点域力学性能有限元分析

目的研究一种由冷弯方钢管柱H型钢梁、上翼缘外加强环板、下翼缘贯通隔板构成的异形钢框架节点在地震作用下的力学性能.方法采用有限元软件ABAQUS进行分析,考察低周往复荷载作用下不同参数对节点域力学性能的影响,参数包括钢管柱宽度与弯角处曲率半径比、钢管柱径厚比、钢管柱宽度与梁高比.结果在弹性阶段,随着D/t的增大屈服抗剪承载力提高,随着D/h的增大屈服抗剪承载力提降低,而D/r对屈服抗剪承载力基本无影响.在弹塑性阶段,随着D/r与D/t的增大,极限抗剪承载力均降低,随着D/h的增大极限抗剪承载力提高.结论引入修正系数φ的屈服抗剪承载力计算公式可以较好地评价异形钢框架节点域的力学性能.

超高层建筑巨型框架-核心筒结构体系的三维半解析分析模型及其应用

将超高层建筑空间巨型框架-核心筒结构体系与其基础等效连续化为一个支撑在半无限大弹性体上的加劲薄壁筒组合体,建立了集地基、基础、上部结构为一体的三维共同工作分析模型;并以此模型,利用半解析方法讨论了该结构体系的共同工作特性。分析计算结果表明:模型的简化是合理的、可行的。

再生混凝土梁柱组合框架抗震性能分析

为探究再生混凝土梁柱组合框架的抗震性能,利用有限元软件ABAQUS模拟了11个方钢管再生混凝土框架在循环加载作用下的受力,以研究钢管内再生混凝土粗骨料取代率、轴压比及钢管柱屈服强度的变化对框架抗震性能的影响。研究发现随着钢管内再生粗骨料取代率的提高,框架的刚度有所减小,水平承载能力也随之降低,但降低不是特别明显,且模型的延性系数介于3.35~3.43之间,根据抗震延性要求,不同取代率下的方钢管再生混凝土框架运用于实际工程中的承重结构中是可行的;随着方钢管再生混凝土框架轴压比的增大,框架结构骨架曲线下降段表现较为明显,并且延性逐渐降低,但在相同位移条件下框架结构的等效粘滞阻尼系数逐渐增大,耗能能力较好;当钢管屈服强度提高时,钢管对再生混凝土的约束效应增强,使框架的刚度、承载力等均有明显提升,随着方钢管屈服强度的提高,结构的延性变差。

Hamilton力学下框筒结构剪滞翘曲位移模式研究

以等效连续化方法为基础,在Hamilton力学体系下进行框筒结构剪滞翘曲位移函数精度研究.选用不同类型的函数描述翼缘板的剪滞翘曲位移,考虑等效板的剪切变形以及纵向翘曲,得到不同位移函数下结构的总势能及对应的Lagrange函数.区别于传统变分法,该文在Hamilton力学体系下进行问题研究,导出框筒结构弯曲问题的Hamilton正则方程并利用精细积分法求解,进而计算出柱轴力并进行精度分析.算例验证结果表明:使用该方法分析框筒结构的剪力滞后效应是简单可行的;不同翘曲位移函数的选择对侧移计算结果影响不大,对轴力求解结果影响较大,二次抛物线最能反映等效翼缘板的实际翘曲位移;对比不同形式荷载作用下等效翼缘板中应力分布可知,随着外荷载合力作用点位置的升高,结构顶部负剪力滞后效应逐渐减弱至消失.