基于性能/位移的能力-需求曲线设计方法

针对能力谱法结构地震位移需求难以确定,以及在长周期下可能产生较大误差等不利问题,本文提出了能力-需求曲线法。该方法保留了能力谱法的直观图解过程,可同时确定在不同地震强度等级下的结构抗震位移需求,包括结构的损伤指标及相应的概率。最后本文对各种需求曲线进行了比较,提出了有关建议。

6082-T6铝合金构件及其超大跨空间结构的受力性能与设计方法

针对6082-T6铝合金,从材料力学性能、轴压与偏压构件稳定承载力、受弯构件受力性能方面进行了系统试验和数值仿真研究;建立了国产铝合金构件试验数据库,评估了中、欧、美规范及DSM、CSM共5种设计方法的可靠度水平;对6082-T6铝合金圆管及泡沫铝填充复合管开展侧向冲击试验与数值仿真研究,提出了构件动态响应计算方法,并建立了冲击下构件变形的预测方法;针对超大跨度铝合金巨型网格结构开展了探索性研究,提出了适用于超大跨度结构的新型节点形式及稳定受力性能分析。研究成果将对6082-T6铝合金构件及结构在工程中的推广应用、提升结构的承载与抗冲击防御能力提供依据与技术支撑。

剪力墙结构基于性能抗震设计的目标层间位移确定方法

结构层间变形的计算和性能水平的划分,是基于性能的抗震设计中确定目标位移的关键问题之一。该文根据剪力墙结构的受力特点,将楼层位移分为有害位移和刚体位移,将层间位移分为名义层间位移和有害层间位移;分析了剪力墙结构的名义层间位移、有害层间位移及楼层转角之间的关系,给出有害层间位移的近似计算公式并进行误差分析;对结构层间变形的计算方法进行改进,提出采用有害层间位移角作为剪力墙结构的性能指标,进行结构性能水平的划分,并采用有害层间位移角和顶点位移角两个参数来控制剪力墙结构的变形。最后,给出剪力墙结构目标层间位移的确定方法,以此确定其目标侧移曲线,可进行直接基于位移的抗震设计。

混合联肢PEC墙结构基于合理失效模式的性能化设计方法研究

基于性能化设计理念,提出了混合联肢PEC墙结构基于合理失效模式的性能化设计方法:以结构达目标位移时实现合理失效模式作为性能目标,基于能量平衡原理确定结构设计基底剪力,并给出符合失效模式的侧向力分布;依据给定目标塑性耦连比分别求解钢连梁和PEC墙肢底部加强区内力需求;采用塑性设计方法设计钢连梁和PEC墙肢底部加强区截面,采用弹性设计方法设计PEC墙肢非加强区截面,保证结构实现预期性能目标。依据提出的基于合理失效模式的性能化设计方法,设计了12层混合联肢PEC墙算例结构,对其进行Pushover分析和弹塑性动力时程分析,验证了该方法的可行性。基于合理失效模式的性能化设计方法设计的混合联肢PEC墙结构抗震性能良好,地震作用下,各层钢连梁首先剪切屈服耗散能量,然后PEC墙肢底部形成弯曲塑性铰,塑性铰分布及发展过程符合预期,实现了“两阶段耗能体系”设计目标。

梁端弹簧型自复位钢筋混凝土框架基于性能的抗震设计方法

梁端弹簧型自复位框架(self-centering frame, SCF)结构作为一种新型抗震结构体系,通过梁柱节点铰接构造来使整体结构抗侧刚度弱化,并在梁端设置钢板弹簧来给节点设定确定的转动刚度,从而达到地震作用下结构减震和震后结构自复位的目标。在已有理论和试验研究的基础上,对梁端弹簧型自复位框架的抗震设计方法进行了研究,并给出了此类结构的抗震性能水准以及结构的抗震设计流程。结合一幢三层自复位耗能框架结构的设计实例,进行基于性能的结构抗震设计,通过有限元模拟对该结构的动力响应与常规框架进行比较分析。结果表明:梁端弹簧型自复位耗能框架结构具有较小的加速度响应和层剪力响应,以及良好的变形性能。研究结果表明,梁端弹簧型自复位框架结构具有优越的抗震性能。

基于力-位移传感技术的残肢软组织力学性能测量方法

目的:针对假肢接受腔数字化设计中残肢软组织力学特征采集的需求,研究基于力-位移传感技术的软组织力学性能测量方法。方法:将压力和位移传感器并联设计开发软组织刚度测量系统,可实现软组织受力和形变的同步获取,并采用两段式割线法计算表观刚度,针对不同硬度、厚度的硅胶试件,使用力学试验机对本系统进行有效性验证。结果:对硬度15°(Shore A)的试件,本系统测得厚度为5mm、10mm、15mm和20mm的试件的刚度k1和k2分别为(1.788±0.14)N/mm和(4.132±0.21)N/mm、(1.447±0.1)N/mm和(2.966±0.17)N/mm、(1.340±0.14)N/mm和(2.335±0.16)N/mm、(1.306±0.19)N/mm和(2.261±0.19)N/mm,力学试验机获得相应刚度分别为(1.769±0.2)N/mm和(4.132±0.21)N/mm、(1.443±0.13)N/mm和(2.800±0.07)N/mm、(1.385±0.16)N/mm和(2.328±0.1)N/mm、(1.256±0.08)N/mm和(2.097±0.14)N/mm;2种系统测得的刚度k1和k2最大误差分别为3.8%、7.8%,且不存在显著性差异。对硬度25°的试件,除厚度为20mm试件外,2种系统测得试件的刚度k1和k2误差均<8.7%,且不存在显著性差异。结论:基于力-位移传感技术开发的残肢软组织力学性能测量系统与材料力学试验机测量结果有较好的一致性,能满足残肢软组织力学性能测量的需求。

基于被动变阻尼变刚度装置组合隔震新体系性能化设计方法

被动变阻尼变刚度装置是一种无需外部能源输入和反馈控制的装置,具有变阻尼耗能和变刚度限位功能。当与隔震支座组合使用时,这种装置构成了一种新的隔震体系,能够有效控制不同类型和烈度大小的地震波。根据性能化设计理论,提出了针对组合隔震体系的设计方法,通过该方法可以完成隔震层中被动变阻尼变刚度装置和隔震支座的参数设计工作。研究还提供了完整的设计流程和详细的设计过程说明,并通过工程实例验证了设计方法的可行性和有效性。这种性能设计方法可以广泛应用于组合隔震新体系的工程设计领域,为相关工程提供了一种可靠的设计方法和技术支持。通过这种先进的设计方法,可使结构能够更好地应对地震带来的灾害,保障结构的安全性和稳定性。

超限高层建筑基于性能的抗震设计方法

本文针对超限高层建筑的抗震设计,探讨了基于性能的抗震设计方法。首先,介绍了超限高层建筑的抗震性能要求,强调了其在地震条件下的安全性和稳定性。然后,概述了基于性能的抗震设计方法,包括性能目标的确定、地震荷载的分析、结构响应分析等内容。详细阐述了超限高层建筑的结构响应分析,包括地震反应谱分析、时程分析等方法。最后,提出了超限高层建筑的抗震设计策略,包括增加结构强度、提升结构的延性、采用减振措施等方法,以实现更好的抗震性能。

基于性能的钢结构抗震设计方法探讨及其改进分析

随着经济社会的发展,我国的建筑也取得了突飞猛进的发展,不仅高度不断增加,而且空间跨度越来越大,并且空间结构越来越复杂。同混凝土建筑相比,钢结构具有轻便、快捷、好用、省时省力等特点,不仅可以根据工程需求来订制,而且还可以满足高度高、跨度大的工程建设需求。此外,在一些快速建造和拆卸的工程中也广泛应用钢结构。地震作为不可预知的自然灾害,其破坏力强,给人民生命和财产造成巨大损失,所以工程建设要考虑抗震性能,钢结构的房屋也不例外。因此,文章主要从性能角度出发,探析钢结构建筑物的抗震设计方法。

钢结构建筑防火设计中性能设计方法的应用分析

近年来,在建筑行业发展速度不断加快的同时,钢结构建筑数量也逐渐增多,为达到建筑防火等级,性能设计备受关注。本文围绕性能设计方法展开论述,分析该方法在钢结构建筑防火设计中应用的必要性,并结合具体工程项目,探究性能设计方法的具体应用,旨在促进钢结构建筑防火合理性、可靠性的提升。

基于性能的建筑结构设计方法研究

随着建筑工程规模的日益增大,其结构形式更加复杂,基于性能的建筑结构设计方法备受重视,这种设计克服了传统设计方法中基于单一安全系数的缺陷,能充分考虑不同荷载作用下的结构性能,并对性能目标进行定量描述和严格控制。该设计方法以结构满足一定性能要求为目标,通过定量分析和优化设计,实现结构的经济合理性和安全可靠性。基于此,本文首先分析了基于性能设计的基本理论和关键技术,接着探讨了基于性能设计的不同类型结构,为促进建筑业发展提供参考。

钢结构建筑防火设计中性能设计方法的应用分析

随着我国建筑业的快速发展,越来越重视建筑消防安全。钢铁材料的大量使用,使得钢结构建筑的防火性能日益受到大众关注。在各个领域的不断摸索中,性能化的设计方法已被运用到钢结构建筑物的安全消防设计当中。但是迄今为止,基于性能化理论的钢结构防火设计还存在很多问题。文中介绍了建筑防火性能设计的内涵和价值,分析了钢结构建筑优缺点及防火措施和挑战,探讨了性能设计方法在钢结构建筑防火设计中的具体应用,旨在为相关工作提供帮助,促进钢结构建筑工程的可持续安全发展。

超高性能混凝土板受力性能及其设计方法研究

超高性能混凝土(UHPC)与纤维增强复合材料(FRP)组合使用,不仅能有效避免钢筋锈蚀、降低结构自重,还展现出理想的受力性能。立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折初裂强度、抗折极限强度、弹性模量是UHPC重要的受力性能指标。本次研究中以试验设计的方式,设计UHPC配FRP筋板试件,同时对其力学性能进行分析,进一步明确不同类型UHPC配FRP筋板试件受力性能的变化。

钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法

通过改进能力谱法,给出了一个可以实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”多级性能目标的钢筋混凝土桥墩直接基于位移的抗震设计方法。首先以钢筋和混凝土的应变幅值建立了钢筋混凝土桥墩不同破损极限状态的量化准则,并基于曲率延性系数和位移延性系数关系转化为墩顶位移的表述形式。再以屈服位移和位移延性系数作为设计参考变量,采用屈服谱加速度和屈服位移(Ay-Dy)格式的地震需求谱求解系统在不同风险水平地震作用下的反应。最后以能力设计原理保证桥墩截面的抗剪强度需求。通过一个具体设计算例说明了建议方法的可行性。

摇摆式预应力混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法研究

根据基于性能抗震设计的思想,提出一种摇摆式预应力混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法。该方法根据桥梁抗震设防水准确定桥墩的损伤水平,并考虑墩底接缝区变形的影响计算桥墩的目标位移;借助非弹性位移谱计算桥墩的位移需求。摇摆式预应力混凝土桥墩在墩底接缝区设置耗能钢筋或外部耗能装置来耗能地震能量,利用无粘结后张拉钢束在接缝处产生的摩擦力提供剪切抗力,合理设计预应力钢束的初张力,使其在地震荷载作用下保持在弹性范围内,保证其良好的复位能力。通过与已有的设计方法相比,评估了所提出的设计方法的可靠性。研究结果表明:与已有的设计方法相比,用所提出的摇摆式预应力混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法的设计结果与非线性时程分析结果的相关性更好。

基于柔性铰链的微位移工作台性能分析与优化设计

柔性铰链的圆半径、最小铰链厚度、杠杆臂长等结构尺寸参数极大地影响着基于柔性铰链的微位移工作台的性能 ,针对于一种常用的以双柔性平行四连杆机构作导向的二维微位移工作台 ,分析并推导出了工作台结构参数对各性能的影响公式 ,并用有限元分析的方法验证了这些公式的正确性。之后建立了约束优化问题的数学模型 ,以具体实例介绍了用有限元分析的方法进行优化求解 。

钢筋混凝土高层建筑结构基于位移的抗震设计方法研究

将钢筋混凝土高层建筑结构的性能划分为三个水平,即使用良好、人身安全和防止倒塌,并用层间侧移角限值予以量化。选作用倒三角形分布荷载的等截面悬臂杆的侧移曲线,作为框架结构、剪力墙结构和框架剪力墙结构的初始侧移模式,对于使用良好性能水平,由性能水平和初始侧移模式确定其目标侧移曲线,然后确定等效单自由度体系的等效参数以及原多自由度体系的基底剪力和各质点的水平地震作用,进而进行构件截面承载力设计。对按此设计的结构进行推覆分析,校核结构的侧移形式与所采用的初始侧移曲线是否一致,并用相应的推覆曲线作为修正后的目标侧移曲线重新计算,直至满足为止。对于人身安全和防止倒塌性能水平,直接用达到其相应性能水平的推覆曲线作为目标侧移曲线,计算相应的等效位移和基底剪力,并绘出需求曲线,根据需求曲线与推覆曲线的关系调整设计结果。算例表明方法简单实用。

密实骨架结构水泥稳定碎石路面配合比设计方法及抗裂性能

首先研究了材料抗裂性能评价方法。在此基础上 ,提出骨架密实型水泥稳定碎石基层材料设计方法 ,并进行了大量室内试验研究。结果表明骨架密实型水泥稳定碎石基层具有良好的抗裂性能。最后通过试验路研究表明 。

基于性能的抗震设计方法在剪力墙结构中的应用

本文对基于性能的抗震设计方法中最具有代表性的直接基于位移的设计方法在剪力墙结构中的应用进行了研究。采用结构非线性分析程序探讨了墙厚、混凝土强度等级、纵筋配筋率、钢筋级别、轴压比、墙长等因素对单肢剪力墙屈服位移的影响,从而对现有的屈服曲率计算公式进行了改进。另外将按顶点荷载作用下的屈服位移计算公式求出的屈服位移与实际倒三角形荷载作用下的剪力墙屈服位移进行了比较,,从而推导出倒三角形荷载作用下的屈服位移计算公式。

大位移井钻井延伸极限研究与工程设计方法

大位移井在海洋、滩海、湖泊及山地等复杂地区油气资源的高效开发中应用广泛,大位移井钻井技术具有约束因素多、作业难度大、作业风险高等基本特点,其井眼延伸极限的预测和控制对于安全钻进意义重大。在概述国内外大位移井钻井延伸极限研究进展的基础上,重点介绍了大位移井钻井延伸极限的预测模型和分布规律,提出了基于延伸极限的大位移井钻井优化设计方法,并应用大位移井钻井延伸极限理论分析了萨哈林地区Z–42大位移井的水平段旋转钻进极限及完井管柱下入极限,认为提升钻机性能可大幅度提高井眼延伸极限,旋转接头和减阻接头可提高完井管柱的下入极限。研究结果表明,开展大位移井钻井延伸极限预测理论和控制方法研究,可为大位移井的风险预测、优化设计及安全控制提供科学依据。