检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王少鹏西安理工大学

学位级别：硕士

随着高层建筑的日益发展，功能的多样化要求越来越高。由多个子结构构成的主次结构体系在工程中日益频繁出现，如装饰性和功能性的建筑类构件依附于建筑物主体结构安置。已有高层建筑由于功能的要求，需要在建筑物主体结构上外加观光电... 详细信息

随着高层建筑的日益发展，功能的多样化要求越来越高。由多个子结构构成的主次结构体系在工程中日益频繁出现，如装饰性和功能性的建筑类构件依附于建筑物主体结构安置。已有高层建筑由于功能的要求，需要在建筑物主体结构上外加观光电梯，其中建筑物称为主结构，外加电梯称为次结构，主次结构在地震作用下会成为耦合动力系统。\n 本文针对实际工程进行了研究，首先介绍了工程概况，接着给出三种结构设计方案，然后运用有限元分析软件ANSYS，根据三种结构设计方案建立结构有限元模型进行动力耦合分析。具体内容如下：(1)介绍了半刚性连接的概念和主要连接形式，简述了文献[29]中半刚性连接试验，将试验结果得到的4个初始刚度引用到文中主次结构半刚性连接的计算；(2)建立主次结构刚性连接、铰接连接和半刚性连接的有限元模型并进行动力特性分析，其中主次结构半刚性连接时考虑四种不同的初始刚度，得到7个模型的自振频率和振型；(3)对7个模型进行多遇地震作用下弹性时程分析，得到三种连接方式下，主次结构位移变化规律和次结构的内力变化规律。\n 计算结果表明：(1)主次结构半刚性连接时，连接单元采用弹簧单元combin14模拟，能很好的表现半刚性连接特性；(2)主次结构半刚性连接时的第一阶频率处于主次结构刚性连接和主次结构铰接连接自振频率之间，随着初始刚度的增加，自振频率接近主次结构刚性连接时的自振频率；(3)三种不同连接方式下主次结构的层间位移在数值上与原主结构相近，模型2至模型7的次结构的层间位移角曲线基本重合，并满足《抗震规范》钢结构层间位移角限值；(4)主次结构半刚性连接时，内力分布比其他两种连接方式均衡，受力更合理。\n 根据计算结构判断，主次结构半刚性连接是三种结构设计方案中的最优方案，对类似的工程可以提供一定的借鉴和指导。

关键词：主次结构连接方式时程分析地震作用耦合动力系统

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适用于主次结构的装配式可退化支撑试验研究

适用于主次结构的装配式可退化支撑试验研究

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作者：冯攀哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

支撑是主次结构中重要的抗侧构件,它与主梁和主柱共同组成的主结构是主次结构中主要的抗侧体系与承重体系。目前,在主次结构中多采用约束屈曲支撑,然而约束屈曲支撑在屈服之后仍具有较高的承载力,在大震作用下会使与其相邻的主柱承受巨... 详细信息

支撑是主次结构中重要的抗侧构件,它与主梁和主柱共同组成的主结构是主次结构中主要的抗侧体系与承重体系。目前,在主次结构中多采用约束屈曲支撑,然而约束屈曲支撑在屈服之后仍具有较高的承载力,在大震作用下会使与其相邻的主柱承受巨大轴力,可能导致主柱发生脆性破坏。为此,本文提出了一种新型装配式可退化支撑,该支撑能够在小震时为结构提供刚度,在大震作用下屈服后较快退出工作,降低与其相邻主柱的轴力。并通过数值模拟与试验对其力学性能展开了研究。具体研究内容如下:通过比较布置了不同类型支撑的主结构在水平位移加载下主柱轴力和损伤的变化和差异,明确了约束屈曲支撑在大震作用下对主柱的受力特征和损伤发展存在不利影响。针对此问题,本文提出了一种新型装配式可退化支撑,详细阐述了装配式可退化支撑的构造特点和工作原理。从理论上对装配式可退化支撑进行了力学性能分析,探讨了支撑各阶段承载能力、传力途径以及刚度的计算方法,并提出了其理想的承载力曲线模型。通过数值模拟研究了装配式可退化支撑不同参数的变化对其力学性能的影响。详细分析了可退化支撑核心板初始挠度、核心板宽度、钢材的屈服强度以及核心段长度对支撑性能的影响规律。研究结果表明:随着核心板初始缺陷增大,支撑的峰值承载力和初始刚度均有所降低;核心板钢材屈服强度越小,支撑的峰值承载力也越小,承载力退化速度越快;核心板宽度太大会导致核心板塑性范围减小和发展不均匀,降低支撑的耗能能力;峰值承载力和初始刚度均随着核心段长度的增加而降低。基于本文提出的装配式可退化支撑,设计制作了3个核心板厚度不同的装配式可退化支撑试件,并对支撑进行了拟静力试验,重点研究了不同核心板厚度对支撑滞回性能、承载力特性和耗能能力的影响。试验结果表明:装配式可退化支撑在受拉和受压作用下均可发生承载力退化,支撑拉压承载力呈现较好的对称性,而拉压刚度存在差异;可退化支撑主要由核心板塑性弯曲进行耗能,支撑在核心板屈曲后耗能能力明显提高;核心板厚度越大,耗能能力越强。

关键词：主次结构装配式支撑承载力退化受力性能拟静力试验

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基于多目标的主次结构拓扑优化及性能分析

基于多目标的主次结构拓扑优化及性能分析

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作者：张俊良哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

主次支撑框架-核心筒体系具有明显主次特征,其支撑是提供刚度以及延性控制的关键构件。现阶段针对支撑的优化多为基于应变能的单目标优化,得到的优化结构只能满足弹性阶段刚度要求而忽视塑性阶段结构的延性。为提高主次支撑框架-核心筒... 详细信息

主次支撑框架-核心筒体系具有明显主次特征,其支撑是提供刚度以及延性控制的关键构件。现阶段针对支撑的优化多为基于应变能的单目标优化,得到的优化结构只能满足弹性阶段刚度要求而忽视塑性阶段结构的延性。为提高主次支撑框架-核心筒体系在地震作用下的高抗震性能,本文提出基于应力与应变能的多目标优化方法。对主次支撑框架-核心筒体系进行多目标拓扑优化,得到不同条件下的最优支撑布置形式并分析其力学性能。对不同支撑布置形式的结构进行弹塑性分析,得到结构的塑性发展过程以及各构件组塑性能分布情况。具体完成以下工作:多目标拓扑优化机理与目标函数选择。基于同时满足结构弹性阶段刚度以及弹塑性阶段延性的要求,建立了基于应力与应变能的多目标函数。在不同的权系数组合下,利用BESO法结构进行拓扑优化,并对优化结果和性能指标进行对比分析,得到满足条件的最优权系数组合。以采用X支撑的主次支撑框架-核心筒为例,分析不同构件组对结构刚度以及塑性能的贡献,进一步验证了本文所选优化区域的合理性。基于多目标的主次结构拓扑优化及分析。以主次支撑框架-核心筒的支撑布置区域为优化区域,分析了在不同的边界约束条件、不同的荷载组合以及不同类型水平荷载下的多目标拓扑优化结果。将优化得到的结果进行构形转换并分析其弹性阶段的力学性能。分析了采用X支撑、单目标优化结果和多目标优化结果进行支撑布置的结构的力学性能及变形特点,得到了弹性阶段性能最优的支撑布置形式为单目标结构形式。多目标拓扑优化结构地震失效模式分析。对单目标结构,多目标结构以及采用X支撑的结构进行弹塑性分析。通过静力弹塑性分析,总结了在不同支撑布置下结构塑性发展过程中各构件的屈服顺序,对比了各类结构支撑进入塑性的时刻以及持续时间。得到了推覆结束时刻支撑、次柱、主柱沿高度方向的变形情况。通过动力时程弹塑性分析,得到了在相同地震作用下各类结构的构件组塑性能分布情况。对优化结果进行评价,得到弹塑性阶段性能最优的支撑布置形式为采用多目标优化得到的支撑布置形式。

关键词：主次结构拓扑优化多目标巨型支撑刚度塑性能

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超高建筑主次结构力学性能及地震失效机理研究

超高建筑主次结构力学性能及地震失效机理研究

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作者：韦钰莹哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

主次结构体系是一种新型的超高层建筑结构体系,其中主结构为主要承重和抗侧体系,次结构只承担自身竖向荷载并将力传递给主结构,构成主、次结构共同工作的结构体系。由于该结构体系具有良好的建筑适应性和高效的工作性能,正引起国内外建... 详细信息

主次结构体系是一种新型的超高层建筑结构体系,其中主结构为主要承重和抗侧体系,次结构只承担自身竖向荷载并将力传递给主结构,构成主、次结构共同工作的结构体系。由于该结构体系具有良好的建筑适应性和高效的工作性能,正引起国内外建筑业的关注。然而现阶段少有对该结构体系进行系统的抗震性能研究,特别是强震作用下的地震失效机理仍不明确。本文分别从体系的受力特点、地震失效机理、抗震概念设计等展开以下几方面研究:超高建筑主次框架结构体系力学性能研究。以主次框架结构体系为研究对象,考虑不同主框架梁数量和位置建立多个主次框架分析模型,对比分析其在竖向和水平荷载作用下的内力分布规律和变形特点。针对主次框架结构体系在主、次框架连接处内力突变的特点,研究了主、次框架间不同连接方式对结构内力分布与变形的影响。探讨各构件刚度、次框架刚度、结构布置等因素对结构整体抗侧刚度的影响程度并进行了排序。分析得到主框架为主要承重和抗侧体系,由于其抗侧刚度远大于次框架,主、次框架间不同连接方式对结构整体受力性能影响不大,但次框架抗侧刚度对结构整体刚度有一定贡献。超高建筑主次框架-支撑结构体系力学性能研究。以主次框架-支撑结构体系为研究对象,建立了单支撑和X形支撑两种不同支撑形式的模型,并与无支撑的主次框架结构体系进行对比,分析该体系在竖向和水平荷载作用下的内力分布规律和变形特点。探讨各构件刚度、次框架刚度、支撑布置等因素对结构整体抗侧刚度的影响程度并进行了排序。分析得到增设大型斜支撑,将主次框架结构体系转化为主次桁架结构体系,在水平力作用下主框架梁柱的弯矩和剪力水平大幅降低,轴力水平变化相对较小,而支撑是结构抗侧刚度的关键影响因素,次框架对结构抗侧刚度贡献大大减小。超高建筑主次结构体系地震失效机理研究。对主次框架-核心筒结构和主次框架-支撑-核心筒结构分别进行模态静力弹塑性Pushover分析,总结了两种体系的塑性发展过程中构件的屈服顺序及外筒失效路径,明确了内外筒、主框架内力分配特点,基于构件屈服顺序和内力传递变化,说明了内力重分配原因,从内外筒抗侧刚度的变化过程方面,解释了结构刚度退化的主要原因,探讨了主要构件尺寸对塑性发展过程的影响。最后依据两种形式的主次结构体系自身特点和优势,结合力学分析和静力弹塑性分析结果,探讨了主次结构体系合理屈服顺序,提出了体系的抗震概念设计建议。结果表明结构较合理的屈服顺序依次为连梁、支撑、次框架梁、次框架柱、墙肢、主框架梁、主框架柱,改变主要受力构件可能会引起屈服顺序的变化,为满足结构抗震设防目标,设计时应注意处理好各构件间相对关系。

关键词：主次结构主次框架大型支撑力学性能地震失效机理抗震概念设计

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基于模态综合法的主次结构动力特性分析

基于模态综合法的主次结构动力特性分析

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作者：李健武汉理工大学

学位级别：硕士

模态综合法是解决大型复杂结构动力特性问题的有效方法。它是基于有限元法将复杂结构分为若干子结构,然后对子结构进行动力分析,最后通过模态综合得到组合结构的动力特性。本文首先综述了模态综合法的研究现状,并系统地给出了固定界面... 详细信息

模态综合法是解决大型复杂结构动力特性问题的有效方法。它是基于有限元法将复杂结构分为若干子结构,然后对子结构进行动力分析,最后通过模态综合得到组合结构的动力特性。本文首先综述了模态综合法的研究现状,并系统地给出了固定界面模态综合法的基本理论,由于固定界面模态综合法不能有效的缩减界面自由度,所以在对一些大型复杂结构进行模态分析时将会导致计算效率不高。因此本文提出了一种基于模态综合法的主次结构动力特性的研究方法,该方法通过模态综合后的求解矩阵不依赖于主次结构的界面自由度数目,而仅仅取决于主结构和次结构的保留模态数,因此方程阶数得到了有效的缩减,计算效率得到了提高。并注意到了该方法由于忽略了次结构对主结构的影响,所以计算精度不高。然后本文提出了一种修正方法,通过模型缩聚技术,把次结构的缩聚刚度矩阵和质量矩阵分别加到主结构相应的矩阵中,以体现次结构对主结构的影响,并用实例验证了修正后的方法具有较好的精度。本文还提出了模态综合法在有限元分析软件sap2000和数值计算软件MATLAB中的实现路线,并详细介绍了从sap2000中提取模型刚度矩阵和质量矩阵的方法。最后通过对一个包含楼梯的十层框架模型进行研究,将主体框架结构作为主结构,楼梯作为次结构,选取不同的主次结构的保留模态进行计算分析,并将结果与完全有限元方法进行对比。结果显示本文所提方法计算出的组合结构的频率和振型与完全有限元模型所得结果十分接近,并且随着所取主次结构保留模态数的增加,计算结果的精度进一步提高。而且本文中的方法还能有效地计算组合结构特定频率范围内的模态信息,由于仅仅是将目标频率范围内的模态进行综合,所以大大提高了计算效率。

关键词：非结构构件模态综合法主次结构动力特性保留模态

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主次结构连接方式及减震技术应用研究

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施工技术（中英文） 2022年第22期51卷 113-119页

作者：王洪欣李晓丽周高照芦静夫中建科技集团有限公司广东深圳518002

为使主次结构体系受力更加合理,提升结构抗震性能、降低建造成本、提高施工效率,推广其在中高烈度区的应用,采用盈建科软件和有限元程序佳构STRAT分析了主次结构连接方式及减震技术对结构体系抗震性能的影响。研究结果表明,次结构采用底... 详细信息

为使主次结构体系受力更加合理,提升结构抗震性能、降低建造成本、提高施工效率,推广其在中高烈度区的应用,采用盈建科软件和有限元程序佳构STRAT分析了主次结构连接方式及减震技术对结构体系抗震性能的影响。研究结果表明,次结构采用底部+顶部与主结构连接,可减少建筑外围护开洞,更便于工程施工,为4种全框架形式中的最优连接方案;半框架形式主次结构相比于全框架形式,减少了次结构构件数量、降低了钢材用量、增加了建筑使用空间、提升了建造效率,可实现次结构的标准化设计和工业化生产;在罕遇和极罕遇地震作用下,屈曲约束支撑和防屈曲钢板剪力墙的应用,增加了结构耗能能力,减少结构所受地震作用,降低了结构损伤程度,显著提升了主次结构的抗震性能。

关键词：主次结构连接方式减震技术抗震性能结构损伤

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主次结构一体化的形态创构方法研究

主次结构一体化的形态创构方法研究

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第十六届空间结构学术会议

作者：干练原泉崔昌禹涂桂刚哈尔滨工业大学土木工程学院

介绍对单层网壳网格内部进行再次造型,创构具有主次结构关系的单层网壳设计方法。设计过程分为框架结构的创构、次级结构的创构与主次结构一体化三个部分。主框架结构应用目前已知单层网壳创构方法,生成受力合理、形态美观的单层网壳结... 详细信息

介绍对单层网壳网格内部进行再次造型,创构具有主次结构关系的单层网壳设计方法。设计过程分为框架结构的创构、次级结构的创构与主次结构一体化三个部分。主框架结构应用目前已知单层网壳创构方法,生成受力合理、形态美观的单层网壳结构,作为结构的主要传力体系;次级结构网格首先运用计算机图形学中Loop细分方法划分,再通过降低结构应变能为目标对Loop网格结点坐标进行优化,得到受理合理的次级网格结构;主次结构一体化方法通过主次结构传力关系将主框架与次级网格进行拼装,最终得到一张具有主次结构关系的,受理合理,形状美观的单层网壳结构。

关键词：单层网壳主次结构 Loop细分

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高层建筑主次结构力学性能研究

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四川建材 2021年第7期47卷 63-64,73页

作者：王耀峰山西省交通规划勘察设计院有限公司山西太原030006

本文以高层建筑主次框架结构体系为研究对象,建立不同数量主框架梁和位置分布的模型,并施加不同的竖向和水平荷载,获得框架结构内力分布特点和变形规律,通过计算发现主次框架节点连接处应力突变最大,不同的主、次框架结构形式对节点应... 详细信息

本文以高层建筑主次框架结构体系为研究对象,建立不同数量主框架梁和位置分布的模型,并施加不同的竖向和水平荷载,获得框架结构内力分布特点和变形规律,通过计算发现主次框架节点连接处应力突变最大,不同的主、次框架结构形式对节点应力与变形也有较大影响,主框架和次框架刚度、结构布置多方面因素对建筑抗侧刚度的存在较大影响,由于主框架作用为承重和抗侧,次框架结构变化对整体结构的承重性能不会产生明显影响,但对抗侧刚度影响显著,为工程技术人员选择合理建筑结构提供原始依据。

关键词：主次结构高层建筑框架力学性能结构体系

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基础隔震主次结构地震反应简化分析

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建筑技术开发 2004年第4期31卷 9-10页

作者：韩淼王亮北京建筑工程学院土木系北京100044

主体结构基础隔震的多自由度主次结构体系可简化为二自由度分析模型，对简化模型推导了主、次结构的相对位移放大系数计算公式，分析了主、次结构的质量比、阻尼与固有频率等动力参数对主、次结构位移反应的影响规律。

关键词：隔震主次结构位移阻尼

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考虑主次结构系统干扰的楼层反应谱理论与计算

考虑主次结构系统干扰的楼层反应谱理论与计算

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第六届全国反应堆结构力学会议

作者：张建霖王尚文西北工业大学

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