检索结果-内蒙古大学图书馆

土木工程学报 2012年第8期45卷 74-82页

作者：于金光郝际平西安建筑科技大学陕西西安710055

半刚性连接钢框架-非加劲钢板剪力墙结构弥补了传统抗弯钢框架侧向刚度不足的缺点,为采用更加经济的半刚性节点提供了可能。为研究不同梁柱连接刚度对双体系结构抗震性能的影响,完成了3个单跨两层不同梁柱连接刚度试件的水平低周往复加... 详细信息

半刚性连接钢框架-非加劲钢板剪力墙结构弥补了传统抗弯钢框架侧向刚度不足的缺点,为采用更加经济的半刚性节点提供了可能。为研究不同梁柱连接刚度对双体系结构抗震性能的影响,完成了3个单跨两层不同梁柱连接刚度试件的水平低周往复加载试验研究,系统分析了三者的整体性能和破坏模态,拟从承载力、刚度、延性、耗能、整体性能和节点性能六个方面对双体系的节点刚度与墙体的匹配效果进行评价。结果表明:在半刚性框架内设置钢板墙能较大程度提高结构的极限承载力与侧向刚度;结构具有理想的屈服顺序,内填板在加载初期非常有效。屈服区域延伸至整个墙体时,附加荷载将基本上由边缘构件承担,试件破坏主要由内填板的屈服和框架柱的弯扭失稳控制;节点刚度退化小,且内填板的设置缓解了节点区自身的延性要求,梁柱连接形式对试件的抗侧刚度和整体强度的影响不大,降低连接刚度有利于提高试件延性和耗能能力。

关键词：半刚性连接钢框架剪力墙钢板往复加载试验滞回性能消能机理梁柱连接

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半刚性连接钢框架稳定性的刚重比控制方法

引用

工程力学 2006年第11期23卷 80-84页

作者：沈蒲生胡习兵舒兴平湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

通过对构件转角-位移方程的修正,推导了半刚接梁单元线刚度修正系数。用等效水平力方法,推导了结构临界重力荷载,提出了用对结构刚重比的控制来进行半刚接钢框架考虑重力二阶效应的稳定计算方法。算例结果表明:连接的半刚性对结构稳定... 详细信息

通过对构件转角-位移方程的修正,推导了半刚接梁单元线刚度修正系数。用等效水平力方法,推导了结构临界重力荷载,提出了用对结构刚重比的控制来进行半刚接钢框架考虑重力二阶效应的稳定计算方法。算例结果表明:连接的半刚性对结构稳定的影响非常大,在该类型钢框架计算时,必须考虑连接刚度的影响。该方法使用方便,计算结果精度高,便于工程设计。同时还计算分析了连接的初始刚度对结构位移和刚重比的影响。

关键词：半刚性连接钢框架稳定分析刚重比刚度修正系数二阶效应

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半刚性连接钢框架弹塑性大变形分析与试验研究

半刚性连接钢框架弹塑性大变形分析与试验研究

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作者：徐伟良重庆建筑大学

学位级别：博士

该文在广泛分析研究国内外现行框架结构非线性分析的理论计算方法及其杆件单元模式的基础上,根据框架结构的塑性铰形成机理,提出了一种用于半刚性连接钢框架双重非线性分析的梁柱简化塑性区单元模式和相应的计算方法.

关键词：钢框架弹塑性变形分析框架结构半刚性连接钢框架非线性分析

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半刚性连接钢框架内填高延性混凝土墙结构抗震性能研究

半刚性连接钢框架内填高延性混凝土墙结构抗震性能研究

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作者：孙宏哲西安建筑科技大学

学位级别：博士

高延性混凝土(HDC)具有高延性、高耐损伤性能等优点,能显著改善混凝土的韧性,提高构件的抗剪和抗震能力。本文提出一种半刚性连接钢框架内填HDC墙(简称SHDCW)结构体系。采用HDC作为内填墙体,能显著改善原内填钢筋混凝土(RC)墙的抗剪性能... 详细信息

高延性混凝土(HDC)具有高延性、高耐损伤性能等优点,能显著改善混凝土的韧性,提高构件的抗剪和抗震能力。本文提出一种半刚性连接钢框架内填HDC墙(简称SHDCW)结构体系。采用HDC作为内填墙体,能显著改善原内填钢筋混凝土(RC)墙的抗剪性能,使结构体系具有侧向刚度大、承载能力高、变形能力强和抗震性能好等优势,在工程中具有良好的应用前景。本文针对HDC材料力学性能和SHDCW结构体系的抗震性能,开展了试验研究、数值分析和理论研究工作,主要研究内容和成果如下:(1)HDC抗压与抗弯性能试验研究。通过正交试验和单因素试验,分析水胶比、纤维掺量、砂胶比和粉煤灰掺量对HDC抗压强度和抗弯性能的影响规律,表明纤维掺量和水胶比对HDC韧性和强度的影响比较明显;测定了HDC的泊松比和弹性模量,发现HDC的弹性模量不足RC的一半,泊松比略小于RC;研究了HDC的抗弯性能,对抗弯韧性的评价指标进行了修正,提出了用受弯特征点法、修正的等效弯曲强度和等效弯曲韧性指数3种抗弯性能评价方法,能充分反映HDC优异的抗弯性能。(2)SHDCW结构抗震性能试验研究。设计了2榀1/3缩尺的两层单跨SHDCW结构试件,进行了拟静力试验;研究了SHDCW试件的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力、刚度和强度退化、耗能能力等,并与相同尺寸内填RC墙试件进行对比;分析了钢框架的内力,研究了HDC墙的剪切变形、半刚性节点的变形、框架与墙体界面的分离与滑移以及SHDCW结构的内力分配等。结果表明,HDC具有较高的韧性,能提高墙体的耐损伤能力,减轻震后修复费用;HDC可以有效控制内填墙体斜裂缝的开展,实现延性破坏;SHDCW结构具有良好的耗能能力和层间变形能力,能有效控制结构在小震和中震下的变形,满足大震作用下的变形能力和耗能要求。(3)SHDCW结构的侧向刚度和水平承载力分析。分析了SHDCW结构的侧向变形,提出了SHDCW结构层间位移计算公式,建立了结构弹性层间侧向刚度、弹性整体侧向刚度计算公式;假定SHDCW结构承担的水平荷载等于内填墙体和钢框架各自分担的水平荷载之和,提出了SHDCW结构屈服荷载、峰值荷载的简化计算公式。经验证,本文提出的侧向刚度和水平承载力计算公式的计算值与试验值吻合良好。(4)SHDCW结构有限元分析。基于ABAQUS软件,考虑钢框架与内填墙体的相互作用,建立了实体有限元模型,分析了墙厚、水平分布筋配筋率、钢框架截面(梁和柱)、节点转动能力、内填墙高宽比、栓钉间距等共7个因素对结构承载力、侧向刚度、位移和变形的影响规律。结果表明,内填墙体厚度、水平分布筋配筋率、框架柱截面、栓钉间距和内填墙体高宽比对承载力影响明显;栓钉间距、内填墙厚度、内填墙高宽比、框架柱截面对刚度的影响显著;内填墙高宽比、栓钉间距对结构的位移和延性影响较大。(5)SHDCW结构体系的抗震性能系数研究。考虑层数和跨数的影响,设计了6个SHDCW结构,基于ABAQUS软件建立了6榀SHDCW结构的有限元分析模型;采用Pushover分析及改进的能力谱法,对SHDCW结构进行了静力弹塑性分析;探讨了层数和跨度对结构反应修正系数、超强系数和位移放大系数的影响规律并提出了建议值。

关键词：高延性混凝土力学性能半刚性连接钢框架 HDC内填墙抗震性能侧向刚度水平承载力抗震性能系数

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半刚性连接钢框架的有限元分析及近似计算方法

半刚性连接钢框架的有限元分析及近似计算方法

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作者：程睿重庆大学

学位级别：硕士

在钢框架的传统分析和设计中，是将框架的梁柱连接假定成完全刚接或理想铰接。虽然，上述对连接性能的理想化假设简化了钢框架的分析和设计过程，但采用理想的连接模型在很多情况下是不合理的，有时甚至会得到错误的结果。实验结果已经... 详细信息

在钢框架的传统分析和设计中，是将框架的梁柱连接假定成完全刚接或理想铰接。虽然，上述对连接性能的理想化假设简化了钢框架的分析和设计过程，但采用理想的连接模型在很多情况下是不合理的，有时甚至会得到错误的结果。实验结果已经证明，在荷载作用下，没有一种连接是完全刚接或理想铰接的。因为刚性连接具有一定的柔度，而铰接节点具有一定的刚度。为了合理正确地预测钢框架的实际受力性能，我国新修订的《钢结构设计规范》GB50017，首次在规范条文中提出应在钢框架的分析和设计中考虑真实连接的非线性影响。本文在分析研究国内外现行框架结构非线性分析的理论计算方法及其杆件单元模式的基础上，利用泛函的最小势能原理，通过考虑连接的柔性和杆件的几何非线性影响，推导出用于半刚性连接钢框架二阶弹性分析的单元刚度矩阵。作为应用，本文根据推导出的单元刚度矩阵，用荷载控制法编制了用于半刚接钢框架二阶分析的有限元程序。通过文中算例与有关文献的对比，验证了程序的可靠性。通过对刚接钢框架和半刚性连接钢框架的比较分析，可以看到半刚性连接钢框架的水平位移较刚性框架有所增大，且结点转角增大。对于超静定钢框架，考虑P -Δ效应后，半刚性连接的柔性不仅增大结构的位移，而且还改变结构的弯矩分布。在不同初始转动刚度的条件下，比较半刚接钢框架的结点弯矩以及位移可以看到，初始转动刚度较大的时候，结点的弯矩明显大于初始转动刚度较小的时候。而非支座结点在不同荷载步下的侧向位移则明显小于初始转动刚度较小的时候。这意味着随着连接的转动刚度变小，框架的P -Δ效应将随之增大。这正说明了在分析框架时，计入连接的柔性的必要性。最后，文中给出了半刚性连接钢框架中横梁的弯矩计算公式，并归纳出有侧移和无侧移半刚接钢框架的理论近似计算方法。

关键词：半刚性连接钢框架几何非线性连接的柔性有限元方法

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半刚性连接钢框架静动力分析

半刚性连接钢框架静动力分析

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作者：刘铭轩北京交通大学

学位级别：硕士

对钢框架的分析通常假定梁柱节点连接形式为完全刚接或理想铰接。对连接性能的这种理想化假设简化了钢框架的分析和设计过程,却不能完全真实地反映结构的实际情况,计算结果误差较大,有时甚至会得到错误的结论。在美国北岭地震(1994)和... 详细信息

对钢框架的分析通常假定梁柱节点连接形式为完全刚接或理想铰接。对连接性能的这种理想化假设简化了钢框架的分析和设计过程,却不能完全真实地反映结构的实际情况,计算结果误差较大,有时甚至会得到错误的结论。在美国北岭地震(1994)和日本阪神地震(1995)中,焊接钢框架刚性节点发生了大量的脆性破坏。大量理论与实践证实,梁柱节点的连接具有半刚性特征；另外,由于半刚性连接增大了结构的水平位移,从而考虑结构位移的二阶效应影响也成为势在必然。这促使人们开始将目光投向研究半刚性连接钢框架的抗震性能。本文采用修正后的半刚接梁单元型函数,推导了半刚接钢框架的有限元刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵,并建立半刚接钢框架有限元方程,应用有限元分析软件(SAP2000)对三种不同节点连接刚度的钢框架进行二阶弹性静力分析、弹塑性静力分析、模态分析和动力时程分析。旨在一定程度内阐明半刚性节点的连接刚度对钢框架内力与变形之间的关系,并对今后的研究与计算提供一定的参考。

关键词：半刚性连接钢框架有限元法结构性能分析

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半刚性连接钢框架的弹塑性静力推覆分析

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广西工学院学报 2011年第1期22卷 13-17页

作者：吴文军广西工学院汽车工程系广西柳州545006

基于弹塑性静力推覆分析基本理论,利用FORTRAN高级语言编制出适用于半刚性连接钢框架抗震性能分析的计算程序.以某典型半刚性连接钢框架为例,分别利用所编程序和ANSYS软件,采取不同侧力分布模式对框架进行推覆分析,得到不同抗震设防下... 详细信息

基于弹塑性静力推覆分析基本理论,利用FORTRAN高级语言编制出适用于半刚性连接钢框架抗震性能分析的计算程序.以某典型半刚性连接钢框架为例,分别利用所编程序和ANSYS软件,采取不同侧力分布模式对框架进行推覆分析,得到不同抗震设防下的结构顶点水平位移值最大,并探讨了利用弹塑性静力推覆分析对半刚性连接钢框架进行抗震性能分析的可行性.

关键词：推覆分析半刚性连接钢框架 ANSYS 抗震性能

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半刚性连接钢框架的有限元分析及近似计算

半刚性连接钢框架的有限元分析及近似计算

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中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2002年学术交流会暨钢结构教学研讨会

作者：程睿崔佳龙莉萍重庆大学土木工程学院

本文利用泛函的最小势能原理,考虑连接的柔性和杆件的几何非线性,推导出用于半刚性连接钢框架二阶弹性分析的单元刚度矩阵,并用荷载控制法编制了用于半刚性连接钢框架二阶分析的有限元程序。最后给出半刚性连接钢框架横梁的弯矩计算式,... 详细信息

本文利用泛函的最小势能原理,考虑连接的柔性和杆件的几何非线性,推导出用于半刚性连接钢框架二阶弹性分析的单元刚度矩阵,并用荷载控制法编制了用于半刚性连接钢框架二阶分析的有限元程序。最后给出半刚性连接钢框架横梁的弯矩计算式,归纳出有侧移和无侧移半刚接连接钢框架的近似计算方法。

关键词：半刚性连接钢框架有限元分析近似计算方法

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基于遗传算法的半刚性连接钢框架抗震优化研究

基于遗传算法的半刚性连接钢框架抗震优化研究

引用

作者：周峰华中科技大学

学位级别：硕士

半刚性连接钢框架具有良好的耗能性能和抗震性能。从根本上解决了刚性连接节点延性不易保证的现象,既能体现“强柱弱梁”的抗震思想,又能满足我国目前经济发展水平的需要,具有潜在的巨大经济效益。而优化设计是一门新兴的交叉学科,不仅... 详细信息

半刚性连接钢框架具有良好的耗能性能和抗震性能。从根本上解决了刚性连接节点延性不易保证的现象,既能体现“强柱弱梁”的抗震思想,又能满足我国目前经济发展水平的需要,具有潜在的巨大经济效益。而优化设计是一门新兴的交叉学科,不仅可以降低工程造价,而且还可以改进结构的受力性能,是工程设计领域的重要研究方向。我国是地震多发的国家,如何在动力荷载作用下对半刚接钢框架进行优化设计亦越来越受到重视。本文正是针对这种情况,初步探讨了半刚接钢框架的抗震优化方法。结构分析是结构优化的前提。采用ANSYS对半刚接钢框架进行有限元动力分析,对梁柱连接采用转动弹簧模拟柔性连接的方法,建立了半刚接钢框架的结构模型,在分析过程中,考虑了几何非线性和P-△效应的影响,对结构进行模态分析和时程分析。研究了节点初始刚度变化对结构自振周期,框架顶点位移及柱底剪力的影响。为进一步对其进行优化设计打下了基础。介绍了遗传算法的基本理论和改进方法。采用实数编码,设计了遗传算法的选择、交叉和变异算子以及其它执行参数,用竞争最优保留方法处理有约束的最优化问题。在此基础上,借助于ANSYS参数化设计语言APDL,实现了智能优化算法与有限元结构分析的结合。建立了半刚接钢框架结构抗震优化设计的数学模型,用MATLAB编制了相应的优化程序,并结合具体的实例进行了计算。优化结果表明,改进后的遗传算法对于抗震结构优化问题是有效的、可行的。

关键词：半刚性连接钢框架时程分析 APDL 遗传算法 MATLAB 结构优化设计

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基于参变量分原理的半刚性连接钢框架随机分析

基于参变量分原理的半刚性连接钢框架随机分析

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作者：江闪闪广西大学

学位级别：硕士

考虑梁柱半刚性连接的非线性，基于参变量变分原理建立了钢框架静力确定性分析的新方法，并采用改进随机摄动法对框架体系的不确定性问题进行统计分析。本文的主要研究内容为:　　(1)为精确分析梁柱节点半刚性连接的非线性对钢框架力学... 详细信息

考虑梁柱半刚性连接的非线性，基于参变量变分原理建立了钢框架静力确定性分析的新方法，并采用改进随机摄动法对框架体系的不确定性问题进行统计分析。本文的主要研究内容为:　　(1)为精确分析梁柱节点半刚性连接的非线性对钢框架力学性能的影响，在每个半刚性节点连接处引入一个不参与变分且能描述连接弹塑性状态的参变量;构建半刚性连接参变量形式的双折线强化本构模型;结合有限元离散和最小势能原理，利用控制理论中的最优化思想，将非线性方程组转化为标准二次规划形式，利用Lemke算法求解;建立了平面半刚性连接钢框架确定性分析的一种新方法。　　(2)考虑半刚性连接初始刚度、荷载、材料、几何等参数的随机性，采用改进随机摄动法的抽样和结果统计方法，结合基于参变量变分原理的确定性问题的计算方法，建立了平面半刚性连接钢框架基于改进随机摄动法的随机统计算法。　　(3)编写了本文算法的MATLAB程序，算例分析结果表明:　　(a)本文确定性算法避免了传统增量法求解非线性问题时的分级加载、迭代误差和更新结构总刚矩阵的过程，为折线型本构问题提供精确解，大大提高了计算精度和效率。　　(b)本文不确定性问题的改进随机摄动法避免了传统随机摄动法刚度矩阵对随机变量的求导运算，少量样本就能保证其计算精度，适用于变异系数较小的情况，比传统随机摄动法、蒙特卡罗法的精度更高，计算效率是传统蒙特卡罗法的几百倍。

关键词：半刚性连接钢框架参变量变分原理参变量本构模型二次规划算法改进随机摄动法

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