检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：吴如强华中科技大学

学位级别：硕士

结构连续倒塌是指结构在正常使用情况下，意外事件造成结构局部发生初始破坏，继而引起周围杆件的连锁破坏，最终形成与初始局部破坏不成比例的结构大范围倒塌或是整体倒塌。连续倒塌会造成严重的后果，如何在结构设计时进行抗连续倒塌... 详细信息

结构连续倒塌是指结构在正常使用情况下，意外事件造成结构局部发生初始破坏，继而引起周围杆件的连锁破坏，最终形成与初始局部破坏不成比例的结构大范围倒塌或是整体倒塌。连续倒塌会造成严重的后果，如何在结构设计时进行抗连续倒塌设计成为结构工程师面临的重要课题。我国对这一领域的研究还不够，我国建筑规范中尚没有具体的抗连续倒塌设计措施，为了弥补这一不足，本文研究了钢框架结构的抗连续倒塌设计，采用的方法是拉结强度法。本文首先采用显示动力分析有限元软件ANSYS/LS-DYNA对一榀六层三跨钢框架结构按照美国GSA2003规范进行了连续倒塌仿真，验证了仿真手段的可行性，而后对结构使用拉结强度法进行拉结设计，仿真结果显示该方法是有效的。本文对一栋六层六跨钢框架结构进行连续倒塌仿真，发现它不能满足抗连续倒塌要求，其中内柱的失效带来的后果最为严重。本文采用中心支撑拉结法分别针对内柱、边柱、角柱失效工况，按照隔跨交错布置和满跨布置对结构进行拉结强度设计，仿真结果显示中心支撑拉结法对所有失效工况有效。考虑到拉结设计的安全性、节约性和尽量增大结构有效使用空间要求，本文建议优先采用人字或者V字支撑拉结强度法抵御连续倒塌。本文最后提出了抗连续倒塌的设计步骤。

关键词：钢框架结构连续倒塌拉结强度设计 LS-DYNA

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新型偏心支撑钢框架结构抗震性能研究

新型偏心支撑钢框架结构抗震性能研究

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作者：段文超西安理工大学

学位级别：硕士

偏心支撑钢框架结构由于其优越的抗震性能，越来越多的被实际工程所采用，其中耗能梁段的剪切破坏对于耗散地震能量起到很重要的作用。使用通用的大型有限元分析软件对结构进行抗震性能评估的时候，能否正确建立与实际工程相符合的模型... 详细信息

偏心支撑钢框架结构由于其优越的抗震性能，越来越多的被实际工程所采用，其中耗能梁段的剪切破坏对于耗散地震能量起到很重要的作用。使用通用的大型有限元分析软件对结构进行抗震性能评估的时候，能否正确建立与实际工程相符合的模型往往对分析结果影响很大。\n 采用基于杆系单元的宏观模型来替代基于实体单元的微观模型进行结构整体非线性分析具有显著的局限性；对于宏观模型，虽然可以大大减小计算成本，但对于结构破坏的微观机理，如构件的节点破坏、局部失稳破坏等很难反映出来；对于微观模型，虽然可以很好的观察结构的局部破坏过程，但需要巨大的建模工作量和对计算机硬件较高的要求，完全依赖微观实体模型对于实际复杂工程的分析是不现实的。\n 结构构件采用杆系单元，如梁单元，需要满足一定的使用条件：当构件一个方向的长度明显大于其它两个方向的尺度，即几何形状上存在优势轴线，可视为细长杆时，可以采用梁单元模拟。偏心支撑耗能梁段主要受剪切作用，由于其长度较短与梁高相差不大，当采用梁单元模拟时，某些情况下往往会造成这部分结构的受力特性和实际情况差异很大或者很难反映结构破坏的真实情况。在这种情况下采用实体单元模拟可能更适合。一维梁单元节点有三个平动自由度和三个转动自由度，而三维实体单元只有三个平动自由度，因此，应用两种不同单元类型时，需要进行节点耦合。\n 基于以上考虑，本文对一栋8层的偏心支撑钢框架结构，采用多尺度建模的方法，建立一个可以同时模拟结构宏观整体行为和局部微观破坏的计算模型，运用ABAQIJS有限元程序对其进行了8度罕遇地震下的动力弹塑性分析，通过对结果分析发现，钢框架偏心支撑结构采用多尺度建模方法以后，耗能梁段处受剪切作用，局部进入塑性耗散地震能量的作用可以充分的表现出来，这些都与理论分析和结构震后实际破坏情况相符合，从而说明多尺度建模的合理性和必要性。\n 在此基础上，对一种新型的偏心支撑结构进行动力时程分析，对比分析发现，这种新型偏心支撑结构与抗震规范上建议采用的D型偏心支撑性能接近，相比常规钢框架结构，结构自振周期减小、结构刚度、承载能力和耗能能力增强，抗震性能更为优越，从而验证新型结构的可行性。

关键词：多尺度建模钢框架结构偏心支撑耗能梁段动力弹塑性抗震性能

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新型形状记忆合金耗能支撑在钢框架结构中的应用研究

新型形状记忆合金耗能支撑在钢框架结构中的应用研究

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作者：牛坤北京工业大学

学位级别：硕士

结构的动力响应一直是土木工程设计中一个非常重要的问题，特别是对于高层建筑和桥梁等大型土木工程结构的抗震、抗风问题更是如此。而智能材料的开发与应用就为之提供一个有效的新途径，使结构的自适应控制成为可能。尤其是形状记忆合... 详细信息

结构的动力响应一直是土木工程设计中一个非常重要的问题，特别是对于高层建筑和桥梁等大型土木工程结构的抗震、抗风问题更是如此。而智能材料的开发与应用就为之提供一个有效的新途径，使结构的自适应控制成为可能。尤其是形状记忆合金(SMA)这种新型智能材料，其独特的耗能特性、形状记忆效应、超弹性效应以及高阻尼特性，使得它在抗震设计中有很大的潜力。\n 本文首先介绍了形状记忆合金性能特点及其在土木工程中的应用情况，阐述了目前形状记忆合金本构关系的研究现状，重点介绍了SMA在有限元程序ANSYS中的超弹性本构关系，并且利用ANSYS程序对SMA棒材进行了拉伸试验，分析了材料自身参数对其超弹性性能的影响；接着，归类总结了基于SMA超弹性的各种阻尼器的形式、作用机制、特点及其在结构被动控制中的应用情况；然后，对装有SMA棒材的两层钢结构框架进行了数值模拟，考虑了合金相变参数值、合金的尺寸、预应变、合金在结构中放置方式及位置等变化对结构减震效果的影响。研究结果表明，装有SMA的框架结构顶层位移明显减小，SMA的相变参数值越大，长度越长，减震效果越理想，有预应变的减震器效果更好；最后，基于各种耗能支撑形式的基础上提出了装有SMA棒材作为耗能器的新型耗能支撑体系：SMA剪刀型耗能支撑体系和SMA肘节式耗能支撑体系，并应用ANSYS对装有新型SMA耗能支撑体系的结构进行了瞬态分析。研究结果表明，新型耗能支撑体系可以有效地减小结构在地震作用下的反应。

关键词：形状记忆合金减震性能数值模拟钢框架结构耗能支撑抗震设计

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钢框架结构节点域分析简化模型

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哈尔滨商业大学学报（自然科学版） 2005年第5期21卷 629-631,636页

作者：刘洪波谢礼立邵永松哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

节点域起着传递梁柱之间力和弯矩的作用,这样就使得节点域的应力状态非常复杂．节点域的剪切变形对整个钢框架的性能有着重要的影响,基于1978年Krawinkler提出的模型和一维边界面理论,建立节点域的力与变形的非线性关系模型．通过与... 详细信息

节点域起着传递梁柱之间力和弯矩的作用,这样就使得节点域的应力状态非常复杂．节点域的剪切变形对整个钢框架的性能有着重要的影响,基于1978年Krawinkler提出的模型和一维边界面理论,建立节点域的力与变形的非线性关系模型．通过与试验比较证明所建模型可以很好地模拟节点域力与变形的关系．

关键词：节点域钢框架结构一维边界理论简化模型

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爆炸荷载作用下钢框架结构抗连续倒塌性能快速评估方法

爆炸荷载作用下钢框架结构抗连续倒塌性能快速评估方法

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作者：李浩天津大学

学位级别：硕士

近年来，爆炸事件在世界各国时有发生，在爆炸荷载作用下，建筑结构某些重要构件会发生损伤破坏，甚至引起结构发生连续倒塌，造成大量的人员伤亡与巨额经济损失。目前为止，世界多国学者主要采用替代传力路径法和直接模拟法对钢框架结... 详细信息

近年来，爆炸事件在世界各国时有发生，在爆炸荷载作用下，建筑结构某些重要构件会发生损伤破坏，甚至引起结构发生连续倒塌，造成大量的人员伤亡与巨额经济损失。目前为止，世界多国学者主要采用替代传力路径法和直接模拟法对钢框架结构进行抗连续倒塌的设计和性能分析。但是，采用这两种方法进行分析的前提是建立建筑结构精细化的整体模型，计算分析对计算机硬件水平要求很高，计算时间长。本文将子结构法分别与两种传统分析方法结合，建立了一种快速评估方法，在钢框架结构遭受爆炸荷载作用后，可对其抗连续倒塌性能进行评估。本文主要进行的科研工作以及获得的科研成果主要包括以下4项：（1）假设钢框架结构的某一构件在爆炸荷载作用下发生失效，给出了该构件失效导致的钢框架结构的容许倒塌范围。并依据容许倒塌范围提出了适用于替代传力路径法的子结构选取原则和方法；同时考虑爆炸能量和构件损伤，提出了适用于直接模拟法的子结构选取原则和方法。（2）子结构与剩余结构之间存在复杂的相互作用，本文利用弹簧模拟剩余结构对子结构约束作用，并将计算得到的荷载值作用在子结构边界处的节点上，以此模拟剩余结构对子结构的力的作用。综合考虑替代传力路径法和直接模拟法的特点，分别提出了适用于替代传力路径法和直接模拟法的弹簧刚度及边界处荷载的确定方法。（3）建立了2个5层的钢框架结构，采用本文提出的方法及替代传力路径法对其进行连续倒塌数值模拟，并根据本文给出的整体结构倒塌准则和抗连续倒塌性能评估方法对分析结果进行评判。结果表明，本文提出的方法计算结果与替代传力路径法吻合较好，且能显著提高计算效率，通过该方法可实现对整体结构抗连续倒塌性能的快速评估。（4）建立了1个5层钢框架结构，采用本文提出的方法及直接模拟法对其进行连续倒塌数值模拟，并根据本文给出的整体结构倒塌准则和抗连续倒塌性能评估方法对分析结果进行评判。结果表明，本文提出的方法与直接模拟法得到的结构的非线性动力响应情况、极限TNT当量及倒塌破坏形式基本相同，本文提出的方法在保证计算结果准确的同时，也能够实现对整体建筑结构抗连续倒塌性能的快速评估。

关键词：钢框架结构连续倒塌快速评估子结构边界条件

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近场地震动的竖向地震效应对多层钢框架结构抗震性能影响分析

近场地震动的竖向地震效应对多层钢框架结构抗震性能影响分析

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作者：姚伟华中科技大学

学位级别：硕士

我国现行建筑抗震设计规范主要是基于一般远场地震效应而编制的,结构设计一般只考虑水平地震动的影响,只有在大跨度结构或9度时的高层建筑才考虑竖向地震作用,并取水平地震影响系数最大值的65%。然而,近场地震往往伴随着很强的竖向地面... 详细信息

我国现行建筑抗震设计规范主要是基于一般远场地震效应而编制的,结构设计一般只考虑水平地震动的影响,只有在大跨度结构或9度时的高层建筑才考虑竖向地震作用,并取水平地震影响系数最大值的65%。然而,近场地震往往伴随着很强的竖向地面运动,对结构的抗震性能影响不可忽视,有必要探讨一下近场地震的竖向地震动对结构抗震性能的影响。由于钢结构的抗震性能好,在地震设防区广泛应用,因此,本文选取钢框架结构作为研究对象,对其在近场地震中的抗震性能进行研究。首先,使用MATLAB和Excel数据分析软件分别从地震的震级、断层距、场地条件和震源机制这四个方面讨论地震竖向效应影响因素。然后根据我国现行规范设计一个多层钢框架结构,使用SAP2000软件对其中一榀框架结构进行动力弹塑性时程分析,用SeismoMatch软件选取八组竖向效应显著的地震波,分别按只考虑水平地震动和同时考虑水平地震动和竖向地震动两种情况进行地震波输入。分析讨论,竖向地震动对结构顶点水平位移和竖向位移、梁柱内力的影响。通过分析研究,我们发现近场区域的竖向地震动普遍表现非常显著,加速度峰值比远远大于规范中推荐的取值2/3;而且在近场区域,软土地基场地的地震竖向效应明显高于硬土和基岩地基场地;竖向地震动对结构的水平位移几乎没有影响,但是会影响结构的竖向位移;加速度峰值比V/H越大,并且竖向地震动的大脉冲与水平地震动的大脉冲出现的时间差越小,对结构竖向位移影响越大,即地震的竖向效应越显著;竖向地震动对钢框架梁的内力影响不大,但是对钢框架柱的轴力影响很大,并且对中柱的放大效应远大于边柱,而且有可能使柱子产生拉力,所以近场区的钢框架结构比普通钢筋混凝土结构抗震性能更好。

关键词：近场地震竖向效应钢框架结构弹塑性时程分析抗震性能

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基于不同类型支撑的钢框架结构抗震性能分析

基于不同类型支撑的钢框架结构抗震性能分析

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作者：孙庆青岛理工大学

学位级别：硕士

近年来,钢结构因其轻质高强、抗震性能优秀等多方面优点,被广泛应用于各类建筑结构中。其中,钢框架结构构造简单、受力明确,是最为常见的钢结构形式之一,通过在框架中增设支撑的方式,可显著提高钢框架结构的抗侧刚度和抗震性能。支撑的... 详细信息

近年来,钢结构因其轻质高强、抗震性能优秀等多方面优点,被广泛应用于各类建筑结构中。其中,钢框架结构构造简单、受力明确,是最为常见的钢结构形式之一,通过在框架中增设支撑的方式,可显著提高钢框架结构的抗侧刚度和抗震性能。支撑的类型形式繁多,主要包括人字形支撑、交叉支撑、偏心支撑、腋撑等。为研究不同支撑形式、布置方式等对钢框架结构抗震性能的影响,本文对1个8层钢框架结构和2个钢结构工程实例建立有限元模型,进行了模态分析和地震非线性时程分析,通过结构最大层间位移角和最大加速度研究支撑形式对其抗震性能的影响。本文研究的主要工作包括以下:首先,采用ANSYS有限元软件建立了8个8层钢框架结构模型,并分别布置人字形支撑、交叉支撑、偏心支撑、腋撑四种支撑,支撑布置方式分别为一层布置和隔层布置两种。对8个钢支撑框架模型进行了模态分析,并分别采用墨西哥波、El-centro波、天津波和Taft波进行了非线性地震时程分析,通过模型的最大层间位移角和最大加速度研究各支撑类型及布置方式对结构抗震性能的影响。结果表明,采用偏心支撑形式的钢框架结构抗震性能最好,且造价相对较低。其次,以一个青岛市某实验幼儿园实际工程为例进行ANSYS建模分析,加设偏心支撑和腋撑支撑两种支撑形式以期提高该结构的抗震性能,对两组模型进行了地震时程分析。结果表明,采用偏心支撑可显著提高结构整体性,提高抗震性能,使其可以达到8级设防烈度下要求。最后,以一个青岛某社区服务中心六层钢框架结构为例进行ANSYS建模分析,进行了模态分析以及非线性时程分析,通过对比纯框架结构和附加不同支撑后的结构,研究其抗震性能,结果表明,采用偏心支撑可显著提高钢框架的抗震性能,在造价合理的情况下可使结构抗震能力提高一度。

关键词：支撑类型钢框架结构 ANSYS 抗震性能

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新型单斜杆偏心支撑钢框架结构的抗震性能研究

新型单斜杆偏心支撑钢框架结构的抗震性能研究

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作者：张鹏西安理工大学

学位级别：硕士

偏心支撑框架结构是指支撑斜杆至少有一端与梁连接且支撑轴线偏离梁柱的交点，在梁端或跨中形成耗能梁段的结构体系。偏心支撑框架结构吸取了抗弯框架和中心支撑框架的长处，它既像中心支撑框架一样满足结构的强度和刚度要求，又像抗弯... 详细信息

偏心支撑框架结构是指支撑斜杆至少有一端与梁连接且支撑轴线偏离梁柱的交点，在梁端或跨中形成耗能梁段的结构体系。偏心支撑框架结构吸取了抗弯框架和中心支撑框架的长处，它既像中心支撑框架一样满足结构的强度和刚度要求，又像抗弯钢框架一样能够满足结构的延性和能量耗散的要求。本文主要进行了新型偏心支撑结构——耗能器偏心支撑结构的抗震性能影响参数研究。在前人研究的基础上，主要研究了耗能梁段长度、支撑截面大小、加劲肋间距等参数对这种新型结构形式的承载能力和耗能能力的影响。\n 本文的主要研究方法和内容如下：\n 首先根据某一榀单跨两层单斜杆耗能器偏心支撑结构在单向荷载和循环荷载两种加载方式作用下的试验研究，运用AYSYS有限元分析软件建立该试验试件的有限元模型，验证有限元软件模拟的准确性。\n 其次研究了不同参数对单斜杆耗能器偏心支撑结构耗能能力的影响。\n 具体研究内容包括：\n (1)研究了改变耗能梁段长度对结构耗能能力的影响；\n (2)研究了改变偏心支撑斜杆截面尺寸对耗能梁段及结构的影响；\n (3)研究了改变耗能梁段加劲肋间距对结构的影响；\n 最后利用有限元分析结果对单斜杆耗能器偏心支撑框架的P-△曲线、P-θ曲线、滞回曲线进行分析，得出单斜杆耗能器偏心支撑钢框架结构在单向荷载和循环荷载作用下，其耗能能力的变化情况以及结构构件的破坏损伤机理，分析影响其抗震性能的主要因素，提出设计建议和构造措施。\n 通过本文的研究结果进一步证实了该新型偏心支撑钢框架结构体系较好的抗震性能，对其以后进行理论分析以及工程应用提供了借鉴依据和理论基础。

关键词：钢框架结构单斜杆偏心支撑摩擦型耗能器抗震性能

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考虑柱局部屈曲的钢框架结构抗倒塌能力研究

考虑柱局部屈曲的钢框架结构抗倒塌能力研究

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作者：朱磊苏州科技大学

学位级别：硕士

柱是钢框架结构中重要的抗侧力构件，承受剪力的同时还兼承轴力和弯矩作用。钢结构的延性性能主要通过限制抗侧力构件的板件宽厚比、长细比等予以保证。\n 为研究钢框架结构在柱发生局部屈曲后抗倒塌能力的变化，本文按照我国现行规... 详细信息

柱是钢框架结构中重要的抗侧力构件，承受剪力的同时还兼承轴力和弯矩作用。钢结构的延性性能主要通过限制抗侧力构件的板件宽厚比、长细比等予以保证。\n 为研究钢框架结构在柱发生局部屈曲后抗倒塌能力的变化，本文按照我国现行规范设计了两组共八个单层钢框架结构，通过单独变化柱翼缘宽厚比和腹板高厚比两个重要参数来考虑柱的局部屈曲，利用ABAQUS四节点壳单元模拟构件局部屈曲形态，并运用基于增量动力分析（IDA）的倒塌储备系数（CMR）方法和倒塌易损性曲线对两组算例的抗倒塌储备性能进行分析评价。分析结果表明柱翼缘宽厚比和腹板高厚比都与结构的倒塌储备系数成负相关关系，即柱翼缘宽厚比和腹板高厚比越大，结构的倒塌储备系数越小，抗倒塌储备能力越差；柱翼缘宽厚比和腹板高厚比愈大，结构发生倒塌的概率愈大；得到了基于倒塌分析的柱翼缘宽厚比限值和腹板高厚比限值；并利用ABAQUS软件模拟出了柱的局部屈曲形态。

关键词：柱局部屈曲钢框架结构抗倒塌能力延性性能

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钢框架结构的爆炸响应研究

钢框架结构的爆炸响应研究

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中国土木工程学会工程质量分会、中国老教授协会土木建筑专业委员会第十届建筑物改造与病害处理学术研讨会暨第五届工程质量学术会议

作者：石磊沈凤斌中国建筑科学研究院北京 100013

钢框架结构一直是工程建设中的一种重要结构形式,但其抵抗爆炸及倒塌的能力仍然不被人们所熟悉.采用显式有限元软件LS-DYNA,对爆炸荷载的数值计算精度进行了研究,计算结果表明按照本文建议的方法进行有限元网格划分可以得到理想的爆炸... 详细信息

钢框架结构一直是工程建设中的一种重要结构形式,但其抵抗爆炸及倒塌的能力仍然不被人们所熟悉.采用显式有限元软件LS-DYNA,对爆炸荷载的数值计算精度进行了研究,计算结果表明按照本文建议的方法进行有限元网格划分可以得到理想的爆炸冲击波计算结果.依据这一方法,对一栋2层钢框架结构的爆炸响应进行了仿真分析,研究了钢框架结构的连续倒塌机制、结构构件的破坏形式和受力状态.进一步研究发现:当由部分结构构件被炸坏而导致的结构倒塌过程中,附加悬链线拉力直接或间接导致了结构构件的压弯失稳,在结构倒塌的前期,悬链线机制起到重要作用;当部分构件失稳后,整体附加倾覆力矩对结构后期的倒塌起到决定作用.

关键词：建筑工程钢框架结构爆炸响应受力分析数值模拟

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