检索结果-内蒙古大学图书馆

工业建筑 2005年第z1期35卷 306-309页

作者：罗加智郑卫国吴乃森广东省建筑设计研究院广州510010 西北工业大学西安710072

在国内外对钢结构围护结构蒙皮效应研究的基础上,对起蒙皮作用的抗剪单元建立了力学计算模型,并将抗剪单元融入到整体平面单榀框架中进行受力性能分析。通过对各结构最大侧移、内力及耗钢量的比较,可以看到将抗剪单元用于多层钢框架结... 详细信息

在国内外对钢结构围护结构蒙皮效应研究的基础上,对起蒙皮作用的抗剪单元建立了力学计算模型,并将抗剪单元融入到整体平面单榀框架中进行受力性能分析。通过对各结构最大侧移、内力及耗钢量的比较,可以看到将抗剪单元用于多层钢框架结构之后,框架的抗侧移性能满足我们对多层钢结构的要求,同时框架的内力得到了大大的改善,在耗钢量方面也有很大的优势。

关键词：抗剪单元钢框架结构蒙皮效应侧移

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钢框架结构的地震损伤研究

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地震工程学报 2015年第2期37卷 290-297页

作者：郑山锁代旷宇孙龙飞杨威李文勇田微西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学建筑设计研究院陕西西安710055

基于预定损伤法对钢框架构件主要设计参数进行损伤敏感度分析,研究主要设计参数与钢框架结构梁、柱损伤的关系;揭示钢框架结构梁、柱的损伤及梁、柱线刚度比、结构高宽比、柱轴压比、锈蚀率对楼层损伤的影响规律;获得楼层的损伤与整体... 详细信息

基于预定损伤法对钢框架构件主要设计参数进行损伤敏感度分析,研究主要设计参数与钢框架结构梁、柱损伤的关系;揭示钢框架结构梁、柱的损伤及梁、柱线刚度比、结构高宽比、柱轴压比、锈蚀率对楼层损伤的影响规律;获得楼层的损伤与整体结构损伤的关系,最终建立钢框架结构的损伤演化模型。研究成果可为建立地震激励下钢框架结构的损伤模型提供理论基础和数据支持。

关键词：钢框架结构设计参数损伤敏感度损伤模型损伤表征

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钢框架结构连续倒塌计算分析与评估方法及试验研究

钢框架结构连续倒塌计算分析与评估方法及试验研究

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作者：谢甫哲东南大学

学位级别：博士

建筑物的连续倒塌可以概括为在正常使用条件下由于偶然事件导致结构发生局部破坏，这种破坏从结构初始破坏位置沿构件进行传递，最终导致大面积坍塌或整个结构的倒塌，它的主要特点是初始破坏程度与最终的破坏结果不成比例以及倒塌过程... 详细信息

建筑物的连续倒塌可以概括为在正常使用条件下由于偶然事件导致结构发生局部破坏，这种破坏从结构初始破坏位置沿构件进行传递，最终导致大面积坍塌或整个结构的倒塌，它的主要特点是初始破坏程度与最终的破坏结果不成比例以及倒塌过程具有连续性。\n 随着经济的发展，钢结构在土木工程中的应用越来越普遍，其中很多为钢框架结构。虽然目前钢框架结构在正常使用荷载作用下的设计已经比较成熟，但对在偶然荷载作用下的抗连续倒塌设计还不完善，而结构的连续倒塌往往导致严重的人员伤亡和巨大的经济损失，一些安全等级要求较高或容易遭受偶然荷载作用的钢框架结构的抗连续倒塌能力显得尤为重要。本文即在这种背景下展开对钢框架结构的连续倒塌课题的研究。\n 本文对2个2层空间钢框架模型进行了拟静力试验研究，通过观测试验模型在倒塌破坏过程中的受力和变形情况，揭示了钢框架结构的倒塌破坏过程和受力特点。钢框架结构在倒塌过程中主要经历了弹性阶段、塑性阶段、悬链线阶段和倒塌破坏阶段;在受力方面，主要经历了以受弯为主的受力方式到以受拉为主的受力方式的转变。\n 采用气缸作为失效激发装置模拟框架柱瞬间失效，对3个平面钢框架模型进行了模拟“抽柱法”的动力试验研究。通过高速摄像机观测整个试验过程，揭示钢框架结构在瞬时动力作用下的破坏过程和受力特点。钢框架结构在瞬时动力作用下的破坏过程和受力方式的转变与拟静力试验中结构破坏过程和受力方式的转变基本相同。有限元分析对试验过程的模拟结果显示，在对钢框架结构进行连续倒塌分析时，应考虑材料的应变率效应。\n 基于动力试验模型，对结构连续倒塌分析时的动力效应系数进行研究。研究结果表明，结构的动力效应系数随荷载布置位置、结构形式等因素变化。基于能量守恒原理，提出结构连续倒塌分析中的动力效应系数取值方法。通过考察材料应变率效应、动力效应影响区域、失效位置和空间效应等因素的影响，对本文提出的动力效应系数取值方法的准确性进行验证。\n 节点的受力对结构连续倒塌分析结果影响很大，采用梁柱理想刚接的杆系模型进行结构连续倒塌分析会产生较大的误差，本文采用节点机械模型模拟节点的受力。依据已有的节点试验模型，对H型梁柱全焊接刚性连接节点的机械模型进行了研究。通过对已有节点机械模型进行修正以考虑框架梁轴拉力对节点受力的影响，并对将节点机械模型用于结构连续倒塌分析中的可行性和准确性进行了验证，提出了H型钢梁和H型钢柱弱轴方向连接节点的机械模型和计算方法。\n 针对抽柱法进行结构连续倒塌分析时，需要确定抽柱位置和失效时间，本文提出了钢框架结构的关键杆件判别指标和分析方法，并对其正确性进行了验证;通过对平面钢框架结构在不同失效时间下的动力效应比较，提出钢框架结构连续倒塌分析时的失效时间取值方法。\n 基于理论和试验方面的研究成果，参照GSA规范中的评估方法，提出了钢框架连续倒塌设计评估的流程。采用三种分析方法对一个5跨6层平面钢框架模型进行连续倒塌分析，结果表明结构的动力和静力非线性分析结果基本一致，而GSA规范中的静力线弹性分析法偏保守。

关键词：钢框架结构连续倒塌机制评估方法荷载作用 GSA规范空间效应

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摩擦消能支撑钢框架结构的弹塑性地震反应时程分析

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地震工程与工程振动 2002年第3期22卷 154-159页

作者：李向真欧海龙程国亮广州大学广东广州510405 湖南大学湖南长沙410082

本文分析了摩擦消能支撑及框架主体结构弹塑性本构关系 ,并给出了动力时程分析的计算方法。同时 ,对六层钢框架模型做了各种工况下的地震反应时程分析。结果表明 ,摩擦消能支撑钢框架(FEDBF)比抗弯钢框架 (MRF)的地震作用明显降低。

关键词：摩擦消能支撑钢框架结构弹塑性地震反应时程分析抗弯钢框架

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钢框架结构的生命周期抗震费用分析与优化设计

钢框架结构的生命周期抗震费用分析与优化设计

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作者：李刚哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文将全生命周期费用分析方法与优化设计相结合,提出了基于可靠度的全生命周期费用抗震优化设计方法,并将其运用于钢框架的抗震优化设计.本文研究的主要内容包括:1)以结构的全生命周期费用最小为优化目标,以抗震规范的要求为约束条件,... 详细信息

本文将全生命周期费用分析方法与优化设计相结合,提出了基于可靠度的全生命周期费用抗震优化设计方法,并将其运用于钢框架的抗震优化设计.本文研究的主要内容包括:1)以结构的全生命周期费用最小为优化目标,以抗震规范的要求为约束条件,提出了6类基于可靠度的全生命周期费用优化模型,并给出了统一的二阶段求解策略.2)提出了均匀设计响应面和一次可靠度方法相结合的可靠度半解析法,进行了结构的抗震可靠度分析,并结合地震危险性分析成果,进行了钢框架结构的生命周期地震易损性分析.3)详细研究了钢框架结构的生命周期抗震费用模型,提出了基于可靠度的钢框架结构生命周期抗震费用分析方法.4)以现行的抗震设计规范为基础,建立了钢框架结构初始造价最小抗震设计的优化模型,针对优化模型的特点,分别提出了整体优化策略和分级优化策略,应用零阶优化算法和一阶优化算法,实现了钢框架结构的初始造价最小抗震设计.5)对钢框架结构进行了全生命周期抗震费用分析与优化设计,通过优化决策得到了钢框架结构的最优设防烈度及其相应的最优设计方案.

关键词：钢框架结构全生命周期费用抗震设计结构可靠度抗震费用模型优化设计

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钢框架结构连续倒塌概率分析方法研究

钢框架结构连续倒塌概率分析方法研究

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作者：宋骁然天津大学

学位级别：博士

钢框架结构具有强度高、延性好、施工速度快的优势,是一种常见的结构体系。结构倒塌是小概率事件,但其造成的损失和不良影响巨大,因此需要系统开展钢结构连续倒塌可靠度分析与风险评估的研究。本文以钢框架结构为研究对象,首先建立了考... 详细信息

钢框架结构具有强度高、延性好、施工速度快的优势,是一种常见的结构体系。结构倒塌是小概率事件,但其造成的损失和不良影响巨大,因此需要系统开展钢结构连续倒塌可靠度分析与风险评估的研究。本文以钢框架结构为研究对象,首先建立了考虑节点悬链线效应和楼板薄膜效应的钢框架连续倒塌分析有限元简化模型;在有限元简化模型基础上,提出了钢结构节点统计模型,并对钢框架结构倒塌概率进行了分析;针对结构倒塌分析过于依赖数值模拟、计算量大的问题,提出一种解析形式的钢框架结构抗倒塌能力模型;针对直接Monte Carlo模拟计算结构倒塌概率效率低的问题,引入子集模拟法的思想,建立了结构倒塌概率快速评估方法。本文研究目的是从可靠度角度对结构抗倒塌性能进行快速评估,主要内容包括以下四个方面:(1)建立了考虑节点悬链线效应和楼板薄膜效应的钢框架结构倒塌有限元简化模型。对已有试验进行数值模拟,验证了所提出简化模型的精度;分析了节点悬链线效应和楼板薄膜效应对钢框架结构抗倒塌能力的影响。结果表明:1)所提出节点有限元简化模型能较为准确地模拟结构倒塌过程中由于悬链线效应引起的节点轴力-弯矩耦合效应、节点转动中心的改变以及节点在悬链线效应下的失效破坏等复杂受力;所建立楼板有限元简化模型能较好地模拟楼板大变形的薄膜效应。2)不考虑节点悬链线效应将高估结构抗倒塌能力,不考虑楼板薄膜效应将低估结构抗倒塌能力。3)移除刚性框架柱后结构竖向变形和损伤较小;移除仅承受重力的钢柱后,钢框架结构发生连续倒塌风险较大,梁-柱铰接仅承受重力荷载的框架是整体结构的薄弱部位。(2)提出了一种考虑节点随机性的钢框架结构倒塌概率分析方法。考虑材料和几何不确定性,基于节点有限元简化模型,建立了节点统计模型;将该节点统计模型引入钢框架结构倒塌概率分析,建立了结构倒塌易损性曲线。将所提出方法应用于梁-柱铰接仅承受重力荷载的钢框架结构倒塌概率分析,从易损性角度分析了节点及楼板对钢框架结构倒塌概率的影响,并与基于不同设计规范的确定性分析结果进行了对比。结果表明:1)所提出的方法能够有效地考虑随机性因素对节点模型的影响,从可靠度角度评估结构的抗倒塌能力。2)对于本文分析的鳍板螺栓连接节点、腹板螺栓连接节点和端板连接节点,节点极限变形能力和极限抗拉承载力的变异系数分别在0.08.37和0.08.16之间。3)钢框架结构抗倒塌能力对楼板混凝土强度、节点极限变形能力和极限抗拉承载力以及压型钢板屈服强度的不确定性较为敏感。4)针对本文分析算例,按照UFC规范对结构进行倒塌评估偏于保守,采用非超越概率表示的可靠度水平在0.91.98之间;按照GSA规范对结构倒塌进行倒塌评估偏于不安全,其可靠度水平在0.25.38之间。(3)提出了一种解析形式的梁柱铰接钢框架结构抗倒塌能力模型。该模型在已有解析模型基础上,通过增加模型修正项的方式减小模型误差。根据相关结构设计规范确定结构参数的范围,采用D-optimal试验设计方法建立样本结构,建立了基于有限元模拟的结构抗倒塌能力数据库;基于贝叶斯理论回归模型参数,采用逐步回归方法进行模型简化;基于提出的结构抗倒塌能力模型,对梁-柱铰接仅承受重力荷载的钢框架结构进行倒塌概率分析,并与有限元模拟结果进行对比,验证了模型的精度。结果表明:1)所提出的解析形式抗倒塌能力模型能够较为准确地预测钢框架结构抗倒塌能力,与已有解析模型相比,减小了模型误差。2)所提出的解析形式抗倒塌能力模型摆脱了钢框架结构倒塌分析中对于有限元模拟的依赖,提高了结构倒塌概率分析效率。(4)提出了一种建筑结构倒塌概率快速评估方法。在可靠度分析中,引入子集模拟法思想,分别将其与替代传力路径法和爆炸荷载作用下结构倒塌数值分析方法相结合,实现了对结构倒塌概率的快速评估;以一座10层钢框架结构为例,对其在移除构件和爆炸荷载作用下的倒塌概率进行分析。结果表明:1)所提出方法与直接Monte Carlo模拟法相比,通过减小样本数量方式提高了结构倒塌概率计算效率,且可以从可靠度角度确定结构防护最优策略;2)对于本文钢框架结构算例,当爆炸荷载以仅承受重力的钢柱为目标时,构件破坏前提下结构倒塌条件概率超过0.85,因此结构鲁棒性不足是引起结构倒塌破坏的主要原因;当爆炸荷载以刚性框架柱为目标时,构件破坏前提下结构倒塌条件概率在0.17.24之间且基本不受炸药量与防护距离的影响,说明结构具有较好的鲁棒性,对构件进行抗爆加固是结构防护的最优策略。

关键词：钢框架结构连续倒塌倒塌概率组件节点模型抗倒塌能力子集模拟法爆炸

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基于等效刚度的矩形孔蜂窝梁钢框架结构内力计算方法

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力学季刊 2023年第1期44卷 218-226页

作者：黄炳生秦雨生黄泰杰南京工业大学土木工程学院江苏南京211816 上海建筑设计研究院有限公司上海200040

蜂窝梁钢框架结构因梁截面沿长度周期性变化,不能直接采用普通钢框架结构矩阵位移法计算框架内力和位移.本文基于等效刚度法推导了矩形孔蜂窝梁的等效抗弯刚度、抗剪刚度和轴向刚度,建立了矩形孔蜂窝梁的单元刚度方程,提出了矩形孔蜂窝... 详细信息

蜂窝梁钢框架结构因梁截面沿长度周期性变化,不能直接采用普通钢框架结构矩阵位移法计算框架内力和位移.本文基于等效刚度法推导了矩形孔蜂窝梁的等效抗弯刚度、抗剪刚度和轴向刚度,建立了矩形孔蜂窝梁的单元刚度方程,提出了矩形孔蜂窝梁钢框架内力和位移计算方法.算例理论计算结果与有限元分析结果表明,两种方法计算结果非常接近.本文提出的等效刚度法概念清晰,准确性好,适用于计算蜂窝梁钢框架结构的内力和位移.

关键词：钢框架结构矩形孔蜂窝梁等效抗弯刚度等效抗剪刚度内力计算

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钢框架结构考虑荷载-位移效应的抗震性能分析

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钢结构 2016年第7期31卷 1-7页

作者：李庆刚王燕董建莉青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

为研究荷载-位移(P-Δ)效应对圆弧削弱节点空间钢框架结构抗震性能的影响,采用ANSYS有限元结构分析软件建立空间钢框架计算模型。钢框架分析中分别考虑无轴压、均布面压力轴压和集中力轴压3种荷载工况,进行低周往复荷载有限元模拟分析... 详细信息

为研究荷载-位移(P-Δ)效应对圆弧削弱节点空间钢框架结构抗震性能的影响,采用ANSYS有限元结构分析软件建立空间钢框架计算模型。钢框架分析中分别考虑无轴压、均布面压力轴压和集中力轴压3种荷载工况,进行低周往复荷载有限元模拟分析。对比分析3种荷载工况作用下的滞回曲线、骨架曲线、退化曲线和耗能能力指标。分析结果表明:P-Δ效应对结构水平变形和承载力有较为明显的影响,对结构有明显附加荷载作用,结构滞回环出现"负刚度"现象,加载刚度小于卸载刚度,并且滞回环包围面积有大幅度减小,说明P-Δ效应导致结构的耗能及延性均产生较大退化,结构抗震试验及分析中应充分考虑其不利影响。

关键词：钢框架结构 P-Δ效应圆弧削弱节点计算模型抗震性能

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摆式电涡流TMD-钢框架结构的耦合计算方法与减震分析

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土木与环境工程学报（中英文） 2020年第4期42卷 84-93页

作者：潘毅包韵雷国巍陈业宏西南交通大学土木工程学院成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室成都610031 中南大学土木工程学院长沙410075 同济大学土木工程学院上海200092

摆式电涡流TMD作为一种新型阻尼器,多用于人致振动和风振控制,较少应用抗震工程,也缺乏较好的计算方法。为研究摆式电涡流TMD的减震性能及合理的质量比μm,根据摆式电涡流TMD的力学特性,提出一种基于联合仿真的耦合计算方法,根据现行建... 详细信息

摆式电涡流TMD作为一种新型阻尼器,多用于人致振动和风振控制,较少应用抗震工程,也缺乏较好的计算方法。为研究摆式电涡流TMD的减震性能及合理的质量比μm,根据摆式电涡流TMD的力学特性,提出一种基于联合仿真的耦合计算方法,根据现行建筑抗震设计规范,分别建立了5、10、20层钢框架结构模型,设计了5组不同μm的摆式电涡流TMD,并采用提出的耦合计算方法,对摆式电涡流TMD钢框架结构模型进行了动力时程分析,得到了罕遇地震作用下结构的层位移、层间位移角、层剪力和层加速度与μm的关系曲线,并与无TMD结构的地震响应进行了对比。研究结果表明:提出的耦合计算方法可行且有效,摆式电涡流TMD可有效降低钢框架结构的地震响应,当μm为3%时较为合理。其中,20层钢框架结构的层位移、层间位移角、层剪力和层加速度分别减小26.5%、20.9%、4.3%、7.3%。

关键词：调谐质量阻尼器耦合计算方法钢框架结构质量比减震分析

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钢框架结构的火灾行为及其应用软件开发

钢框架结构的火灾行为及其应用软件开发

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作者：孙爱伏青岛建筑工程学院

学位级别：硕士

该文应用广义Clough模型和Newton-Raphsin切线刚度迭代法对火灾温度作用下的钢框架结构的行为进行了有限元分析.计算出了钢框架结构在火灾温度作用下的挠度变形和内力.该分析所应用的理论考虑了材料非线性和几何非线性.并且该文使用C++... 详细信息

该文应用广义Clough模型和Newton-Raphsin切线刚度迭代法对火灾温度作用下的钢框架结构的行为进行了有限元分析.计算出了钢框架结构在火灾温度作用下的挠度变形和内力.该分析所应用的理论考虑了材料非线性和几何非线性.并且该文使用C++语言在VC++6.0开发平台上开发出了界面友好的Windows应用软件.为今后钢框架结构的火灾行为研究奠定了基础.

关键词：火灾行为钢框架结构有限元广义Clough模型 C++语言 Windows软件

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