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建筑结构基于能量的地震反应分析及设计方法

能量的传递、转化与吸收(消耗)是结构地震反应的基本特征。采用基于能量概念的抗震分析和设计方法能较好地反映结构在强震作用下的全过程及其自身的弹塑性性能,而且能量反应及其转化概念明确、形式简单,包括了多种设计因素的影响,具有明显的优越性。因此,结构地震反应能量分析方法日益受到国际地震工程研究的重视,被认为是今后结构抗震设计理论的发展方向。本文详细说明了采用动力时程分析法对结构进行能量分析的计算步骤,综合考虑地震动因素和结构自身特性,分析了多自由度体系弹塑性结构在强震作用下地震总输入能在滞回耗能和阻尼耗能之间分配及滞回耗能在结构层间分配受各种因素影响的变化规律。计算表明,滞回耗能在总输入能中的百分比受结构阻尼比的影响较大,当结构阻尼比ζ=0.02时,E_h/E_i一般在70~80%;当ζ=0.05时,E_h/E_i在50%左右;当ζ=0.10时,E_h/E_i大致为30%。滞回耗能在结构层间为下大上小的梯形分布规律,薄弱层易在底部形成  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安建筑科技大学
西安建筑科技大学

框支密肋壁板结构非线性地震反应分析及基于损伤性能的抗震能力评估方法研究

密肋壁板结构是一种节能抗震的新型结构体系,有着很好的应用前景。目前,在多层及高层房屋建筑中的理论与应用研究已取得了重要的阶段性成果,但在底部大空间房屋建筑中的应用研究还较为薄弱。特别是框支密肋壁板结构属于带转换层的结构,存在转换层上下承载力和刚度的匹配问题,对其抗震性能及抗震设计理论与方法的研究显得尤为重要。本文以框支密肋壁板结构为主要研究对象,引入基于性能的抗震设计思想,围绕着结构的非线性地震反应分析和结构基于地震损伤性能的抗震能力评估两个方面开展了研究工作。着重对框支密肋壁板整体结构在水平地震作用下的非线性行为,破坏形态、滞回性能、耗能能力及损伤性能等进行了较为深入细致的研究;对框支密肋壁板结构基于性能的抗震设计做一些初步的和基础性的工作,主要研究内容如下:1.针对课题组前期三榀1/2比例两层两跨和一榀1/3比例三层两跨框支密肋壁板结构模型的拟静力试验,研究分析了框支密肋壁板结构在竖向和水平荷载共同作用下的破坏过程、破坏形态...  (本文共194页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

桥梁结构抗震性能概率性分析方法研究

目前,基于性能的抗震设计已逐步成为工程抗震领域的主要研究课题,无论在建筑工程还是桥梁工程界均受到广泛关注。考虑到地面运动的巨大不确定性和桥梁结构组成几何、材料的随机性,其地震响应和抗震能力均具有随机性的特点,因而桥梁结构基于性能的抗震设计应建立于概率方法之上。本文综合分析、评价了当前工程结构抗震和基于性能抗震设计方法的发展现状及未来发展趋势,考虑地面运动的随机性和结构特性的随机性,对桥梁结构抗震性能的概率性分析方法进行了较为系统的研究。主要对桥梁基于性能的抗震设防标准、钢筋混凝土延性构件抗震性能指标的概率特性、地震危险性曲线的建立、结构随机非弹性响应谱、静力弹塑性分析方法的改进、桥梁结构抗震性能可靠度的分析方法等方面进行了研究,所获得的主要研究成果如下:1)对建立桥梁结构基于性能的抗震设防标准中需要考虑的几个问题进行了探讨,结合国内外各种抗震设计规范中关于抗震设防标准的规定,考虑我国的实际情况,对我国基于性能的抗震设防标准提出了...  (本文共203页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

近场地震下桥梁结构基于性能抗震设计的能量方法

近断层区的严重震害给抗震界提出了新的课题,靠近活动断层区域的地震动以其长持时速度脉冲的巨大破坏能力而对现行抗震设计方法提出了新的考验,迫切需要在搞清近断层地震动主要特性的基础上改进现有的抗震设计方法。随着近年来仪器技术的进步,已经记录到相当数量高质量的近场强震记录,使这项研究具备了地震输入的必要基础。由于结构对地震作用的抵御在本质上是地震输入能量的消耗过程,本文以脉冲型近场地震动为对象,发展了桥梁结构基于能量的性能评估方法,建立了能够同时考虑累积耗能和最大变形需求的基于预期性能目标的桥梁结构抗震设计方法,主要工作如下:1.挑选具有速度脉冲的典型近震记录为输入,以隔震连续梁桥为对象提取了决定速度脉冲破坏能力的控制参数I_p,建议了一种采用三角函数叠加高频分量的速度脉冲模拟模型,并利用所收集到的世界范围内的近断层强震记录对脉冲控制参数进行了回归分析。引入累积能量和瞬时能量概念,能量谱分析表明在近断层地震动诸参数中,脉冲周期和脉冲强度...  (本文共217页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

基于性能的抗震结构位移及能量反应分析方法研究

以基于性能的抗震设计思路为基础,针对影响结构抗震性能的位移和滞回耗能反应这两个主要因素,全面阐述了目前世界范围广泛开展的基于性能的抗震设计的研究现状,深入剖析了存在的问题,并展望了发展趋势,对评估结构抗震性能的位移和能量反应的分析方法展开研究。取得了如下主要研究成果:1.针对目前主要用于结构抗震性能评估的能力谱方法中采用等效高阻尼弹性需求谱在理论和应用上存在的问题,全面分析了影响反应谱的结构动力参数和地震动参数,基于大量强震记录,采用时程分析方法,计算出具有统计意义的弹塑性加速度反应谱、弹塑性位移谱、弹塑性位移与弹性位移的比值反应谱及其谱曲线的简化计算公式。给出了弹塑性需求谱曲线,提出并建立了基于弹塑性需求谱的能力谱方法和屈服位移改进的计算方法,为基于性能的抗震设计方法提供了一条新途径。算例表明该方法具有一定的工程适用性。2.针对目前抗震设计中仅考虑结构位移反应进行结构抗震性能评估不能正确评价结构抗震性能的问题,提出补充耗能量反...  (本文共170页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

考虑残余位移和土—结构相互作用的桥梁结构基于性能的抗震设计及评估

在强震作用下,桥梁会因弹塑性变形而产生较大的残余位移,这就使得结构即使未发生倒塌破坏,也会因较大的残余位移而不能使用或修复。而土—结构相互作用的问题,由于地基土参数的不确定性和基础形式的多样性,一直以来都是桥梁抗震研究中的难点。因此,本文针对目前我国桥梁结构的抗震设计和性能评估方法中存在的不足,在总结和吸取以往国内外学者研究成果的基础上,以多自由度全桥结构和等效单墩模型为对象,就考虑残余位移影响的桥梁结构基于性能的抗震设计方法、考虑土—结构相互作用的桥梁结构抗震性能评估方法进行了系统的研究。主要研究工作如下:1.研究了土—结构相互作用对高柔桥墩弹塑性地震响应的影响,并对弹塑性反应谱进行了参数影响研究,从而建立了与《铁路工程抗震设计规范》相符的弹塑性反应谱。(1)建立了考虑地基柔性效应的高柔桥墩分析模型,研究了土—结构相互作用对高柔桥墩弹塑性地震响应的影响;(2)依据我国现行的《铁路工程抗震设计规范》,选取了四类场地的320条强震...  (本文共182页) 本文目录 | 阅读全文>>