结构延性和抗震设计

结构延性和抗震设计

一、结构延性与抗震设计(论文文献综述)

周明潭[1](2021)在《钢结构异形柱框架结构的结构影响系数》文中提出在住宅设计中采用钢结构时,结构体系一般采用H形钢,这会使得结构的柱角在室内突出于墙面,会占用一定的室内空间,影响建筑的美观。为了解决这个问题,工程师们设计出了一种特殊形状的钢柱,如T形截面钢异形柱应用于边柱,十字形截面钢异形柱应用于中柱,就能解决柱角在室内突出的问题。我国在结构影响系数的研究主要集中在框架结构,对钢结构异形柱框架结构没有研究。所以本论文研究此结构的结构影响系数,弥补在此结构的结构影响系数的空白。对比国外钢框架结构影响系数的取值与我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中隐含钢结构框架的结构影响系数,可以发现我国对不同材料的所有结构体系采用单一的结构影响系数,这是不完全合理的。所以本文通过建模计算分析对钢结构异形柱框架结构的结构影响系数提出建议参考值。本文先用Midas-Gen软件建立了四个不同楼层的钢结构异形柱框架结构模型,楼层数分别为3层,6层,9层,12层。然后通过软件中的Pushover模块对上述四组模型进行静力推覆分析。并根据静力推覆所得结果分析求解出R’,然后对比求解出来的R’和规范中所隐含的R,如果相差小于5%,说明了规范规定的R准确。如果相差超过5%,这也说明了规范规定的R存在问题。需先假定结构影响系数为R’,然后把地震作用乘以系数R’/R进行调整重新设计分析计算,最后得出新的结构影响R’’,直至Pushover方法分析求解出的R’’与假定的R’相差不超过5%,即可以得出四个模型的结构影响系数。结果表明,按我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)设计时,六层及六层以下多层异形柱钢框架结构的地震作用取值偏大,建议适当降低。本文还对四个模型进行静力推覆分析,通过位移控制法加载后得出四个模型的内力曲线和需求曲线,然后通过计算得出结构的的结构影响系数,结构延性系数和结构超强系数以及位移放大系数,最终发现随着建筑楼层数的增加,结构影响系数,位移放大系数以及结构超强系数均减小,结构延性系数增大。本文还对异形柱钢框架结构塑性铰进行研究,发现在地震作用下一层梁内力增长最快,塑性铰出现最早,一层梁即是结构在地震作用下薄弱部位,这为此类结构的抗震设计和结构加固提供了可靠的依据。

李潇[2](2020)在《剪切型多自由度体系地震性能系数谱与P-Δ效应分析》文中研究说明鉴于结构非线性反应分析的复杂性,各国均用地震性能系数将依据弹性反应谱计算的弹性地震力折减来获得弹塑性地震力。本文基于多自由度(MDOF)体系串杆与强柱/弱梁设计的框架模型,计算了 102条C类场地地震波,利用双特征周期标准化保留谱的峰值特性,重点分析了多自由度体系中,刚度比、屈服强度比、结构破坏模式等因素对地震性能系数的影响。通过静力与动力分析,研究了结构在承受竖向荷载时而产生的重力P-△效应对地震性能系数的影响。基于对不同的目标延性选择的分析比较,提出新的高层结构抗震设计思路。主要研究工作如下:(1)通过构建考虑屈服后强度强化/弱化及刚度退化的修正Clough模型,研究了多自由度体系串杆模型的地震性能系数谱。大量分析结果表明,地震性能系数谱除特征周期处的峰值外,还存在由高阶振型影响产生的峰值。同时,考虑了结构的层间刚度比与屈服强度比,结果表明,当屈服强度比大于刚度比时,地震性能系数更大。采用了放大结构后期刚度系数的方法来近似模拟强柱/弱梁设计,对比发现,后期刚度的提高有利于地震性能系数的增大,但后期刚度的影响是有限的。引入MDOF调整系数,并提出了地震性能系数及调整系数公式。(2)构建框架结构计算模型,其中框架梁端及柱脚设置塑性铰以满足强柱/弱梁的设计要求。分析不同刚度比与屈服强度比之间的关系、后期刚度、自由度数等因素对地震性能系数的影响。结果表明:结构顶层的屈服强度越大,地震性能系数越大。同时,采用了基于抗震规范的随周期变化的刚度比及实际设计中应用的周期范围来构建地震性能系数谱,引入了 MDOF调整系数定量分析多自由度体系与单自由度(SDOF)体系的区别,通过分析可知,MDOF调整系数受自由度数影响较大,受延性影响较小。提出了 MDOF调整系数的近似公式。(3)通过静力分析,推导得出地震力放大系数的简洁公式。对框架模型进行动力分析,研究了 P-△效应作用下的单自由度体系结构的地震性能系数谱,并通过两种不同的方法处理地震性能系数谱及相应地震力放大系数的周期横坐标轴。结果表明:考虑P-△效应的地震性能系数明显减小,而后期刚度和跨数的增加并不能完全抵消P-△效应带来的不利影响。提出地震力放大系数公式并与其它结果进行比较。总结讨论了抗倒塌能力谱及其在规范中的应用,将抗倒塌能力谱与地震性能系数谱比较发现,地震性能系数谱受地震波的选择影响,且当P-△效应系数大于0.1时,抗倒塌能力谱不一定是地震性能系数谱的上限。(4)研究了P-△效应作用下的多自由度体系结构的地震性能系数谱,考虑了结构层数、层间屈服强度比及刚度比、延性、结构破坏模式等因素的影响,并同样引入地震力放大系数进行比较,结果表明:对于串杆模型,随着结构层数的增加,地震性能系数降低,而地震力放大系数变化不大,说明高阶振型对P-△效应较不敏感;对于框架模型,一方面是由于强柱/弱梁的设计方法大幅提高不考虑P-△效应时的地震性能系数,另一方面,可能是由于框架结构在P-△效应作用下形成薄弱层,导致地震力放大系数有所增大。(5)对不同延性选择的多自由度体系地震性能系数谱进行研究,分析各层延性分布与延性开展。以10层结构为例,研究高层结构中,不同延性选择对地震性能系数谱的影响,结果表明:结构主要以底层延性开展为主,而上层结构的延性开展受底层结构制约。为充分利用各层的延性性能,构建了上层结构平均延性谱,通过对比可知其与单自由度体系的计算结果接近,因此提出了新的抗震设计思路。研究了不同延性选择对P-△效应作用下的地震性能系数谱的影响。

梁青锋[3](2020)在《双柱式桥墩抗震性能研究》文中提出双柱式桥墩在地震作用下具有抗侧力强、结构位移小、超静定次数高等特点,在我国中小跨径公路桥梁和城市高架桥中被广泛应用。然而,当桥墩设计较高时,地震作用下桥墩顶部会产生较大的水平位移,从而导致桥梁上部主梁产生较大位移,严重者会造成主梁脱落,甚至导致桥梁整体坍塌。此外,由于墩身截面尺寸相对较小,桥墩的抗弯和抗剪能力较差,桥墩更易发生弯曲和剪切破坏。本文以双柱式桥墩桥梁为研究对象,从桥梁抗震设计分析方法理论出发,基于延性抗震设计,采用Midas civil有限元分析软件对其进行静力弹塑性分析和动力时程分析,探究了桥墩自身设计参数、设置横系梁以及动水作用对双柱式桥墩桥梁抗震性能的影响,得出了以下主要结论:1.通过对双柱式桥墩在不同的剪跨比、轴压比、纵向配筋率和体积配箍率情况进行延性分析和地震响应分析,得出结论如下:(1)剪跨比在6-8之间位移延性普遍较大,延性性能最好,桥墩的各项能力都处于较佳状态。(2)轴压比的增大会使结构延性变差,位移能力下降,抗弯能力和弯矩需求都增大,经分析后建议设计时取轴压比在0.15左右。(3)随纵筋率的增加,曲率延性逐渐减小,结构的位移能力需求比表现为先上升后下降,当纵筋率为1.0%时最大,抗弯能力增加。综合考虑抗震性能的要求,纵筋率适宜取1.0%左右。(4)随着体积配箍率的增加,能显着提升截面的极限曲率,位移延性系数随着增大,当体积配箍率大于等于1.5%时,截面曲率延性趋于定值,抗弯能力和弯矩需求基本不变。2.墩间横系梁的设置,可以提升横桥向的抗弯能力和位移能力,但会对桥梁抗剪不利,对桥梁顺桥向的各项能力基本无影响。但随着设置横系梁数量的增多,系梁产生的效用逐渐降低。3.在水深和含水率综合因素影响下桥梁墩顶位移的变化趋势表现出先变小,后增大的趋势,这与单纯考虑水深时出现了较大的变化,其中动水压力对剪力的影响最为突出。因此在水中桥墩设计时需要同时考虑含水率和动水压力作用对桥梁抗震性能的影响。

王金泽[4](2020)在《钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥抗震性能及抗震设计研究》文中研究表明钢管砼叠合格构式超高墩连续刚构桥以钢管砼格构柱为劲性骨架,外包钢筋混凝土及横纵向缀板形成的组合高墩,具有整体抗震性能好、承压能力强和结构刚度大、延性性能好、造型美观、节约材料等优点,已成为地震及强震频发地区跨谷高墩桥梁的理想桥型之一。目前该类新型超高墩桥梁结构抗震性能的基础研究开展偏少,且工程设计缺乏理论依据,因此本文以雅安至西昌高速腊八斤沟特大桥为实际工程,深入分析钢管砼叠合格构式超高墩连续刚构桥的弹塑性抗震性能、系统研究各设计参数的抗震适用性,建立结构延性机制和抗震设计优化准则。(1)本文建立三跨一联的钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥计算基准模型,研究常遇地震作用下结构的动力特性及内力分布规律;深入分析研究了 E1地震作用下钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥的概念设计参数(梁墩刚度比R1、轴压比n、高低墩墩高比h/H等)、柱肢参数(墩高H、柱肢倾斜度、外包砼强度等)、缀板连接参数(缀板厚度与柱肢外径比b/D、缀板混凝土强度等)对全桥弹性抗震性能的影响规律,给出各设计参数的抗震适用性及适用范围。研究结果表明,梁墩刚度比、轴压比、墩高/长细比、高低墩墩高比、柱肢倾斜度是影响叠合格构墩弹性抗震性能的重要参数。根据建议的设计参数取值范围对结构进行抗震优化设计,优化后的计算模型,可有效降低地震响应值,改善结构内力分布。(2)系统研究了 E2地震作用下钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥的弹塑性抗震性能、叠合格构墩延性耗能机制等,揭示各主要设计参数对叠合格构墩延性的影响规律,建立抗震优化设计准则。研究表明,钢管混凝土叠合格构墩控制截面的曲率延性系数μφ为7.49,其非线性变形能力强于常规的钢筋混凝土桥墩,与钢管混凝土格构柱墩接近,组合高墩具有良好的延性与地震耗散性能。随着梁墩刚度比R1、高低墩墩高比h/H、柱肢倾斜度、缀板厚度与柱肢外径比b/D的增加以及轴压比n的减小、叠合格构墩曲率延性系数呈不同程度的提高。根据建议的参数取值范围对结构进行优化设计,有效提升了叠合格构墩的曲率延性,减小了罕遇地震作用下的结构响应峰值。(3)对钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥抗震设计简化分析方法开展理论研究及验证,进行结构弹性及弹塑性法地震响应对比分析,借鉴钢筋混凝土桥梁和钢管混凝土格构式高墩桥梁的抗震设计方法,提出适合工程应用的钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥的等效位移法,建立了基于结构自振周期的位移调整系数Da的计算公式。算法验证结果表明,提出的抗震简化分析方法与纤维模型法计算数值吻合较好。本文的研究成果可为相关规范制定和工程设计提供科学依据和技术指导,有助于该类新型桥梁结构在我国的推广应用,具有良好的社会经济效益。

吴虹[5](2019)在《中美规范偏心支撑钢框架结构抗震设计对比研究》文中研究指明近些年,偏心支撑钢框架结构在中美两国高烈度区得到越来越广泛地应用。考虑到美国规范体系在国际上的先进性,本文对比研究了中美两国偏心支撑钢框架抗震设计方法的异同以及抗震性能的优劣,这对进一步完善我国钢结构抗震设计规范具有重要的意义。主要的研究工作和成果如下:(1)比较了中美规范在抗震设防目标和水准、抗震设计方法、场地类别划分、地震作用计算等方面的基本规定,在此基础上,确定了中美规范场地类别和材料强度的对应关系,并给出两国规范地震动参数的换算关系。(2)选取中国8度区(0.2g)不同高度的偏心支撑框架结构为对比案例,在相同地震危险性条件下完成了中美案例的抗震设计,介绍了中美规范偏心支撑钢框架具体的抗震设计过程,并详细对比了设计结果在结构动力特性、基底剪力、结构变形、构件尺寸和材料用量等方面的差异。结果表明:由于中美规范抗震设计思路的差异,中国案例计算得到的地震作用较大,并且由于中国规范对于偏心支撑框架设计方法较为保守,二者使得中国案例材料用量大于美国案例。(3)采用Perform-3D软件分别建立了按照中美规范体系设计的偏心支撑框架结构的三维非线性有限元模型,并采用静力推覆分析和动力时程分析方法对比评估了设计结果的抗震性能。分析结果表明:中美案例构件的屈服次序相同,均是消能梁段首先屈服,符合预期设计要求,但美国案例的消能梁段屈服早于中国案例。在罕遇地震作用下,由于中美偏心支撑抗震设计方法的差异造成中国案例偏心支撑框架部分的截面尺寸大于美国案例,所以其损伤程度较轻。考虑到中美案例的整体抗震性能较好,均能满足各自规范的设防目标,但是中国案例的总用钢量大于美国案例,结构整体的经济性相对较差。

姜辉[6](2019)在《墩柱-盖梁-箱梁体系的横桥向抗震性能研究》文中认为桥梁作为交通设施的重要组成,而连续箱梁桥作为城市高架及部分跨河桥梁普遍采用的一种构造形式,其地震作用下的稳定与安全起着极其重要的作用。横桥向位移过大、墩柱破坏是近年来地震中连续桥梁的主要震害形式。随着抗震理念与技术的快速发展,基于延性的桥梁设计理念被广泛采用,但由于延性设计利用桥墩塑性铰耗能的机制,造成震后残余变形较大,影响桥墩正常使用,一种基于装配式的,能够有效控制残余变形的新型自复位桥墩进入视野。本文基于以上背景,以连续箱梁桥为原型,建立墩柱-盖梁-箱梁体系进行了相关理论分析及数值模拟,主要内容如下:(1)简要介绍了桥梁抗震的研究背景,分析了地震作用下连续桥梁的主要震害形式,强调了连续桥梁横桥向与桥墩抗震设计的重要性。回顾了抗震设计思想从基于能力的抗震思想向基于性能的抗震思想的转变及自复位桥墩发展史。(2)对桥梁不可避免的桩土作用的影响进行了研究,使用Midas软件分别建立考虑了桩土作用及底部固结的墩柱-盖梁-箱梁体系模型,分析了体系中墩柱、盖梁及箱梁各结构组成在横桥向地震下的响应,研究了桩土作用对体系的横桥向抗震性能的影响。(3)系统分析了矩形桥墩的截面形式、混凝土强度、纵向钢筋、箍筋等参数对桥墩控制截面延性能力的影响规律。比较了基于控制截面的弯矩-曲率曲线的公式法与Pushover分析法计算双柱式矩形桥墩弹塑性位移的误差。(4)基于延性抗震的设计理念,通过改变桥墩的混凝土强度、纵向钢筋配筋率和体积配箍率等参数改善了桥墩的延性能力,进行抗震验算,提高了体系横桥向抗震性能,并研究了体系中盖梁及箱梁的受力与墩柱参数之间的一般关系。(5)将自复位的理念应用到双柱式桥墩中,从自复位桥墩的基本概念、结构组成及受力机理入手,并结合Abaqus有限元软件,建立双柱式自复位桥墩模型和普通双柱式桥墩模型,通过对比桥墩的受力形式、滞回曲线、骨架曲线等参数,分析了桥墩的抗震性能。

李田[7](2019)在《钢框架结构基于常屈服位移的抗震设计方法研究》文中提出传统常周期抗震设计方法通常以弹性振动周期T作为基本设计参数,假定结构强度降低时其周期保持不变,即结构刚度与其强度无关,利用该方法对结构进行非弹性设计时,主要存在以下两方面缺陷:第一,在设计时需多次迭代才可达到结构性能目标,过程繁琐;第二,利用该方法设计的强度较低(强度折减系数Ry较大)结构,所得位移延性需求值不合理。因此,本文提出了一种新的基于位移抗震设计方法,即常屈服位移抗震设计方法。该方法假定:结构的屈服位移恒定,且结构刚度与其强度相关。基于这一假定,研究了结构延性需求与屈服位移之间的平均位移延性谱,建立了结构延性需求与其强度之间的相关关系,提出了常屈服位移抗震设计方法。与传统方法相比,该方法能够更真实地确定结构(预期强度已知)的位移延性需求值,更准确地计算满足特定性能目标所需强度值。本文主要研究工作如下:(1)结构屈服位移的稳定性及常屈服位移抗震设计方法研究。通过Sap2000对悬臂梁以及平面钢框架进行Pushover分析,计算了不同尺寸悬臂梁构件受弯时的屈服位移,研究分析了不同强度,不同跨度,以及不同高度的平面钢框架屈服位移值的稳定性;引入了新的强度折减系数R*,并与折减系教Ry进行了比较,得出了常屈服位移抗震设计方法“等位移原理”的计算公式;给出了常屈服位移抗震设计方法详细的设计步骤及流程图。(2)基于常屈服位移的单自由度结构动力反应分析。建立了 SDOF结构基于Bouc-Wen模型的运动方程,并对SDOF结构在对称Ricker脉冲作用的位移响应进行了分析;利用Matlab编程分别求解了传统常周期方法和常屈服位移方法设计的两种不同SDOF结构在对称Ricker脉冲作用下的最大非弹性位移及位移延性需求值并进行比较;利用Sap2000对SDOF结构建模并进行了非线性动力时程分析。(3)SDOF结构位移延性谱的研究。选取120条地震波和一系列具有不同屈服位移值的SDOF结构,利用Sap2000对所选结构建模并进行非线性动力分析,得出了结构延性需求与屈服位移之间的平均位移延性谱,并探讨了强度折减系数,场地类别,屈服后刚度系数对位移延性的的影响;给出了用于非线性抗震设计的R*-μ-uy,s拟合公式以及用于位移延性预估的μ-R*-uy,s拟合公式;(4)多层钢框架结构基于常屈服位移的抗震设计。利用常屈服位移抗震设计方法设计了一个6层钢框架结构,通过对该结构进行线性静力分析及非线性动力分析,验证了该方法的可行性与合理性。研究结果表明:结构屈服位移与强度以及跨度无关,与结构高度存在稳定关系;在设计过程中,以屈服位移作为基本设计参数更为合理;利用常周期方法设计的非弹性结构,Ry较大时,其位移延性需求值非常大且不合理,相比之下,常屈服位移方法设计所得结果是合理的;使用本文所得μ-R*-uy,s关系计算的位移延性值与通过Sap2000分析所得结果能较好吻合,利用μ-R*-uy,s关系计算结构位移延性需求值是可行的;利用本文所得R*-u-uy,s关系(即常屈服位移设计方法)对结构进行非线性抗震设计,过程简单,容易实现,无需多次迭代,且利用该方法设计的结构可有效控制顶点峰值位移及最大层间侧移比。

徐凤月[8](2014)在《钢筋混凝土桥墩抗震延性分析》文中提出桥墩作为桥梁的重要结构部分,其损坏常造成全桥的破坏。根据延性抗震的理念,在强震作用下,墩柱作为延性构件应具有足够塑性变形能力,能产生塑性铰区,通过产生弹塑性变形来耗散地震能量,允许发生一定程度的损伤但不至于破坏。可见,对桥梁墩柱进行延性抗震设计其意义重大。本文采用理论分析与工程实例相结合的方法,以利川市佛宝山旅游公路工程中的四号桥为工程背景,对钢筋混凝土柱式桥墩开展延性抗震设计的研究。本文的研究内容主要包含以下几方面:(1)通过查阅资料了解现阶段桥梁抗震设防的现状,并进一步深入研究学习延性抗震设计理论,根据延性抗震理念确立所选用的延性指标及其参数;(2)分析确定钢筋混凝土桥墩材料的本构关系以及钢筋混凝土桥墩塑性绞区特性,选用合理的简化模型,理论上初步确定对钢筋混凝土柱式桥墩延性性能有影响的潜在因素;(3)利用桥梁结构分析软件Midas/Civil对影响普通钢筋混凝土墩柱和高墩延性性能的潜在因素进行模拟分析,通过对比得出结论,提出改良措施,从而优化钢筋混凝土墩柱的结构设计;(4)对利川市佛宝山旅游公路工程中的四号桥进行整桥模型的反应谱抗震分析,着重验算墩柱的抗震性能。通过对上述内容的研究分析,得知各潜在因素对钢筋混凝土墩柱延性性能的影响,进而优化钢筋混凝土墩柱的结构设计,提高桥墩延性性能,以利于桥梁结构的抗震,为后续桥梁的抗震设计和桥墩的延性抗震分析提供参考依据。此外,通过对整桥模型的反应谱分析可知,利川市佛宝山旅游公路工程中的四号桥满足延性抗震的设计要求,为该桥实际抗震分析提供理论依据。

崔双双[9](2013)在《RC框架结构整体抗震性能系数与综合反应修正系数研究》文中提出结构整体抗震性能系数(Seismic Perfomance Factors, SPFs)是“结构反应修正系数R”、“整体超强系数RS”和“位移放大系数Cd”的统称,它们是基于承载力抗震设计中确定设计地震力的关键因素,也是基于性能抗震设计中确定等延性非弹性反应谱的主要依据。美国、欧洲和日本等国家的抗震设计规范主要采用结构反应修正系数对设防烈度下的弹性反应进行折减来确定地震力,以考虑不同类型结构延性的影响。但是,目前世界各国抗震设计规范或标准中对抗震性能系数的取值主要都是根据经验确定的,且各规范之间取值的差异很大,因此,为了合理量化结构整体抗震性能系数,美国的FEMA P695提出了一套科学合理的概率抗震性能评定方法来评定按现行抗震规范规定的整体抗震性能系数所设计的结构能否满足预期的抗倒塌性能目标。我国1978年以前的抗震规范是通过结构影响系数(即结构反应修正系数的倒数)折减设防烈度下的弹性地震力来定义设计地震作用的。但是,在1989年以后修订的三个版本的抗震规范中,都摈弃了结构影响系数的概念,转而采用众值烈度(小震)下的弹性设计反应谱直接计算总的水平地震作用标准值。为此,国内很多学者对现行抗震规范的小震地震力理论和小震弹性设计法开始进行反思,针对钢结构的整体抗震性能系数进行了较为深入的研究,但是对于钢筋混凝土结构整体抗震性能系数的研究则相对较少。所以系统深入地研究钢筋混凝土结构整体抗震性能系数的量化与评定,是由弹性设计力向延性设计地震力转变的关键科学问题,也是基于性能的抗震设计理论的重要基础性问题。该问题的解决对于提高我国工程结构抗震设计的科学性、合理性和经济性,尽快促进性能设计理论在我国的应用步伐具有重要的理论意义和现实意义。本文以量大面广的钢筋混凝土框架结构为研究对象,考虑不同设防烈度,严格按现行抗震规范设计了17个具有不同层数的典型钢筋混凝土框架结构,采用OpenSees进行有限元建模与分析,采用课题组的振动台试验数据和清华大学的试验数据进行验证;针对所设计的典型结构,分别采用非线性静力方法和非线性动力方法对其整体抗震性能系数的需求值和能力值进进行了系统深入的分析,采用能力需求比的概念从确定性的角度对整体抗震性能系数进行了评定,并联合应用调整倒塌裕度比和位移需求能力系数法从随机性的角度对抗震性能系数的合理取值进行了综合概率评定,最终给出了其建议取值。由于目前国内外对于抗震性能系数的研究很少考虑损伤结构连续倒塌的鲁棒性,为此,本文在传统的结构反应修正系数基础上,进一步提出结构“综合反应修正系数”的概念,通过引入抗震鲁棒性系数对损伤结构的抗震性能进行评价,从而实现在抗震设计中考虑地震作用下结构连续倒塌的影响。本文的主要研究内容如下:1)按照我国现行抗震设计规范,考虑不同设防烈度,设计了17个不同层数的RC框架结构,基于地震工程模拟平台OpenSees,建立了17个结构的非线性有限元模型。通过与结构振动台试验以及结构拟静力倒塌试验的对比分析,验证了本文OpenSees模型的正确性与分析结果的准确性。在此基础上,分别采用非线性静力方法和非线性动力方法,对所设计的RC框架结构进行分析,得到“临界倒塌状态”时结构整体抗震性能系数的能力值及其变化规律。2)分别采用静力能力谱方法、动力能力谱方法和时程分析方法,对所设计的RC框架结构进行分析,得到了不同强度需求谱作用下结构整体抗震性能系数的需求值。提出了结构抗震性能系数能力需求比的概念和计算方法,从确定性的角度对我国抗震规范所隐含的RC框架结构的抗震性能系数进行了评定。在此基础上,进一步采用本文得到的罕遇地震作用下结构反应修正系数的需求值,对我国抗震规范中给出的多遇地震影响系数曲线进行了修正。3)联合应用调整倒塌裕度比(Adjusted Collapse Margin Ratio, ACMR)和位移需求能力系数法(Demand and Capacity Factor Method, DCFM),对所设计的结构是否具有一致的抗倒塌概率风险水准和结构能否满足“临界倒塌”性能目标进行了综合评定,从不确定性的角度对RC框架结构的整体抗震性能系数进行了概率评定,并给出了结构反应修正系数的建议取值。4)针对“侧向连续倒塌”失效模式,采用基于备用荷载路径的Pushover方法、静力能力谱方法、IDA方法和位移需求能力系数法,分别从强度、耗能以及变形的角度,对所设计结构的抗侧向连续倒塌能力进行了研究,并将基于承载力的鲁棒性指标分别拓展到基于谱加速度和变形的鲁棒性指标。通过结构抗侧向连续倒塌鲁棒性系数对结构反应修正系数进行修正,得到了考虑侧向连续倒塌失效模式的结构综合反应修正系数。5)针对“竖向连续倒塌”失效模式,采用考虑构件失效加载方案的Pushdown分析方法和考虑构件失效时长的竖向IDA分析方法,分析了损伤结构在初始屈服状态、整体屈服状态和承载能力极限状态时的抗竖向连续倒塌能力,并得到了其相应的抗竖向连续倒塌鲁棒性指标。采用竖向连续倒塌鲁棒性系数,进一步对结构综合反应修正系数进行了修正。在此基础上,采用结构综合反应修正系数来得到结构的设计地震作用,实现了在抗震设计中考虑结构连续倒塌失效模式的影响。通过上述内容的研究,本文发现:采用现行抗震规范所隐含的结构整体抗震性能系数所设计的结构能够满足预期的抗倒塌性能目标,但是结构整体抗震性能系数取值比较保守,本文给出了结构反应修正系数的建议取值,从而为促进我国抗震规范从小震弹性设计向中震延性设计和性能设计理论在我国抗震规范中的应用提供了理论参考。同时,本文提出的结构综合反应修正系数,可以统一考虑结构抗侧向连续倒塌和抗竖向连续倒塌鲁棒性的影响,从而可以实现在抗震设计中考虑结构连续倒塌的影响。

李鹏[10](2013)在《基于性能抗震设计的钢筋混凝土柱试验研究》文中提出基于性能的抗震设计对于结构构件的能力需求不仅仅局限在极限承载力和弹性变形能力上,同时对结构构件延性变形、滞回耗能等抗震性能也有了明确的需求。根据性能设计要求进行结构构件设计,需要建立构件基本参数与抗震性能之间的数值关系。本文从国内外规范、试验研究、数值分析多个方面对钢筋混凝土柱截面延性、位移延性和塑性铰长度等抗震性能参数的影响因素、计算方法和统计概率分布等进行了分析与研究,其主要内容如下:1.配箍率作为影响钢筋混凝土柱延性的一个主要参数,已经受到国内外学者和结构设计规范的关注。本文介绍了国内外主要规范对于钢筋混凝土柱最小配箍率的相关规定。计算对比了各国规范中最小配箍率对截面延性的影响。讨论了我国规范按照最小配箍率所能获得的柱截面延性,并对最小配箍率的设置提出了建议。2.本文设计了4根钢筋混凝土悬臂柱,并对其进行了低周反复荷载试验。试验中主要测试内容是柱顶位移、箍筋应变。试验获得了在压弯作用下箍筋应变分布和变化情况,为柱截面混凝土所承受的约束应力计算提供了试验数据支持。同时通过变化轴压比、加载方式,讨论了这两个因素对柱抗震性能的影响。试验结果表明轴压比和加载方式对于柱破坏形态、箍筋应变分布影响显着。总结了箍筋应变在柱截面内沿环向分布规律和沿柱高度方向的变化规律。3.对试验获得的箍筋应变数据进行整理分析,导入钢筋应力-应变全曲线,通过分析得到了柱试验过程箍筋应力分布和变化数据。从而得到箍筋约束的柱截面混凝土受到的约束力分布情况。根据Mander的约束理论,计算出有效约束系数,可以得到箍筋间弱约束截面的约束应力分布情况。通过引入混凝土膨胀参数,对约束应力进行计算,从而改进计算柱截面延性的纤维模型。利用改进的纤维模型,对影响截面曲率延性的各个参数进行了分析,并通过回归分析建立了截面曲率延性与配箍特征值、轴压比、纵向配筋率和核心混凝土面积比之间的关系。与其他基于性能的截面延性设计方法计算结果相比,本文建议的方法准确度相对较高,能较好反映曲率延性系数的变化规律。4.位移延性作为最基本的构件抗震性能指标,有众多的影响参数。按照Priestly的计算方法,可以采用两个主要参数来计算柱位移延性,分别是截面延性和塑性铰长度。本文从美国太平洋地震研究中心提供的柱试验数据中选取了143个滞回曲线完整且破坏形态为弯曲破坏的柱试验数据,通过计算分析得到柱等效塑性铰长度。再通过回归分析,获得了等效塑性铰长度的计算公式。经试验结果的验证,本文建议的公式具有较高的计算精度。本文收集了国内45个混凝土柱的抗震试验结果对本文建议的方法进行检验,结果表明采用本文建议的方法计算得到的位移延性均值与试验结果的均值基本一致,其误差基本能保证在20%以内,相对误差呈正态分布。5.基于性能的抗震设防理念必然和不同地震作用下结构抗震性能指标相联系。而位移是最为直观的指标之一。通过对直接基于位移的抗震设计方法和基于性能的多目标抗震思想的研究,本文提出了基于位移的多水准抗震设计方法。这一设计方法首先根据业主的要求确定不同烈度地震作用下对结构位移性能的预期与需求。通过位移需求构造需求曲线,而结构的抗震性能将按照这一曲线,采用改进的直接基于位移的能力谱方法进行设计。采用一个单自由度桥墩的设计过程介绍了基于位移的多水准设计方法的设计流程。

二、结构延性与抗震设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、结构延性与抗震设计(论文提纲范文)

(1)钢结构异形柱框架结构的结构影响系数(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 背景
    1.2 结构影响系数
        1.2.1 结构影响系数的定义
        1.2.2 结构影响系数的研究动态与发展现状
    1.3 钢结构异形柱框架结构
        1.3.1 钢结构异形柱框架结构概述
        1.3.2 钢结构异形柱框架结构的重要性
    1.4 本文研究的内容与目的
2 分析方法的选取及介绍
    2.1 Midas软件简介及分析方法的选择
    2.2 Pushover方法介绍
        2.2.1 Pushover方法的原理
        2.2.2 Pushover方法的优势
        2.2.3 Pushover方法在国外的研究与发展
        2.2.4 Pushover方法在国内的研究与发展
        2.2.5 Pushover方法分析步骤
    2.3 分析结果处理
    2.4 本章小结
3 模型的选取与建立
    3.1 建立案例模型
    3.2 设计条件
    3.3 结构布置
        3.3.1 构件截面类型
        3.3.2 构件截面尺寸
    3.4 建筑模型及静力分析
        3.4.1 三层模型
        3.4.2 六层模型
        3.4.3 九层模型
        3.4.4 十二层模型
        3.4.5 静力分析
    3.5 本章小结
4 静力弹塑性分析与结构影响系数的求解
    4.1 静力弹塑性分析控制方法的选取
    4.2 静力弹塑性分析结果
        4.2.1 基底剪力与顶点位移
        4.2.2 能力谱与需求谱
        4.2.3 结构的延性系数和超强系数
        1.结构延性
        2.结构超强
        4.2.4 塑性铰类型的选择与定义
        1.塑性铰的定义
        2.本文分析塑性铰的布置
    4.3 结构影响系数,结构延性系数,结构超强系数的求解过程
    4.4 实例分析
        4.4.1 荷载取值
        4.4.2 三层算例求解过程
        4.4.3 六层算例求解过程
        4.4.4 九层算例求解过程
        4.4.5 十二层算例求解过程
    4.5 计算结果分析
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢

(2)剪切型多自由度体系地震性能系数谱与P-Δ效应分析(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
重要符号对照表
    1.罗马字符变量
    2.希腊字符变量
第1章 绪论
    1.1 地震概论
    1.2 地震性能系数研究现状
    1.3 多自由度体系的研究现状
    1.4 P-△效应的研究现状
        1.4.1 P-△效应的静力分析
        1.4.2 研究现状
    1.5 特征周期的研究现状
    1.6 本文的主要工作
第2章 基于串杆模型的双周期标准化多自由度体系地震性能系数
    2.1 引言
    2.2 计算模型与滞回曲线
        2.2.1 修正Clough滞回模型
        2.2.2 滞回曲线的验证
    2.3 地震波选择与迭代方法
        2.3.1 地震波选择与特征周期
        2.3.2 基于位移延性计算方法的迭代过程
    2.4 单自由度与多自由度体系的地震性能系数
        2.4.1 第二振型的影响
        2.4.2 屈服强度比对地震性能系数的影响
        2.4.3 层数对地震性能系数的影响
        2.4.4 后期刚度对地震性能系数的影响
        2.4.5 地震性能系数计算公式
    2.5 结论
第3章 基于强柱/弱梁框架模型的多自由度体系地震性能系数
    3.1 引言
    3.2 结构分析模型与地震波选择
    3.3 屈服强度比对多自由度体系地震性能系数的影响
        3.3.1 2DOF体系
        3.3.2 3DOF体系
        3.3.3 5DOF和10DOF体系
    3.4 非双周期标准化的地震性能系数谱
    3.5 破坏模式对地震性能系数
    3.6 多自由度(MDOF)调整系数
    3.7 结论
第4章 考虑P-△效应的单自由度体系的静力和动力弹塑性地震响应
    4.1 引言
        4.1.1 研究现状
        4.1.2 抗倒塌能力谱
    4.2 弹塑性阶段P-△效应的静力分析
    4.3 弹塑性阶段P-△效应的动力分析
    4.4 不同因素对P-△效应的影响
        4.4.1 破坏模式的影响
        4.4.2 后期刚度影响
        4.4.3 跨数的影响
    4.5 非双周期标准化的地震性能系数谱
    4.6 与现有结果的比较
    4.7 结论
第5章 P-△效应对多自由度体系中动力弹塑性地震性能系数的影响
    5.1 引言
    5.2 串杆结构模型
        5.2.1 2DOF体系
        5.2.2 3DOF和5DOF体系
        5.2.3 变刚度比串杆模型
    5.3 框架结构模型
        5.3.1 双周期标准化
        5.3.2 非双周期标准化
    5.4 不同P-△效应系数下框架模型与串杆模型的比较
    5.5 结论
第6章 多自由度体系中不同延性选择对地震性能系数的影响
    6.1 引言
    6.2 延性分布
    6.3 不同延性选择的地震性能系数谱
        6.3.1 底层延性谱
        6.3.2 平均延性谱
        6.3.3 非双周期标准化
    6.4 5DOF体系的延性开展
    6.5 上层结构平均延性谱
    6.6 高层结构延性开展及不同延性的地震性能系数谱
    6.7 考虑P-△效应的不同控制延性地震性能系数谱
    6.8 结论
第7章 结论与展望
    7.1 主要结论
        7.1.1 基于串杆模型的双周期标准化多自由度体系地震性能系数
        7.1.2 基于强柱/弱梁设计准则的多自由度体系地震性能系数
        7.1.3 单自由度体系抗震设计中的静力与动力弹塑性P-△效应
        7.1.4 多自由度体系中动力弹塑性P-△效应对地震性能系数的影响
        7.1.5 考虑多自由度体系中不同延性选择对地震性能系数的影响
    7.2 工作展望
参考文献
附录
作者简历及在学期间取得的科研成果

(3)双柱式桥墩抗震性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 桥墩震害分析
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 主要实验研究
        1.3.2 主要数值分析研究
    1.4 本文研究意义及内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
2 桥梁抗震设计分析方法理论
    2.1 桥梁抗震设计思想
        2.1.1 延性抗震设计
        2.1.2 能力设计法
        2.1.3 基于性能的抗震设计
    2.2 桥梁抗震设计基本要求
    2.3 桥梁地震反应分析方法
        2.3.1 静力法
        2.3.2 反应谱法
        2.3.3 动态时程分析法
    2.4 基于性能的抗震评估方法
        2.4.1 Pushover法的基本原理
        2.4.2 Pushover曲线加载
        2.4.3 Pushover法基本分析步骤
        2.4.4 确定结构地震响应的能力谱法
    2.5 本章小结
3 有限元模型的建立及验证分析
    3.1 试验参数
    3.2 Midas civil有限元模型的建立
        3.2.1 单元类型的选择
        3.2.2 结构阻尼
        3.2.3 模型建立
    3.3 地震波的选取
    3.4 模型的修正
    3.5 模型的验证
        3.5.1 模态频率对比
        3.5.2 地震响应对比
    3.6 本章小结
4 双柱式桥墩延性分析
    4.1 材料的本构关系
        4.1.1 混凝土应力—应变关系
        4.1.2 钢筋的应力-应变关系
    4.2 桥墩截面纤维模型
        4.2.1 塑性铰
        4.2.2 纤维模型
    4.3 钢筋混凝土桥墩的恢复力模型
    4.4 延性分析
        4.4.1 曲率延性系数
        4.4.2 位移延性系数
    4.5 桥墩截面恢复力模型骨架曲线的确定
        4.5.1 Clough模型骨架曲线参数
        4.5.2 塑性铰长度
    4.6 本章小结
5 双柱式桥墩桥梁地震响应分析
    5.1 自振特性分析
    5.2 地震响应分析
    5.3 桥墩自身参数影响分析
        5.3.1 剪跨比的影响
        5.3.2 轴压比的影响
        5.3.3 纵向配筋率的影响
        5.3.4 配箍率的影响
    5.4 横系梁设置的影响分析
        5.4.1 设置数量的研究
        5.4.2 设置位置的研究
    5.5 外部动水作用的影响分析
        5.5.1 考虑水体分析方法
        5.5.2 水深的影响
        5.5.3 含水率的影响
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢

(4)钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥抗震性能及抗震设计研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 研究综述
        1.2.1 钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥弹性抗震性能研究
        1.2.2 钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥的地震损伤特性研究
        1.2.3 钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥的延性耗能机制研究
        1.2.4 高墩桥梁抗震设计方法研究
    1.3 本文研究内容
第二章 钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥弹性抗震性能与抗震优化设计
    2.1 工程背景
        2.1.1 总体布置
        2.1.2 主梁构造
        2.1.3 桥墩构造
    2.2 有限元建模方法
        2.2.1 材料属性
        2.2.2 边界模拟
        2.2.3 地震波
        2.2.4 全桥有限元模型(Q-0)
    2.3 全桥动力特性
        2.3.1 自振特性研究
        2.3.2 叠合格构墩内力分布规律
    2.4 概念设计参数的抗震适用性
        2.4.1 梁墩刚度比
        2.4.2 轴压比
        2.4.3 高低墩墩高比h/H
    2.5 叠合格构墩柱肢设计参数的抗震适用性
        2.5.1 墩高/长细比
        2.5.2 柱肢倾斜度
        2.5.3 叠合格构柱肢截面含钢率
        2.5.4 外包混凝土厚度与柱肢外径比
        2.5.5 柱肢钢材强度
        2.5.6 柱肢核心/约束混凝土强度
    2.6 叠合格构墩缀板设计参数的抗震适用性
        2.6.1 缀板厚度与柱肢外径比
        2.6.2 缀板混凝土强度
    2.7 结构设计参数影响规律汇总
    2.8 抗震优化设计
    2.9 本章小结
第三章 钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥弹塑性抗震性能与抗震优化设计
    3.1 塑性有限元建模分析法
        3.1.1 纤维模型法
        3.1.2 材料本构关系
        3.1.3 地震波输入
    3.2 钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥抗震性能分析(弹塑性)
        3.2.1 全桥内力分布规律
        3.2.2 对比叠合格构墩地震响应峰值
        3.2.3 叠合格构墩的延性分析
        3.2.4 控制截面IDA分析
    3.3 主要设计参数的抗震适用性
        3.3.1 梁墩刚度比
        3.3.2 轴压比(n)
        3.3.3 高低墩墩高比(h/H)
        3.3.4 墩高/长细比
        3.3.5 柱肢倾斜度
        3.3.6 缀板厚度与柱肢外径比
        3.3.7 主要抗震设计参数取值范围
    3.4 抗震优化设计实例验证
    3.5 本章小结
第四章 钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥抗震简化设计方法研究
    4.1 弹性法与纤维模型法地震响应计算结果对比分析
        4.1.1 位移时程对比分析
        4.1.2 叠合格构墩弯矩时程对比分析
    4.2 位移调整系数的等效弹性法
        4.2.1 钢筋混凝土规则桥梁位移调整系数C值来源
        4.2.2 钢管混凝土格构式高墩连续梁桥抗震简化设计方法
        4.2.3 钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥的等效位移法
    4.3 算法验证
        4.3.1 不同的地震波
        4.3.2 不同的抗震设防烈度
        4.3.3 增量动力分析法(IDA)
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

(5)中美规范偏心支撑钢框架结构抗震设计对比研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
术语和符号
第一章 绪论
    1.1 研究背景和目的
    1.2 研究现状
        1.2.1 中美规范条文对比
        1.2.2 中美规范地震作用对比
        1.2.3 中美结构抗震性能对比
    1.3 设计规范的选用
        1.3.1 美国规范的选取
        1.3.2 中国规范的选取
    1.4 本文主要的研究内容
第二章 中美抗震规范对比
    2.1 中美规范抗震设计思想对比
        2.1.1 抗震设计原则
        2.1.2 地震作用计算
        2.1.3 抗震设计反应谱
        2.1.4 地震响应修正系数
    2.2 抗震设计参数的协调
        2.2.1 场地类别的协调
        2.2.2 地震动参数的协调
        2.2.3 结构材料的协调
    2.3 中美结构设计重要指标的控制
        2.3.1 最小地震剪力
        2.3.2 层间位移
        2.3.3 结构高度
        2.3.4 刚重比
第三章 中美高层偏心支撑框架设计及结果对比
    3.1 设计基本信息
        3.1.1 工程概况
        3.1.2 结构材料
        3.1.3 设计荷载
    3.2 地震作用确定
        3.2.1 抗震设防类别
        3.2.2 场地类别和地震动参数
        3.2.3 抗震设计反应谱
        3.2.4 抗震设计类别
        3.2.5 水平地震作用计算
    3.3 结构设计
        3.3.1 荷载效应组合
        3.3.2 双重抗侧力体系框架剪力调整
        3.3.3 截面承载力验算
        3.3.4 偏心支撑框架结构设计要求
    3.4 设计结果对比
        3.4.1 重力荷载代表值和结构设计周期
        3.4.2 抗震设计剪力
        3.4.3 层间位移角
        3.4.4 结构构件尺寸及材料用量
    3.5 本章小结
第四章 中美高层偏心支撑框架抗震性能评估
    4.1 弹塑性分析模型
        4.1.1 材料本构关系
        4.1.2 构件数值模型
        4.1.3 构件塑性变形界限
        4.1.4 其他分析参数取值
        4.1.5 弹塑性分析模型正确性校核
    4.2 静力弹塑性分析
    4.3 动力弹塑性分析
        4.3.1 地震波的选择与输入
        4.3.2 结构总体层次的性能对比
        4.3.3 结构构件层次的性能对比
    4.4 本章小结
第五章 中美中高层偏心支撑框架设计及抗震性能评估
    5.1 设计信息
    5.2 设计结果对比
        5.2.1 重力荷载代表值和结构设计周期
        5.2.2 抗震设计剪力和层间位移角
        5.2.3 结构构件尺寸及材料用量
    5.3 抗震性能对比
        5.3.1 弹塑性分析模型
        5.3.2 地震波的选择与输入
        5.3.3 结构总体层次的性能对比
        5.3.4 结构构件层次的性能对比
    5.4 本章小结
第六章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间发表论文

(6)墩柱-盖梁-箱梁体系的横桥向抗震性能研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 桥梁抗震国内外研究现状
        1.2.1 桥梁震害
        1.2.2 抗震设计理念的国内外现状
        1.2.3 自复位桥墩的国内外研究现状
    1.3 本文研究的目的及主要内容
        1.3.1 研究的目的
        1.3.2 研究的具体内容
第二章 桩土作用下墩柱-盖梁-箱梁体系的横桥向抗震性能分析
    2.1 引言
    2.2 桩土共同作用理论
        2.2.1 基础刚度模拟
        2.2.2 用m法计算等代土弹簧刚度
    2.3 工程概况
    2.4 墩柱-盖梁-箱梁体系有限元模型建立
        2.4.1 墩底固结模型
        2.4.2 桩土作用模型
    2.5 反应谱分析
        2.5.1 反应谱理论
        2.5.2 地震动反应谱设计
        2.5.3 特征值分析
    2.6 内力、位移分析
        2.6.1 箱梁分析
        2.6.2 墩柱分析
        2.6.3 盖梁分析
    2.7 本章小结
第三章 基于延性的墩柱-盖梁-箱梁体系双柱式桥墩设计
    3.1 引言
    3.2 矩形桥墩延性影响因素
        3.2.1 弯矩-曲率分析
        3.2.2 材料本构模型
        3.2.3 延性能力指标
        3.2.4 各因素对矩形桥墩控制截面延性能力的影响
    3.3 双墩柱矩形桥墩横桥向位移能力计算
        3.3.1 双墩柱矩形桥墩模型
        3.3.2 Pushover分析法
        3.3.3 基于弯矩-曲率曲线的公式法
        3.3.4 Pushover法与公式法结果对比
    3.4 基于延性的体系横桥向抗震性能优化
        3.4.1 桥墩参数设计
        3.4.2 桥墩延性能力变化及抗震验算
        3.4.3 桥墩参数对箱梁与盖梁内力的影响
    3.5 本章小结
第四章 双柱式自复位耗能桥墩与普通桥墩抗震性能对比
    4.1 引言
    4.2 自复位耗能桥墩概念
        4.2.1 自复位耗能桥墩定义
        4.2.2 自复耗能桥墩构成
    4.3 自复位耗能桥墩理论分析
        4.3.1 自复位耗能桥墩力学机理
        4.3.2 自复位耗能桥墩的位移计算
    4.4 模型简介
        4.4.1 普通双柱式桥墩构造
        4.4.2 双柱式自复位耗能桥墩构造
    4.5 Abaqus有限元建模与分析
        4.5.1 混凝土塑性损伤模型
        4.5.2 钢筋弹塑性模型
        4.5.3 接触设置
        4.5.4 加载设置
    4.6 桥墩抗震性能分析
        4.6.1 桥墩的受力分析
        4.6.2 桥墩的滞回性能分析
        4.6.3 桥墩的骨架曲线分析
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
图表目录
致谢
作者简历

(7)钢框架结构基于常屈服位移的抗震设计方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 非线性地震反应分析方法
        1.2.1 非线性静力分析方法
        1.2.2 非线性动力分析方法
    1.3 强度折减系数研究现状
        1.3.1 延性折减系数研究现状
        1.3.2 超强折减系数研究现状
    1.4 R_y-μ-T关系研究现状
        1.4.1 单自由度体系R_y-μ-T关系研究现状
        1.4.2 多自由度体系R_y-μ-T关系研究现状
    1.5 单自由度体系R_y-μ-T关系研究中存在的问题
    1.6 本文主要研究内容
第二章 常屈服位移抗震设计方法
    2.1 传统常周期抗震设计方法
    2.2 常周期抗震设计方法存在的问题
        2.2.1 结构设计问题
        2.2.2 位移延性预估问题
    2.3 结构屈服位移的稳定性
        2.3.1 悬臂梁屈服位移的稳定性
        2.3.2 抗弯钢框架屈服位移的稳定性
    2.4 常屈服位移抗震设计方法
        2.4.1 强度折减系数R*与R_y的比较
        2.4.2 常屈服位移抗震设计方法计算流程
    2.5 本章小结
第三章 单自由度结构基于常屈服位移的动力反应分析
    3.1 SDOF结构运动方程的建立
    3.2 SDOF结构在对称Ricker脉冲作用下的地震响应分析
    3.3 两种不同方法设计的结构在对称Ricker脉冲作用下的响应对比
        3.3.1 两种不同结构在R_y取4时的位移响应对比
        3.3.2 两种不同结构在R_y取其它值时的位移响应对比
    3.4 SDOF结构在非脉冲状地震动作用下的位移响应计算
    3.5 本章小结
第四章 SDOF结构位移延性谱的研究
    4.1 地震波的选取
    4.2 非线性动力时程分析
    4.3 位移延性的影响因素
        4.3.1 强度折减系数对位移延性的影响
        4.3.2 场地类别对位移延性的影响
        4.3.3 屈服后刚度系数对位移延性的影响
    4.4 R*-μ-u_(y,s)关系的提出
    4.5 本章小结
第五章 钢框架结构基于常屈服位移的抗震设计
    5.1 多自由度体系到等效单自由度体系的转换
        5.1.1 等效单自由度体系基本假定
        5.1.2 等效单自由度体系位移计算
        5.1.3 等效单自由度体系的基底剪力
        5.1.4 确定侧向力分布模式
    5.2 设计步骤
    5.3 设计实例
    5.4 结构评估
        5.4.1 Pushover分析
        5.4.2 非线性动力分析
    5.5 结果分析
        5.5.1 结构顶点峰值位移控制
        5.5.2 最大层间侧移比控制
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
附录Ⅰ
附录Ⅱ
攻读学位期间取得研究成果
    攻读学位期间发表的论文
    攻读硕士期间参与的科研项目
致谢

(8)钢筋混凝土桥墩抗震延性分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 国内外的研究现状
    1.3 课题主要研究内容
2 桥梁抗震基本概念
    2.1 桥墩震害及其原因
        2.1.1 桥墩类型
        2.1.2 桥墩的震害现象
        2.1.3 桥墩震害原因
    2.2 桥梁抗震设计综述
        2.2.1 桥梁抗震设计整体思想
        2.2.2 桥梁抗震设防准则
        2.2.3 桥梁抗震设计流程
3 桥墩延性抗震理论分析
    3.1 延性抗震的基本概念
        3.1.1 延性的定义
        3.1.2 延性量化指标
        3.1.3 曲率延性与位移延性的关系
        3.1.4 延性与变形关系
    3.2 材料本构关系
        3.2.1 钢筋应力-应变关系
        3.2.2 混凝土应力-应变关系
    3.3 桥墩的塑性铰区
        3.3.1 塑性耗能机制的选择
        3.3.2 桥墩的塑性铰区长度
    3.4 桥墩延性类型
    3.5 桥墩延性抗震分析方法
        3.5.1 弯矩-曲率分析
        3.5.2 影响桥墩抗震延性的因素
        3.5.3 简化的延性桥墩抗震设计方法
    3.6 小结
4 桥墩延性数值模拟分析
    4.1 Midas使用简介
        4.1.1 Midas程序介绍
        4.1.2 模型参数的选用
    4.2 普通钢筋混凝土柱式桥墩延性分析
        4.2.1 截面形式的影响
        4.2.2 轴压比的影响
        4.2.3 混凝土强度的影响
        4.2.4 截面尺寸的影响
        4.2.5 纵筋强度的影响
        4.2.6 纵向钢筋配筋率的影响
    4.3 高墩延性分析
        4.3.1 建立模型
        4.3.2 结果分析
        4.3.3 高墩与普通墩间延性因素的对比
    4.4 小结
5 钢筋混凝土桥梁整体抗震分析
    5.1 桥梁抗震基本理论
        5.1.1 静力分析法
        5.1.2 反应谱分析法
        5.1.3 动力时程分析法
        5.1.4 功率谱法
    5.2 Midas反应谱分析
        5.2.1 模型质量的模拟
        5.2.2 阻尼的模拟
        5.2.3 特征值分析
        5.2.4 规范反应谱
        5.2.5 反应谱荷载工况的定义
        5.2.6 反应谱分析振型组合的方法
    5.3 工程实例
        5.3.1 工程概况
        5.3.2 模型建立
        5.3.3 结构特征值分析
        5.3.4 反应谱参数选取
        5.3.5 E1地震作用
        5.3.6 E2地震作用
    5.4 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
        6.1.1 桥墩延性分析结论
        6.1.2 桥梁整体抗震分析结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

(9)RC框架结构整体抗震性能系数与综合反应修正系数研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 结构抗震性能系数在国内外抗震规范的应用状况及存在的问题
        1.2.1 各国抗震规范中结构抗震性能系数的应用状况
        1.2.2 结构抗震性能系数研究存在的主要问题
    1.3 结构抗震性能系数的国内外研究现状与发展趋势
        1.3.1 结构反应修正系数的研究现状
        1.3.2 结构整体超强系数的研究现状
        1.3.3 结构延性折减系数的研究现状
        1.3.4 结构位移放大系数的研究现状
        1.3.5 结构整体抗震性能系数研究的最新发展趋势
    1.4 结构抗连续倒塌鲁棒性的研究现状及存在的问题
        1.4.1 结构冗余度系数的研究现状
        1.4.2 结构抗震鲁棒性的研究现状
        1.4.3 结构抗震鲁棒性研究存在的主要问题
    1.5 主要研究内容
        1.5.1 主要研究内容
        1.5.2 章节安排
第2章 结构整体抗震性能系数的基本理论
    2.1 引言
    2.2 结构整体抗震性能系数的基本概念
        2.2.1 结构整体超强系数
        2.2.2 结构延性折减系数
        2.2.3 结构反应修正系数
        2.2.4 结构位移放大系数
        2.2.5 结构冗余性系数
    2.3 各国抗震规范整体抗震性能系数的对比分析
        2.3.1 结构反应修正系数的对比分析
        2.3.2 结构整体超强系数的对比分析
        2.3.3 结构位移放大系数的对比分析
    2.4 结构整体抗震性能系数评定的 FEMA P695 方法
        2.4.1 FEMA P695 中结构整体抗震性能系数的定义
        2.4.2 结构的调整倒塌裕度比
        2.4.3 结构抗震性能系数的评定方法
    2.5 结构整体抗震性能系数分析与评定的理论研究框架
    2.6 本章小结
第3章 RC 框架结构的有限元建模与抗震性能分析
    3.1 引言
    3.2 RC 框架结构的设计
    3.3 基于 OpenSees 的 RC 框架结构非线性有限元建模
        3.3.1 混凝土
        3.3.2 钢筋
        3.3.3 截面和单元
    3.4 RC 框架结构 OpenSees 有限元模型的试验验证
        3.4.1 结构整体动力特性的分析
        3.4.2 基于清华大学构件与结构试验数据的模型验证
        3.4.3 基于本课题组结构整体振动台试验数据的模型验证
    3.5 地震动记录的选取
    3.6 RC 框架结构的抗震性能分析与评价
        3.6.1 基于非线性静力方法的结构抗震性能分析与评价
        3.6.2 基于非线性动力方法的结构抗震性能分析与评价
    3.7 本章小结
第4章 RC 框架结构整体抗震性能系数的能力分析
    4.1 引言
    4.2 结构整体抗震性能系数能力分析的基本原理
        4.2.1 结构整体抗震性能系数的能力分析
        4.2.2 基于非线性静力方法的结构整体抗震性能系数能力分析
        4.2.3 基于非线性动力方法的结构整体抗震性能系数能力分析
        4.2.4 结构整体抗震性能系数能力分析的流程
    4.3 结构整体超强系数的能力分析
        4.3.1 基于非线性静力方法的能力分析
        4.3.2 基于非线性动力方法的能力分析
        4.3.3 静力方法与动力方法的对比分析
    4.4 结构延性折减系数的能力分析
        4.4.1 基于非线性静力方法的能力分析
        4.4.2 基于 R-μ-T 谱的能力分析
        4.4.3 基于非线性动力方法的能力分析
        4.4.4 静力方法与动力方法的对比分析
    4.5 结构反应修正系数的能力分析
        4.5.1 基于非线性静力方法的能力分析
        4.5.2 基于 R-μ-T 谱的能力分析
        4.5.3 基于非线性动力方法的能力分析
        4.5.4 静力方法与动力方法的对比分析
    4.6 结构位移放大系数的能力分析
        4.6.1 基于非线性静力方法的能力分析
        4.6.2 基于非线性动力方法的能力分析
        4.6.3 静力方法与动力方法的对比分析
    4.7 本章小结
第5章 RC 框架结构整体抗震性能系数的需求分析与确定性评定
    5.1 引言
    5.2 结构整体抗震性能系数需求分析的基本原理
        5.2.1 基于静力能力谱法的结构整体抗震性能系数需求分析
        5.2.2 基于时程分析方法的结构整体抗震性能系数需求分析
        5.2.3 基于动力能力谱法的结构整体抗震性能系数需求分析
    5.3 基于能力需求比的结构整体抗震性能系数确定性评定原理
        5.3.1 结构性能评价目标
        5.3.2 结构抗震性能系数能力分析
        5.3.3 结构抗震性能系数需求分析
        5.3.4 结构整体抗震性能系数能力需求比的定义
        5.3.5 结构整体抗震性能系数评定流程图
    5.4 RC 框架结构整体抗震性能系数的需求分析
        5.4.1 结构整体超强系数的需求分析
        5.4.2 结构延性折减系数的需求分析
        5.4.3 结构反应修正系数的需求分析
        5.4.4 结构位移放大系数的需求分析
    5.5 基于能力需求比的 RC 框架结构抗震性能系数确定性评定
        5.5.1 结构整体超强系数的确定性评定
        5.5.2 结构延性折减系数的确定性评定
        5.5.3 结构反应修正系数的确定性评定
        5.5.4 结构位移放大系数的确定性评定
    5.6 地震影响系数曲线的修正
    5.7 本章小结
第6章 RC 框架结构整体抗震性能系数合理取值的综合概率评定
    6.1 引言
    6.2 基于强度和位移的结构抗震性能系数综合概率评定原理
        6.2.1 基于调整倒塌裕度比的结构抗震性能系数评定原理
        6.2.2 基于位移需求能力系数法的结构整体抗震性能系数评定原理
        6.2.3 基于强度和位移的结构整体抗震性能系数综合概率评定原理
    6.3 RC 框架结构整体抗震安全性的综合概率评定
        6.3.1 基于调整倒塌裕度比的结构抗震安全性评定
        6.3.2 基于位移需求能力系数法的结构抗震安全性评定
    6.4 RC 框架结构抗震性能系数合理取值的综合概率评定
        6.4.1 基于需求能力系数法的抗震性能系数合理取值概率评定
        6.4.2 基于调整倒塌裕度比的结构抗震性能系数合理取值概率评定
    6.5 本章小结
第7章 考虑抗侧向连续倒塌鲁棒性的 RC 框架结构综合反应修正系数
    7.1 引言
    7.2 结构整体倒塌的三类失效模式
    7.3 考虑抗侧向连续倒塌鲁棒性的结构综合反应修正系数
    7.4 结构整体抗侧向连续倒塌鲁棒性评定指标
        7.4.1 基于承载力的结构鲁棒性评定指标
        7.4.2 基于谱加速度的结构鲁棒性评定指标
        7.4.3 基于位移的结构鲁棒性评定指标
    7.5 基于备用荷载路径的结构抗侧向连续倒塌鲁棒性分析原理
        7.5.1 基于备用荷载路径的静力分析原理(承载力)
        7.5.2 基于备用荷载路径的 IDA 分析原理(谱加速度)
        7.5.3 基于备用荷载路径的位移需求能力系数分析原理(位移)
        7.5.4 结构抗侧向连续倒塌鲁棒性分析流程图
    7.6 基于承载力的 RC 框架结构抗侧向连续倒塌鲁棒性分析
        7.6.1 关键构件的确定
        7.6.2 基于备用荷载路径的静力能力谱方法
        7.6.3 基于备用荷载路径的 IDA 方法
    7.7 基于位移的 RC 框架结构抗侧向连续倒塌鲁棒性分析
        7.7.1 损伤结构概率抗震能力分析
        7.7.2 损伤结构概率地震需求分析
        7.7.3 总体不确定性 UT
        7.7.4 基于位移需求能力系数法的结构抗侧向连续倒塌鲁棒性评定
    7.8 考虑侧向连续倒塌鲁棒性的结构综合反应修正系数分析
        7.8.1 结构综合反应修正系数的静力分析
        7.8.2 结构综合反应修正系数的动力分析
    7.9 本章小结
第8章 考虑抗竖向连续倒塌鲁棒性的 RC 框架结构综合反应修正系数
    8.1 引言
    8.2 考虑抗竖向连续倒塌鲁棒性的结构综合反应修正系数
    8.3 同时考虑侧向和竖向鲁棒性的结构综合反应修正系数
    8.4 结构抗竖向连续倒塌鲁棒性的评定及其分析流程
    8.5 基于 Pushdown 的结构抗竖向连续倒塌能力评定原理
    8.6 基于竖向 IDA 的结构抗竖向连续倒塌能力评定
        8.6.1 竖向非线性动力分析方法
        8.6.2 竖向增量动力分析方法
    8.7 RC 框架结构抗竖向连续倒塌鲁棒性分析
    8.8 考虑竖向连续倒塌鲁棒性的 RC 框架结构综合反应修正系数分析
        8.8.1 结构综合反应修正系数的静力分析
        8.8.2 结构综合反应修正系数的动力分析
    8.9 同时考虑侧向和竖向连续倒塌鲁棒性的 RC 框架结构综合反应修正系数分析
    8.10 本章小结
结论与展望
    1. 主要结论
    2. 主要创新点
    3. 研究展望
参考文献
附录:RC 框架结构的截面尺寸与配筋
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢
个人简历

(10)基于性能抗震设计的钢筋混凝土柱试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 基于性能的抗震设计
        1.2.1 基于性能抗震的研究概况
        1.2.2 基于位移的抗震设计方法
    1.3 结构延性能力设计与计算
        1.3.1 延性的定义
        1.3.2 混凝土极限压应变
        1.3.3 柱截面延性研究
        1.3.4 柱位移延性的研究
    1.4 本文的研究内容
第2章 柱延性基本理论与计算方法
    2.1 引言
    2.2 延性的基本理论
        2.2.1 应变延性
        2.2.2 曲率延性
        2.2.3 构件位移延性
        2.2.4 结构位移延性
    2.3 柱箍筋设计的规范要求
        2.3.1 欧洲 EURO CODE8
        2.3.2 美国 ACI 318-11
        2.3.3 新西兰 NZS 3101
        2.3.4 美国 ATC-32
        2.3.5 中国 GB 50010-2010
        2.3.6 各国规范比较
    2.4 基于截面延性的箍筋设计方法
        2.4.1 WATSON 模型
        2.4.2 SHEIKH AND KHOURY 模型
        2.4.3 XIAO 模型
    2.5 各种设计方法的配箍率与延性对比分析
        2.5.1 最小配箍特征值与轴压比
        2.5.2 最小配箍特征值与延性
        2.5.3 最小配箍特征值建议值
    2.6 本章小结
第3章 钢筋混凝土柱抗震性能的试验研究
    3.1 引言
    3.2 试验概况
        3.2.1 试件模型
        3.2.2 材料特性
        3.2.3 试件安装和加载
    3.3 试验结果及分析
        3.3.1 钢筋混凝土柱力-位移滞回曲线
        3.3.2 试件破坏现象
        3.3.3 影响参数分析
    3.4 应变试验结果及分析
        3.4.1 RC-1 试件试验结果及分析
        3.4.2 RC-2 试件试验结果及分析
        3.4.3 RC-3 试件试验结果及分析
        3.4.4 RC-4 试件试验结果及分析
        3.4.5 箍筋环向应变沿柱高分布情况分析
    3.5 本章小结
第4章 钢筋混凝土柱截面延性分析
    4.1 引言
    4.2 试验混凝土柱的约束应力分析
        4.2.1 反复荷载下钢筋的本构关系
        4.2.2 箍筋应力计算分析
        4.2.3 试件箍筋约束应力计算结果
        4.2.4 截面约束应力分布
    4.3 影响柱截面延性的参数分析
        4.3.1 试验介绍
        4.3.2 截面数值模拟
        4.3.3 截面延性分析
    4.4 本章小结
第5章 钢筋混凝土柱位移延性分析
    5.1 引言
    5.2 塑性铰长度
        5.2.1 塑性铰长度计算方法
        5.2.2 影响塑性铰长度的因素分析
        5.2.3 本文建议计算方法
    5.3 柱位移延性计算
        5.3.1 柱位移延性计算方法
        5.3.2 延性计算验证
    5.4 柱延性的概率分布
        5.4.1 柱延性的概率分布
        5.4.2 轴压比对柱延性概率分布的影响
        5.4.3 体积配箍率和其他参数对柱延性概率分布的影响
    5.5 本章小结
第6章 基于性能的多水准抗震设计方法
    6.1 引言
    6.2 抗震水准和目标
        6.2.1 结构抗震性能水准
        6.2.2 抗震性能目标
    6.3 能力谱方法
        6.3.1 ATC-40 模型
        6.3.2 改进能力谱模型
        6.3.3 强度折减系数计算模型
        6.3.4 直接基于位移的改进能力谱方法
    6.4 基于位移的多水准能力谱设计方法
        6.4.1 结构性能点
        6.4.2 弹塑性反应谱簇
        6.4.3 多水准设计曲线
    6.5 算例
    6.6 本章小结
结论
参考文献
附录 A(攻读博士学位期间所发表的学术论文目录)
附录 B(试件环向应变测试结果)
致谢

四、结构延性与抗震设计(论文参考文献)

  • [1]钢结构异形柱框架结构的结构影响系数[D]. 周明潭. 中北大学, 2021(09)
  • [2]剪切型多自由度体系地震性能系数谱与P-Δ效应分析[D]. 李潇. 浙江大学, 2020(01)
  • [3]双柱式桥墩抗震性能研究[D]. 梁青锋. 西安工业大学, 2020(02)
  • [4]钢管混凝土叠合格构式超高墩连续刚构桥抗震性能及抗震设计研究[D]. 王金泽. 福建工程学院, 2020(02)
  • [5]中美规范偏心支撑钢框架结构抗震设计对比研究[D]. 吴虹. 东南大学, 2019(05)
  • [6]墩柱-盖梁-箱梁体系的横桥向抗震性能研究[D]. 姜辉. 苏州科技大学, 2019(01)
  • [7]钢框架结构基于常屈服位移的抗震设计方法研究[D]. 李田. 长安大学, 2019(01)
  • [8]钢筋混凝土桥墩抗震延性分析[D]. 徐凤月. 安徽理工大学, 2014(03)
  • [9]RC框架结构整体抗震性能系数与综合反应修正系数研究[D]. 崔双双. 哈尔滨工业大学, 2013(02)
  • [10]基于性能抗震设计的钢筋混凝土柱试验研究[D]. 李鹏. 湖南大学, 2013(09)

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结构延性和抗震设计
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