一、隔震结构复位弹簧刚度的敏感性分析(论文文献综述)
汤涛[1](2021)在《地震作用下附设TMD的混合层间隔震体系振动控制研究》文中认为随着城市化进程的加快以及人类需求的日益增长,结构体系也在不断变化创新,有时还存在某些客观因素的限制作用,基础隔震技术已无法适用于所有建筑,一种新型的层间隔震技术应运而生。隔震层由基础部位向上部结构转移,结构的动力特性发生改变,工作机理也呈现出新的特点,有必要对其抗震性能进行分析。另一方面,隔震层的上提,引起非隔震振型参与程度增加,下部结构振控效果有限,需考虑混合其它控制装置改善体系性能。隔震层的存在可吸收耗散一部分地震能量,减轻TMD质量块的安装重量,同时TMD系统的存在可限制隔震层的变形,延长隔震装置的使用周期,二者的工作特点相辅相成,为混合控制系统的实施提供了可能性。本文主要开展了如下工作:(1)基于TMD阻尼器与层间隔震技术混合使用的可行性,针对不同目标控制振型,提出上部结构顶层和下部结构顶层附设TMD两种混合层间隔震体系,同时建立了二者的运动方程。(2)利用ANSYS构建第三阶段20层钢结构Benchmark数值模型,由隔震支座力学特性,水平和竖直方向以Combin40和Combin14组合单元的形式模拟,综合考虑隔震层上下部结构的振控效果,建立一、三、五、七和九层五种层间隔震模型,并对其进行模态分析。(3)选取Elcentro波、Taft波和人工波作为时程分析的输入地震动,以结构响应为评价指标,探究隔震层位置的变化对结构水平向抗震性能的影响。(4)根据振型分析以及时程分析结果,选取一层隔震和九层隔震两种代表隔震结构,给出两种混合层间隔震体系布置策略,建立混合隔震结构有限元模型,对二者进行动力时程分析,并与无控结构和仅层间隔震结构振控效果作比较。研究结果显示,隔震层设置得越低,周期延长效果越明显,随着隔震层向结构中上部转移,非隔震的高阶振型参与系数增大。隔震层附近楼层地震响应发生突变,上部结构反应抑制作用显着,但下部结构加速度存在放大现象。针对一层隔震结构,在其上部结构顶层附设TMD后,隔震层位移减小,一阶振型反应得到进一步调谐,针对九层隔震结构,在其下部结构顶层附设TMD后,下部结构的突变放大状况得以缓和,二阶非隔震振型实现有效控制,混合控制策略改善了层间隔震结构的总体工作性能。
赵东卓[2](2020)在《钢结构半刚性连接及框架非完全相似误差分析方法的研究》文中研究表明缩尺模型因经济性强、操作简便及试验周期短等特点在结构试验中得到广泛应用。但结构缩尺模型一般都是非完全相似的。以钢结构梁柱连接节点为例,足尺与缩尺模型的轧制钢构件很难保证在尺寸上满足完全相似条件,栓接节点也无法等比例缩小,因此几乎所有的钢结构缩尺模型都是非完全相似的,需要进行相似性分析与设计。然而传统相似理论只能解决相似模型设计中主要物理量的设计比例问题,不能解决不完全相似带来的相似误差问题。因此,本文以钢结构半刚性连接节点及框架为研究对象,对缩尺模型的非完全相似所引起的误差进行系统性研究,提出一种能够有效预测缩尺模型非完全相似误差的计算方法,全文的主要工作如下:(1)基于相似理论及量纲和谐原理推导出半刚性钢结构梁柱连接节点的完全相似条件,引入半刚性节点刚度Ki作为一个独立参数。明确相似条件在预测相似误差时的局限性及改进的方向。基于Python编制了ABAQUS二次开发的半刚性节点自动建模及后处理程序,实现大批量非完全相似节点快速参数化分析。采用Spearman非参数相关系数对典型半刚性端板连接的主要几何参数进行筛选,通过对102个非完全相似模型结果的分析,从28个因素中优选得到了4个对节点相似目标影响最大的因素,为试验参数的科学选取提供前提条件。(2)建立精细化节点有限元模型,与足尺模型试验结果相对比,分析了有限元模型的可靠性。研究了完全相似的缩尺端板连接节点模型与足尺模型应力分布的一致性。分析了端板厚度、梁截面高度、柱截面高度、螺栓规格等因素对梁柱端板连接及T型件连接节点的应力分布影响,阐述上述两种非完全相似半刚性连接模型的应力分布特点。分析塑性开展程度对梁柱双腹板连接节点应力分布的影响。明确以节点刚度为相似目标量时各个试验要素对端板连接、T型件端板连接、双腹板角钢连接、悬臂段螺栓连接四种半刚性连接形式的试验结果影响,获取了其中的最主要影响因素。(3)建立相似误差预测的代理模型方法,构建不完全相似的节点模型数据库,基于不同因素将相似误差预测问题区分为三个层次,包括采用最小二乘法的单因素误差分析方法、基于响应面法的双因素相关误差估计方法、利用人工神经网络的多因素相关误差分析方法。以外伸端板连接和T型件连接为例,采用上述方法得到非完全相似误差预测公式。(4)基于6个半刚性连接足尺模型与6个非完全相似缩尺模型的循环加载试验,考虑非完全相似对模型循环加载试验带来的影响。对比端板连接、T型件端板连接、双腹板角钢连接、悬臂段螺栓连接四种半刚性连接形式的足尺与缩尺模型试验现象。对12个节点模型试件的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、测试点应变进行归纳与分析。(5)推导得到了包含节点刚度特征的半刚性钢框架完全相似条件。将非完全相似误差预测方法应用到半刚性钢框架的误差预测中,开发了ANSYS与MATLAB嵌套的循环迭代算法,通过计算2950组钢框架模型得到了各因素的灵敏度分布。以蒙特卡罗法为基础建立了50000组非完全相似的钢框架模型数据库,基于代理模型法中的人工神经网络方法预测了半刚性钢框架的相似误差。
赵晓光[3](2020)在《地震作用下建筑高低承台群桩基础响应规律试验研究》文中指出地震作用下桩基础的动力响应规律作为岩土工程中的难点问题,涉及到场地土的动力响应、土-结构相互作用、动力非线性、弹塑性等多项复杂课题。本文在已有研究成果的基础上,主要针对震害特征明显、承受水平荷载不利的高承台群桩基础动力响应规律,以埋入式低承台群桩基础作为比较对象,开展大比例尺振动台试验与数值模拟分析,揭示在一般均匀地基中桩基础的基本地震响应规律,详细分析高、低承台群桩基础在上部结构、承台、桩身以及土-结构接触状态等方面的动力响应规律及差异,取得的主要结论如下:1.在考虑桩基础与地基土相互作用时,上部结构振动能量会通过基础和地基土发生逸散向外传递(辐射阻尼效应),基础承台埋设条件会直接影响上部结构的振动特性与动力反应。由于承台和桩身外露地表,高承台群桩的辐射阻尼作用相对较小。2.相同条件下高桩承台结构的加速度峰值是低桩承台结构的1.35~1.65倍,外露段桩身的加速度峰值明放大系数约为2.0~2.4。与桩周地基土相比,地表处桩-土之间的加速度响应差异明显,地基深处桩身与土体的相对运动趋势较小,反映了桩-土-结构相互作用的影响机理。3.桩头与承台联结的嵌固效应、承台与桩身自由段的外露影响,将会显着改变桩身的地震内力分布。高承台桩身的主要弯曲危险点位于桩顶与承台连接处及地表附近处(地表以下1.5D~2.0D);低承台桩身在桩顶处内力幅值最大。承台及桩身的外露也会影响桩顶的嵌固效应,高承台桩身的受弯影响深度约在桩顶以下1.1m(18D),即地表以下0.8m(13D),而低承台桩身的受弯影响深度约在桩顶以下2.0m(33D)。4.水平地震作用下群桩基础中各基桩的荷载分配与桩身内力差异较大,角桩(前排桩)的桩身弯曲内力比边桩(内排桩)的内力大。对于高承台群桩基础,基桩内力的不均匀程度更大。地震强度的增加将放大不均匀系数。5.动土压力随结构与土体之间的相对运动趋势变化而不断消长。随着地震动强度的增加,结构物上的总土压力(包含动土压力与静力土压力)受动土压力的影响越来越大。地表附近的桩身(承台)与地基土之间的动土压力幅值更大,反映土-结构相互作用的影响程度规律。在低承台桩基础中,承台结构侧向动土压力得到一定发挥,其接触关系应考虑墙前与墙后土压力的叠加效应。6.地震动强度对响应幅值的影响最为显着。场地土体初始动剪切模量的增大,会显着降低土体以及桩身的加速度与位移响应,同时也会在一定程度上减小桩身的内力。桩-土刚度比的增加将降低桩身、承台的加速度响应,放大桩身内力。承台质量的增加主要放大桩顶处的内力幅值,上部结构质量的变化主要影响地表处桩身的内力响应。桩身出露长度的增加会显着放大承台、上部结构的加速度响应,影响桩身内力设计的控制截面位置。桩身入土深度对桩身内力的影响存在一个临界深度,当桩身入土深度增加至20D,其对桩身内力的影响已不明显。7.从实用设计角度出发,在有关地基运动引起的桩身内力有关成果基础上,考虑桩土刚度比、结构惯性作用、桩身出露长度等多因素影响,引入可以反映惯性作用与运动作用耦合方式的关联系数,推导出一个适用于一般均匀地基中桩身最大弯矩的估算公式,为桩基抗震设计的简化计算提供参考。
张瑞甫,曹嫣如,潘超[4](2019)在《惯容减震(振)系统及其研究进展》文中研究说明惯容是一种两端点加速度相关型新型结构控制元件。惯容减震(振)系统是包含惯容元件的结构振动控制系统。该文整理并总结了国内外学者在惯容及惯容减震(振)系统方面取得的大量研究成果,从惯容的实现机理、惯容减震(振)系统性能、惯容减震(振)结构体系的分析设计三个方面介绍、论述惯容的原理及其在减震(振)控制领域的发展历程与研究现状。相比于传统减震(振)系统,惯容减震(振)系统具有如下优势:能够实现惯性的灵活调整和频率的调节、改变结构惯性同时基本不改变结构的物理质量、提高惯容系统中消能器的耗能效率。该文旨在梳理惯容减震(振)系统的发展脉络与现状,为惯容减震(振)系统在结构振动控制中的应用提供理论依据和设计参考,以推进惯容减震(振)系统理论与实践的持续发展。
程学磊[5](2019)在《饱和软土场地地铁车站结构地震灾变机理及易损性分析》文中研究表明饱和砂土或粉土液化、软土大变形是两种典型地基灾变失稳现象。在我国沿海、沿江、沿湖地区广泛分布着软土,而这些地区多为发达地区,聚集在该区域的城市具有大量的地铁车站结构。目前,因软土力学性质的特殊性和复杂性,限于对软土场地地铁地下结构相互作用体系动力灾变机理的认识,现行相关抗震规范设计方面还不够完备,特别是与可液化砂土地基场地相比还较为粗泛,仅给出了若干定性、笼统的规定,尚缺乏更为深入和全面系统的研究,难以适应我国地铁建设的快速发展和满足对地铁地下结构抗震设计提出的新要求。因此,饱和软土场地中地铁车站结构动力灾变机理认识仍需要完善深入。本课题从已有研究成果现状和特点出发,主要研究工作如下:1.选取典型单层双跨地铁车站结构型式,开展了一组缩尺比例为1:30的饱和软土场地地铁车站结构地震反应振动台模型试验,测试了模型体系加速度反应特性、动孔压比反应特性、地表位移反应特性及土结界面接触土压力反应特性等动力响应指标,通过系列试验并对振动台实验数据进行分析,揭示了饱和软土场地地铁车站结构体系地震动力响应规律、破坏特征。2.基于u-p格式广义Biot固结理论和饱和两相多孔介质有效应力动力求解方法,建立可描述模型试验土骨架和孔隙水完全耦合的有效应力数值计算模型进行仿真,并将数值计算与模型试验结果进行对比分析,相互验证了数值模型的合理性和有效可靠性。针对计算模型和程序,由MATLAB与GID接口程序实现对OpenSEES求解平台计算结果输出相关数据自动提取和可视化后处理。3.基于模型试验验证的完全耦合有效应力数值求解方法,通过参数化数值外推,建立足尺描述的饱和软土场地地铁车站结构非线性相互作用体系精细化数值模型进行地震反应特性和灾变机理分析,其中土体采用多屈服面弹塑性本构模型,结构采用纤维截面弹塑性梁柱单元模型。4.采用“六因素、三水平”数值试验正交设计方案,选取地铁车站结构体系特征位置处位移、加速度、动孔压比、结构动内力等动力评价指标,结合多指标综合平衡法进行土性参数敏感性分析。进一步地,由模型体系特征动力响应指标分别对不同结构埋深、不同饱和软土夹层厚度和深度等复杂软土场地进行场地因素影响分析,全面深入系统地揭示饱和软土场地中地铁车站结构动力灾变机理和失效模式。5.通过对既定埋深结构完全耦合有效应力精细化有限元数值模型输入随机地震动(人工地震波由功率谱-三角级数法得出)计算得出其地震动力响应,以最大层间位移角作为地铁车站结构性能参数,获得随机地震动序列作用下的结构需求云图关系,基于概率地震需求模型分析方法对地铁车站结构绘制地震易损性曲线进行基于性能参数的易损性分析,并将基于概率表达形式的多水准易损性曲线转变为基于易损性指数的非概率单参数描述形式进行拓展分析,进而对不同场地类别工况及不同饱和软土夹层深度和厚度场地工况中地下结构抗震性能进行易损性评估。以上研究对于加深地铁车站结构地震灾害认识和促进岩土地震工程发展,并进一步指导饱和软土场地中地铁车站结构抗震设计具有理论科学价值和实践指导意义。
姚琼[6](2019)在《三维隔震支座LNG储罐地震响应分析》文中提出近年来,随着清洁能源液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG)使用占比不断提高,LNG储罐的安全性及抗震性愈受关注。目前对储罐的隔震多为水平隔震,然而研究表明竖向地震作用对储罐抗震影响也较大,故本文采用大型通用有限元分析软件ADINA对三维隔震支座LNG储罐地震响应进行了数值模拟分析,研究了三维隔震支座对储罐的水平及竖向隔震效果。研究成果如下:(1)利用有限元软件ADINA对LNG储罐进行数值模拟,求解储罐晃动频率及耦合频率,并与相关理论规范及试验进行比较,误差在可接受的范围之内,验证了利用ADINA软件建模的可行性。(2)针对1000m3储罐,设计了一种新型三维隔震支座系统,该系统包括水平隔震层和竖向隔震层,结合三维隔震支座设计理论,研究了水平隔震层和竖向隔震层的刚度和阻尼,得到了与1000m3储罐抗震性能相匹配的三维隔震支座力学参数。(3)利用ADINA有限元软件建立1000m3储罐模型,计算并对比分析了非隔震储罐、叠层橡胶支座隔震储罐及三维支座隔震储罐的地震响应。结果表明,水平地震激励下,与非隔震储罐相比,三维隔震支座能有效减小储罐加速度,动水压力及有效应力,减小幅度分别为61.20%,91.08%,16.27%;与非隔震储罐相比,叠层橡胶隔震支座对储罐加速度,动水压力及有效应力的减震效果分别为63.03%,91.39%,17.93%,三维隔震支座与叠层橡胶隔震支座水平减震效果接近,均能很好降低储罐地震响应。竖向地震激励下,与非隔震储罐相比,三维隔震支座对储罐的加速度、动水压力及有效应力,分别减少了86.19%,62.43%,20.06%;与非隔震储罐相比,叠层橡胶隔震支座对储罐的加速度、动水压力及有效应力,分别减少了4.93%,0.58%,5.76%。研究表明本文所设计的三维隔震支座具有较好的水平及竖向隔震效果。(4)通过改变隔震周期、隔震阻尼比及地震烈度、场地条件、液面高度等参数,对比分析不同参数下三维隔震支座LNG储罐地震响应。结果表明:地震烈度变化时,三维隔震支座对高烈度下储罐地震响应有更好的减震效果。场地类型对三维支座隔震储罐地震响应有影响,对于场地较硬的地震波,隔震效果最好。当液面高度变化时,液面高度较高时三维支座隔震效果最好。在对储罐设计时需根据储罐自身特性,选择合理隔震周期和隔震阻尼比能够有效减小储罐的地震响应。
陆东亮[7](2019)在《基于热氧老化作用叠层轮胎隔震垫的老化及隔震性能研究》文中进行了进一步梳理针对我国高烈度地区村镇建筑现状,及其在地震作用下破坏显着这一特点,国内外学者对不同村镇简易隔震体系的经济性、合理性及其隔震性能做了大量的研究,但整体而言隔震体系的限位功能、复位能力有限,引起地震后隔震结构错位显着等病害。在综合考虑村镇建筑施工方便、造价低廉、绿色环保等因素下,提出一种适用于高烈度村镇地区的新型叠层轮胎墙下简易隔震技术。该技术通过叠层轮胎隔震垫与墙下隔震结构配合使用,在实现隔震目的同时,可以起到很好的限位和复位效果,有望在高烈度村镇地区推广应用。然而轮胎橡胶作为一种高分子材料在荷载、温度、空气等因素作用下易发生老化,引起隔震支座力学性能的改变,继而减弱其隔震效果,危害隔震结构的安全。为保证叠层轮胎隔震垫在建筑物全寿命周期内的安全性和相关力学性能的稳定性,本文以叠层轮胎墙下隔震结构的可持续应用为背景,围绕热氧老化及老化-荷载侵蚀环境作用下叠层轮胎隔震垫的老化性能及隔震性能进行了以下研究:(1)通过对不同压应力下叠层轮胎隔震垫压缩应力松弛研究,了解橡胶分子链的运动规律,探究其加载应力及压缩永久变形的损失规律,并对叠层轮胎隔震垫的压应力相关性及老化松弛机理做出分析。(2)采用实验室加速老化的试验方法研究了STP的老化性能,对STP在热氧侵蚀环境中的腐蚀形态和劣化率进行了分析,采用SEM扫描电镜技术分析了STP热氧老化后的微观结构、形貌变化特性,进一步通过橡胶老化作用图解探究了橡胶分子链的断裂与交联两种反应作用机理。(3)通过对热氧老化及老化-荷载耦合作用下STP的力学性能研究,获得STP的承载力、竖向刚度、抗压弹性模量、竖向变形性能、水平刚度等力学性能的时变规律,揭示了不同侵蚀环境下STP的力学性能退化机理,同时提出STP的轴压破坏准则,修正了适用于STP的竖向变形性能公式。(4)通过对STP的热氧老化及拟静力试验研究及理论分析,量化研究了老化时间、设计压应力对该类新型隔震垫滞回曲线、等效阻尼比、骨架曲线、残余位移的影响,揭示了STP的隔震性能随老化的影响规律,分析了其性能退化机理。结果表明:热氧老化侵蚀下的STP具备稳定的耗能及复位能力。(5)通过对老化-荷载耦合下STP的拟静力试验研究,结合老化-荷载耦合作用下STP的变形、脱胶、钢丝网破坏及其裂缝延展等内外部破损行为,综合分析老化-荷载侵蚀环境作用对STP隔震性能的影响规律及其隔震性能退化机理,同时对叠层轮胎隔震垫进行了寿命预估。结果表明,在建筑结构全寿命周期内STP的力学性能稳定,具有可靠的隔震性能。
江力强[8](2019)在《基于易损性与敏感性的多层冷成型钢结构强震倒塌机理及鲁棒性评估》文中研究说明冷成型钢结构具有轻质高强、环保节能、施工快捷等特点,契合我国大力倡导的建筑工业化和绿色建筑的发展趋势,具有广泛的应用前景。鉴于我国“人多地少”的基本国情,多层冷成型钢结构更符合我国民用建筑的需求,为此叶继红教授课题组提出了一种能兼顾结构竖向承载、水平抗侧和抗火等多项需求的多层冷成型钢住宅结构体系,本文针对该体系若干关键问题——装配式建造技术、大型结构振动台试验、简化数值分析方法、强震倒塌机理、地震风险和抗震鲁棒性等方面展开系统研究。主要内容与结论如下:1.为进一步简化多层冷成型钢结构体系的现场施工工序,提高该体系建筑工业化水平,提出可模块化建造的装配式多层冷成型钢复合剪力墙结构体系(PM-CFS-CSWS),通过开展4栋5层结构分层次振动台试验,对比研究了冷成型钢龙骨框架、新型加强块节点、加强型墙体和普通型墙体对多层体系抗震的贡献,得到以下结论:(1)经过4个振动台模型试验的考验,PM-CFS-CSWS体系的各模块间冷成型钢构件的关键连接均未发生破坏,安全可靠;(2)底层冷成型钢管混凝土(CFRST)柱柱身和柱底屈曲、梁柱连接件破坏是冷成型钢龙骨框架典型的破坏模式,自攻螺钉连接件破坏(螺钉倾斜、拔出和剪断)和墙板破坏(开裂、局部脱落和脱离掉落)是复合剪力墙典型的破坏模式;(3)新型加强块节点、加强型墙体和普通型墙体均可提高结构抗震性能,普通型墙体在地震作用较大时贡献突出,加强型墙体的CFRST柱与梁形成的龙骨框架可为结构提供最后一道抗震设防;(4)试验模型基本满足我国抗震规范对多、高层钢结构的要求,具备与多、高层钢结构相近的抗震能力。(5)建议多层冷成型钢结构仍需进行罕遇地震下的变形验算,其弹塑性层间位移角限值可取为1/301/25。2.基于OpenSees数值平台,建立适用于多层冷成型钢结构抗震模拟的简化数值分析方法,包括:(1)将CFRST柱内钢管和混凝土一并简化成带“新材料”属性的组合截面,实现CFRST柱的非线性模拟;(2)将复合剪力墙等效为交叉布置的非线性弹簧,通过Pinching04材性输入剪力墙滞回参数,实现复合剪力墙的非线性模拟;(3)采用弹簧单元模拟柱底抗拔连接件的力学行为,弹簧刚度可根据墙体拟静力试验获取;(4)基于“刚性楼盖假定”将组合楼盖简化成刚性平面,并通过算例验证其适用性。采用振动台试验结果验证所提简化数值分析方法,发现数值分析所得结构底层峰值位移、底层墙体累积耗能、顶层峰值位移和结构累积耗能与试验结果相比的误差大多处于10%左右,最大误差为20.8%;数值分析所得结构位移时程曲线和累积耗能曲线准确地追踪了试验模型的变形和耗能过程。表明简化分析方法合理有效且具有较高计算精度。3.针对经典构形易损性理论应用于框架类结构(钢框架和冷成型钢复合剪力墙结构)的不足,提出改进式理论方法。得到以下结论:(1)改进式理论考虑了延性构件节点区域由刚接到铰接的破坏过程,可识别经典理论无法识别的结构破坏模式;(2)准确预测出4层钢框架的底层柱端成铰的薄弱层倒塌模式,以及塑性铰形成的位置和顺序,从理论层面进一步验证了“强节点弱构件”、“强柱弱梁”抗倒塌概念设计的合理性;(3)准确预测出2层普通型和新型冷成型钢复合剪力墙结构的失效位置与倒塌模式,发现边柱刚度对结构抗倒塌能力有较大影响,应在设计中着重考虑;(4)分析得到5层冷成型钢复合剪力墙结构可能发生的结构整体倒塌模式,发现易损性指数最高的整体倒塌模式与试验破坏模式一致,最先被解簇的构件与试验破坏最严重的构件一致,验证了改进式理论应用于多层冷成型钢结构倒塌分析的正确性,进而提出多层冷成型钢结构“强框架弱墙板”的抗震设计理念。4.基于响应敏感性分析方法实现多层冷成型钢复合剪力墙结构的冗余特性研究,包括:(1)提出将冷成型钢构件应变能对弹性模量的敏感性和复合剪力墙耗能对构件刚度的敏感性分别作为冷成型钢构件和复合剪力墙的冗余度评价指标;(2)克服现有数值手段应用于冷成型钢结构敏感性分析的局限性,提出双单元“叠加式”数值建模法,分别用以输入滞回参数和敏感性参数,并利用经典动力学理论推导证明该方法的可行性;(3)提出冗余度比例系数限值挑选结构关键性构件。对一栋5层冷成型钢复合剪力墙振动台试验模型进行分析,将分析结果与振动台试验结果对比,发现所挑选的关键性构件恰是试验模型破坏最严重的构件,表明,从冗余特性角度可有效识别多层冷成型钢结构的薄弱区域,进而揭示结构的倒塌机理。5.基于所提简化数值分析方法,建立一栋典型的6层冷成型钢复合剪力墙结构数值模型,定量分析结构设计、使用过程中可能遇到的多重不确定性作用,并求解结构使用周期内的地震风险。得到以下结论:(1)结构性能指标的不确定性应作为不确定因素之一,通过对108组试验数据的统计分析和振动台试验校核,建议冷成型钢结构IO、SD和CP性能指标分别为0.5%、1.3%和3.5%,对应的不确定性参数分别为0.300、0.215和0.336;(2)建议采用数据统计法求解冷成型钢结构的建模不确定性,以36次振动台试验和数值分析的对比结果作为统计依据,得到基于OpenSees建模的冷成型钢结构的建模不确定参数为0.493;(3)得到6层模型结构的地震不确定参数为0.2860.344,略低于木结构(0.39),但高于钢框架结构(0.19-0.26),表明冷成型钢结构作为复合结构体系,同时具备两类体系的抗震特性;(4)得到6层模型结构的结构不确定参数为0.1250.161,略低于木结构(0.18),与钢框架结构(0.110.22)相近,建议研究和设计人员可根据当地建造水平和施工环境,在0.150.2之间选取合适的结构不确定性参数;(5)考虑多重不确定性后,冷成型钢结构50年使用周期内的破坏概率显着提高,因此建议应全面考虑多重不确定评估多层冷成型钢结构的地震风险,而不应忽略其中任何一种不确定性影响。6.以构形易损性理论的分离系数作为后果评价指标,以概率易损性的各性能点的超越概率作为概率评价指标,提出基于双重易损性的结构鲁棒性评估方法。得到以下结论:(1)基于双重易损性的结构鲁棒性评估方法同时兼顾后果和概率的不成比例性影响,在评估结构鲁棒性时更为灵活与全面,具有很好的应用前景;(2)完成多层钢框架结构基于双重易损性的抗连续性倒塌条件鲁棒性评估,发现所得鲁棒性结果与结构力学概念一致,验证了该方法的正确性;(3)以关键性构件失效作为局部损伤事件,完成振动台试验模型基于双重易损性的抗震条件鲁棒性评估,所得鲁棒性结果与相应失效构件的冗余度指标为正相关关系,验证了该方法评估抗震条件鲁棒性的正确性;(4)摒弃绝大部分文献采用的条件鲁棒性评估假定,不再预先设定局部破坏事件,而以结构基于性能抗震分析的IO、SD和CP破坏状态作为局部破坏事件,提出基于全概率的抗震全局鲁棒性评估方法,发现延性越好的结构具有更高的抗震全局鲁棒性,与Baker教授理论分析结论一致,验证了所提方法的正确性。主要创新点:(1)率先提出可模块化建造的装配式多层冷成型钢复合剪力墙结构体系,完成国内首例的大型多层冷成型钢复合剪力墙结构分层次振动台试验;(2)针对经典构形易损性理论应用于框架类结构的不足,提出改进式构形易损性方法,以易损性视角揭示多层钢框架及冷成型钢结构强震倒塌机理;(3)提出性能指标不确定性概念和基于试验数据统计不确定性的计算方法,率先开展考虑多重不确定性的多层冷成型钢结构地震风险评估;(4)提出构形+概率双重易损性的结构鲁棒性评估方法,初步回答了Baker教授在2008年提出的难题——“基于风险的鲁棒性评估框架如何应用于实际结构”。
杨巧荣,李传德,许浩,刘文光[9](2019)在《核电厂负刚度阻尼隔震结构的地震响应研究》文中研究指明隔震技术能有效减小核电厂上部结构的加速度响应,但强地震作用下隔震层位移过大会导致管道断裂。本文基于曲面运动原理及预压弹簧伸缩特性提出了一种负刚度阻尼系统,通过球铰在拱球面曲线运动实现负刚度特性,并在弹簧压缩方向提供黏滞阻尼性能。提出了负刚度系统的理论恢复力模型并进行了力学特性分析,设计了负刚度装置并完成了静力试验,结果显示理论恢复力模型与试验结果的一致性较理想。将核电厂负刚度阻尼隔震结构与核电厂隔震结构进行了地震响应对比分析,比较了不同地震波输入下的地震响应。结果表明负刚度阻尼系统可有效同时减小核电厂上部加速度响应和隔震层位移响应。
李健军[10](2018)在《采用GFRP橡胶隔震支座的建筑抗地震倾覆分析》文中研究表明随着经济社会的快速发展、人们生活水平的不断提高,我国乡镇农村等地区掀起了房屋建造的热潮;但是受区域性发展不平衡的影响,这些房屋建筑大多造价较低且没有考虑抗震设防。一旦发生地震灾害,将会造成大量的房屋倒塌和人员伤亡。传统的叠层钢板橡胶隔震装置尽管技术成熟、隔震效果良好,但是质量大、工艺复杂、成本高,难以在乡镇农村地区推广使用。近些年,随着隔震技术理念的不断发展和完善,一些质量轻、工艺简单、施工方便、成本低、性能良好的新型模块化减隔震装置逐渐被开发出来,其中有些已经在震区乡镇农村房屋中使用。但是,由于这些新型模块化减隔震装置没有设置连接板,与传统的叠层钢板橡胶隔震装置相比,采用这种隔震技术的隔震结构在地震作用下更容易发生整体倾覆,而当前研究人员对于新型模块化隔震装置的研究大多仅限于力学性能及其减隔震效率的理论分析和试验研究。本文以模块化玻璃纤维增强复合材料板叠层橡胶支座(简称GFRP橡胶支座)为研究对象,通过对不同高宽比钢框架隔震结构模型进行模拟地震振动台试验,研究了模块化隔震装置竖向压应力大小、地震烈度以及建筑场地类别对模型结构高宽比限值的影响,进而分析了模型结构在地震作用下的抗倾覆性能。主要研究内容如下:(1)以橡胶隔震支座加劲材料的刚柔性为叙述点,分别从压缩特性、剪切特性、界限性能等三个方面介绍了叠层钢板橡胶支座的理论研究背景,然后归纳和总结了纤维增强叠层橡胶支座的压缩特性、弯曲特性、翘曲特性的理论研究进展。(2)采用压剪试验方法,对GFRP叠层橡胶支座的水平剪切性能、压应力相关性、剪应变相关性等进行了系统的试验研究,统计回归了相应力学性能参数的计算公式;并针对支座的剪切恢复力特性,提出了一种基于改进Bouc-Wen模型的GFRP叠层橡胶支座的恢复力模型。(3)采用模块化隔震技术分别对两种钢框架模型结构进行基础隔震设计,并通过模拟地震振动台试验的方法,在隔震支座的竖向压应力为2.5MPa和3.75MPa条件下,研究了高宽比分别为1:1、2:1、4:1的模型结构在不同地震烈度、不同场地类别地震波作用下的加速度响应、层间位移响应以及抗倾覆比,计算了不同高宽比模型结构发生整体倾覆时的高宽比限值,分析了模型结构的抗倾覆性能。(4)在振动台试验的基础上,通过采用有限元数值模拟的方法分析了试验所用模型结构的抗倾覆性能,进一步验证了试验结果的可靠性。(5)在振动台试验结果的基础上,以某一乡镇多层钢筋混凝土框架结构为算例,采用模块化隔震技术进行基础隔震设计,使用OpenSEES有限元软件分别建立了该框架结构的隔震和非隔震有限元模型,通过对其进行动力时程分析,比较了该框架结构隔震前后的层间剪力、层间位移以及绝对加速度的变化情况,分析了隔震结构抗震性能。
二、隔震结构复位弹簧刚度的敏感性分析(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、隔震结构复位弹簧刚度的敏感性分析(论文提纲范文)
(1)地震作用下附设TMD的混合层间隔震体系振动控制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 工程结构减振技术概述 |
1.3 TMD与层间隔震技术发展应用现状 |
1.3.1 TMD的发展应用现状 |
1.3.2 层间隔震的发展应用现状 |
1.4 研究目的和本文主要研究内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 本文主要研究内容 |
第二章 TMD与层间隔震技术振动控制基本理论 |
2.1 调谐质量阻尼器技术有关理论 |
2.1.1 调谐质量阻尼器工作原理 |
2.1.2 调谐质量阻尼器的实现形式 |
2.1.3 振动方程的建立 |
2.1.4 TMD最优安设部位的确定 |
2.2 基础与层间隔震技术有关理论 |
2.2.1 基础隔震体系基本原理 |
2.2.2 层间隔震体系的应用场合 |
2.2.3 层间隔震体系动力方程的建立 |
2.3 混合层间隔震体系运动方程的建立 |
2.3.1 引言 |
2.3.2 上部结构顶层附设TMD的混合层间隔震体系 |
2.3.3 下部结构顶层附设TMD的混合层间隔震体系 |
2.4 本章小结 |
第三章 层间隔震体系Benchmark模型的构建及模态分析 |
3.1 20层Benchmark钢结构模型简介及ANSYS数值模型的构建 |
3.1.1 Benchmark模型基本参数 |
3.1.2 ANSYS数值模型的构建 |
3.1.3 ANSYS数值模型的正确性验证 |
3.2 隔震装置实现方法与层间隔震结构有限元模型的构建 |
3.2.1 隔震装置的基本构造 |
3.2.2 铅芯橡胶支座的双线性模型 |
3.2.3 隔震装置的模拟与实现 |
3.2.4 层间隔震结构有限元模型的构建 |
3.3 结构模态分析 |
3.3.1 结构自振周期和振型质量参与系数 |
3.3.2 结构振型图对比分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 层间隔震控制体系地震响应分析 |
4.1 瞬态分析基本理论及地震波的选取 |
4.1.1 瞬态分析理论基础 |
4.1.2 地震波的选取和调整 |
4.2 无控结构与层间隔震结构地震响应分析 |
4.2.1 结构位移响应对比分析 |
4.2.1.1 层间位移响应分析 |
4.2.1.2 顶层位移响应分析 |
4.2.2 结构加速度响应对比分析 |
4.2.2.1 楼层加速度响应分析 |
4.2.2.2 顶层加速度响应分析 |
4.2.3 基底剪力响应对比分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 混合层间隔震控制体系地震响应分析 |
5.1 混合层间隔震控制策略及模型设计 |
5.1.1 TMD系统的模拟与控制参数的确定 |
5.1.2 混合层间隔震控制策略TMD设计 |
5.1.3 混合层间隔震体系TMD布置模型 |
5.2 一层混合隔震控制体系动力时程分析 |
5.2.1 结构位移响应对比分析 |
5.2.1.1 层间位移响应分析 |
5.2.1.2 楼层位移响应分析 |
5.2.2 楼层加速度响应对比分析 |
5.2.3 基底剪力响应对比分析 |
5.3 九层混合隔震控制体系动力时程分析 |
5.3.1 结构位移响应对比分析 |
5.3.1.1 层间位移响应分析 |
5.3.1.2 楼层位移响应分析 |
5.3.2 楼层加速度响应对比分析 |
5.3.3 基底剪力响应对比分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(2)钢结构半刚性连接及框架非完全相似误差分析方法的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 结构模型试验历史及现状 |
1.1.1 模型试验的分类 |
1.1.2 模型试验的理论基础 |
1.2 相似理论在模型试验中的应用现状 |
1.2.1 结构静力荷载试验研究 |
1.2.2 结构动力荷载试验研究 |
1.3 半刚性钢结构的研究现状 |
1.3.1 半刚性钢结构节点 |
1.3.2 半刚性钢结构框架 |
1.4 灵敏度分析的研究现状 |
1.4.1 响应面法 |
1.4.2 人工神经网络映射 |
1.5 相似误差的研究现状 |
1.6 目前研究存在的不足与本文的研究内容 |
1.6.1 目前研究存在的不足 |
1.6.2 本文的研究内容 |
第二章 半刚性钢结构基本相似关系的理论分析 |
2.1 引言 |
2.2 结构的相似理论 |
2.2.1 完全相似结构的相似判据 |
2.2.2 结构相似定理 |
2.2.3 相似判据的计算方法 |
2.3 半刚性钢结构梁柱节点相似关系 |
2.3.1 半刚性钢结构梁柱节点的宏观相似关系推导 |
2.3.2 半刚性钢结构梁柱节点的宏观相似关系的意义及缺陷 |
2.4 基于端板连接的非完全相似节点主要影响因素分析 |
2.4.1 自动化批量建立参数化分析有限元模型 |
2.4.2 端板连接边柱节点有限元计算基本参数 |
2.4.3 节点刚度的计算方法 |
2.4.4 灵敏度分析计算 |
2.5 本章小结 |
第三章 非完全相似半刚性连接的有限元分析 |
3.1 引言 |
3.2 半刚性钢结构梁柱连接的有限元模型 |
3.2.1 几何模型 |
3.2.2 材料模型 |
3.2.3 边界条件与计算假定 |
3.2.4 加载方式与测量内容 |
3.3 半刚性钢结构有限元分析的准确性校核 |
3.3.1 力-位移曲线对比 |
3.3.2 关键部位变形对比 |
3.4 完全相似节点的应力分布对比 |
3.5 非完全相似梁柱端板连接应力分布 |
3.5.1 端板厚度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.5.2 梁截面高度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.5.3 柱截面高度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.5.4 螺栓规格非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.6 非完全相似梁柱T型件连接的应力分布 |
3.6.1 T型端板厚度非完全相似对应力分布的影响 |
3.6.2 梁截面高度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.6.3 柱截面高度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.6.4 螺栓规格非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.7 塑性开展程度的影响 |
3.7.1 腹板连接件厚度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.7.2 柱截面高度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.7.3 螺栓规格非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.8 以节点转动刚度为目标量的相似性分析 |
3.8.1 弯矩转角曲线 |
3.8.2 节点转动刚度 |
3.9 本章小结 |
第四章 基于半刚性连接的非完全相似误差预测方法 |
4.1 引言 |
4.2 相似误差的定义 |
4.3 相似误差预测的代理模型方法 |
4.3.1 参数取值范围 |
4.3.2 节点模型库的精确解集构建 |
4.3.3 基于样本点关键参数与精确解集构建代理模型 |
4.3.4 相似代理模型的精度校核 |
4.4 单一因素变化时的误差预测方法 |
4.4.1 梁柱端板连接的误差预测公式 |
4.4.2 梁柱T型件连接的误差预测公式 |
4.5 考虑双因素相关性时的误差预测方法 |
4.5.1 Ch与Eb相关的响应面相似误差预测公式 |
4.5.2 Bh与Eb相关的响应面相似误差预测公式 |
4.6 考虑多因素相关性时的误差预测方法 |
4.6.1 基于深度学习的人工神经网络算法(DL) |
4.6.2 相似误差的神经网络预测方法实现步骤 |
4.7 算例 |
4.8 本章小结 |
第五章 半刚性连接节点相似模型试验研究 |
引言 |
5.1 试验目的 |
5.2 试验条件 |
5.2.1 试件设计 |
5.2.2 材性试验 |
5.2.3 加载制度与测点布置 |
5.3 缩尺试件的不完全相似特点 |
5.4 试验现象 |
5.4.1 试件FC-EP-M(足尺)与SC-EP-M(缩尺)的对比 |
5.4.2 试件FC-EP-S(足尺)与SC-EP-S(缩尺)的对比 |
5.4.3 试件FC-TP-M(足尺)与SC-TP-M(缩尺)的对比 |
5.4.4 试件FC-TP-S(足尺)与SC-TP-S(缩尺)的对比 |
5.4.5 试件FC-WP-M(足尺)与SC-WP-M(缩尺)的对比 |
5.4.6 试件FC-XP-M(足尺)与SC-XP-M(缩尺)的对比 |
5.5 试验结果分析 |
5.5.1 滞回曲线 |
5.5.2 骨架曲线 |
5.5.3 耗能能力 |
5.5.4 测试点应变 |
5.6 相似误差的预测及修正 |
5.7 本章小结 |
第六章 半刚性钢框架的非完全相似误差预测方法 |
6.1 引言 |
6.2 半刚性钢框架相似关系 |
6.2.1 半刚性钢框架的宏观相似关系推导 |
6.2.2 半刚性钢框架结构的宏观相似关系的意义及缺陷 |
6.3 半刚性钢框架相似误差预测算例 |
6.4 各因素对模型整体相似度的贡献 |
6.4.1 梁柱构件规格模数的影响 |
6.4.2 梁柱节点刚度的影响 |
6.4.3 柱脚节点刚度的影响 |
6.4.4 小结 |
6.5 神经网络模拟 |
6.6 相似误差的预测效果 |
6.7 结论 |
第七章 结构非完全相似误差预测方法提炼与归纳 |
结论与展望 |
论文的主要结论 |
论文的创新点 |
论文研究的未来展望 |
参考文献 |
附录(Python 代码) |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(3)地震作用下建筑高低承台群桩基础响应规律试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 桩基震害特点与抗震设计 |
1.2.1 桩基础震害特点概述 |
1.2.2 桩基础抗震设计方法研究现状 |
1.3 桩-土-结构动力相互作用机理的认识 |
1.3.1 桩-土-结构动力相互作用理论研究现状 |
1.3.2 桩-土-结构动力相互作用试验研究现状 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 本文研究目的 |
1.4.2 主要研究内容 |
1.4.3 研究的技术路线 |
1.4.4 研究的创新点 |
第2章 桩-土-结构振动台试验设计与实现 |
2.1 引言 |
2.2 试验设备 |
2.2.1 振动台系统 |
2.2.2 层状剪切试验土箱 |
2.3 模型试验相似关系 |
2.3.1 相似比关系理论研究 |
2.3.2 模型相似关系设计 |
2.4 试验方案设计与模型制作 |
2.4.1 总体试验方案设计 |
2.4.2 上部结构模型设计与制作 |
2.4.3 桩基础模型设计与制作 |
2.4.4 地基土制备装填与模型安装 |
2.5 传感器选用与布置 |
2.6 地震波选取与加载工况 |
2.6.1 地震波选取 |
2.6.2 加载工况 |
第3章 试验结果与分析 |
3.1 引言 |
3.2 试验宏观现象 |
3.3 模型试验体系的动力特性 |
3.4 模型地基的动力响应 |
3.4.1 波速分析 |
3.4.2 模型地基的边界效应分析 |
3.4.3 地基土的放大效应 |
3.4.4 地基土的滤波作用 |
3.4.5 小结 |
3.5 模型结构的动力响应 |
3.5.1 上部结构的动力响应 |
3.5.2 承台结构的动力响应 |
3.5.3 桩身结构的加速度响应 |
3.5.4 小结 |
3.6 基桩桩身内力的动力响应 |
3.6.1 桩身应变时程分析 |
3.6.2 桩身内力分析 |
3.6.3 小结 |
3.7 土-结构的接触动土压力响应 |
3.7.1 土-结构接触动土压力时程分析 |
3.7.2 桩-土接触动土压力分布规律 |
3.7.3 埋入承台结构-土接触动土压力响应 |
3.7.4 小结 |
3.8 本章小结 |
第4章 基于ABAQUS的有限元计算 |
4.1 引言 |
4.2 基于ABAQUS的运动控制方程建立 |
4.3 有限元计算模型的建立 |
4.3.1 土体的本构模型 |
4.3.2 土-结构接触关系模拟 |
4.3.3 时空网格的离散化原则 |
4.3.4 计算模型的建立 |
4.3.5 模型边界条件 |
4.3.6 计算步骤 |
4.4 计算结果与模型试验值对比 |
4.4.1 加速度时程与反应谱 |
4.4.2 桩身变形与内力 |
4.4.3 土-结构接触动土压力 |
4.5 本章小结 |
第5章 高承台桩基础响应规律的影响因素分析 |
5.1 引言 |
5.2 桩土初始刚度比的影响 |
5.3 桩身出露长度的影响 |
5.4 桩身入土深度的影响 |
5.5 承台质量的影响 |
5.6 上部结构质量的影响 |
5.7 场地土性质的影响 |
5.8 振动幅值的影响 |
5.9 本章小结 |
第6章 地震作用下均质地基中桩身最大弯矩估算研究 |
6.1 引言 |
6.2 地基运动引起的桩身弯矩计算研究现状 |
6.2.1 桩土运动一致的简化公式 |
6.2.2 考虑桩-土相互作用的简化公式 |
6.2.3 基于动力文克尔地基梁的简化公式 |
6.3 桩顶最大弯矩的简化计算公式 |
6.3.1 运动作用下的桩顶最大弯矩估算 |
6.3.2 惯性作用下的桩顶最大弯矩估算 |
6.3.3 惯性与运动两种作用的耦合估算 |
6.4 简化计算公式验证 |
6.4.1 惯性作用与运动作用耦合系数的确定 |
6.4.2 简化公式与试验及数值结果对比 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 后续展望 |
参考文献 |
在学期间发表的主要论文 |
在学期间参加的主要科研课题 |
致谢 |
(5)饱和软土场地地铁车站结构地震灾变机理及易损性分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 软土场地地铁地下结构抗震国内外研究现状 |
1.2.1 基于解析及拟静力分析方法的地下结构抗震研究进展 |
1.2.2 基于模型试验方法的地下结构抗震研究进展 |
1.2.3 基于数值模拟方法的地下结构抗震研究进展 |
1.2.4 地下结构地震易损性分析研究进展 |
1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 本文主要研究内容 |
1.3.2 本文研究技术路线 |
2 饱和软土场地地铁车站结构体系振动台模型试验 |
2.1 引言 |
2.2 试验目的 |
2.2.1 饱和软土自由场地 |
2.2.2 饱和软土非自由场地 |
2.3 振动台模型试验方案设计 |
2.3.1 振动台参数 |
2.3.2 模型箱设计 |
2.3.3 相似比设计 |
2.3.4 模型土制备 |
2.3.5 模型结构 |
2.3.6 传感器布置 |
2.3.7 试验加载工况 |
2.4 饱和软土自由场模型试验结果 |
2.4.1 试验宏观现象 |
2.4.2 模型体系动力特性 |
2.4.3 模型箱性能和边界效应 |
2.4.4 加速度反应 |
2.4.5 动孔压比反应 |
2.5 饱和软土场地地地铁车站结构体系振动台试验结果 |
2.5.1 宏观现象 |
2.5.2 模型体系自振频率与阻尼比 |
2.5.3 加速度反应 |
2.5.4 动孔压比反应 |
2.5.5 接触土压力反应 |
2.6 本章小结 |
3 饱和软土场地地铁车站结构抗震数值方法试验验证 |
3.1 引言 |
3.2 数值模型 |
3.2.1 控制方程及本构关系 |
3.2.2 数值建模方法 |
3.3 自由场地数值与试验结果对比分析 |
3.3.1 震陷位移 |
3.3.2 加速度反应 |
3.3.3 动孔压比反应 |
3.4 地铁车站结构场地数值与试验结果对比 |
3.4.1 加速度反应对比分析 |
3.4.2 孔压比反应对比分析 |
3.4.3 位移对比分析 |
3.5 本章小结 |
4 饱和软土场地地铁车站结构地震反应及参数敏感性分析 |
4.1 引言 |
4.2 数值模型 |
4.3 饱和软土场地地铁车站结构体系非线性动力响应分析 |
4.4 饱和软土场地地铁车站结构地震动力响应指标参数敏感性分析 |
4.4.1 极差分析 |
4.4.2 方差分析 |
4.4.3 回归分析 |
4.5 本章小结 |
5 复杂饱和软土场地条件下地铁车站结构地震反应分析 |
5.1 引言 |
5.2 埋深对饱和软土场地地铁车站结构地震响应分析 |
5.2.1 埋深对地铁车站结构位移的影响 |
5.2.2 埋深对土体动孔压比峰值的影响 |
5.2.3 埋深对地铁车站结构内力响应影响 |
5.3 变饱和软土夹层深度参数化分析 |
5.3.1 软土夹层深度对场地加速度响应的影响 |
5.3.2 软土夹层深度对场地动孔压比的影响 |
5.3.3 软土夹层深度对地铁车站结构动内力峰值影响 |
5.4 变饱和软土夹层厚度参数化分析 |
5.4.1 软土夹层厚度对场地加速度响应的影响 |
5.4.2 软土夹层厚度对场地动孔压比的影响 |
5.4.3 软土夹层厚度对地铁车站结构动内力峰值的影响 |
5.5 本章小结 |
6 基于概率地震需求模型的地铁车站结构易损性分析 |
6.1 引言 |
6.2 地下结构地震易损性分析方法 |
6.2.1 地震易损性计算流程 |
6.2.2 有限元计算模型 |
6.2.3 人工地震波 |
6.2.4 结构损伤状态及性能水平定义 |
6.2.5 概率地震需求模型地震易损性分析原理 |
6.3 不同场地类别工况中地铁车站结构地震易损性分析 |
6.4 饱和软土夹层场地地铁车站结构地震易损性分析 |
6.4.1 不同软土夹层深度场地条件下 |
6.4.2 不同软土夹层厚度场地条件下 |
6.5 易损性指数 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
致谢 |
(6)三维隔震支座LNG储罐地震响应分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1.绪论 |
1.1 引言 |
1.2 LNG储罐的类型及震害分析 |
1.3 LNG储罐的抗震现状 |
1.4 LNG储罐的隔震现状 |
1.5 本文主要研究内容 |
2.LNG储罐流固耦合理论及有限元模型的建立 |
2.1 引言 |
2.2 储罐流固耦合理论方法介绍 |
2.2.1 速度势理论 |
2.2.2 储罐结构流固耦合振动理论 |
2.3 LNG储罐有限元模型的建立 |
2.3.1 建模步骤 |
2.3.2 定义边界条件和荷载 |
2.3.3 LNG储罐的单元选择和网格划分 |
2.4 LNG储罐有限元模型验证 |
2.4.1 LNG储罐自振特性分析 |
2.4.2 LNG储罐有限元模型的验证 |
2.5 本章小结 |
3.储罐三维隔震支座设计 |
3.1 引言 |
3.2 三维隔震支座的隔震原理及系统组成 |
3.2.1 三维隔震支座的隔震原理 |
3.2.2 三维隔震支座系统组成 |
3.3 叠层橡胶支座力学性能设计 |
3.3.1 叠层橡胶支座强度设计 |
3.3.2 叠层橡胶支座水平刚度设计 |
3.3.3 叠层橡胶支座竖向刚度设计 |
3.3.4 叠层橡胶支座阻尼设计 |
3.4 筒式粘弹性阻尼器-碟形弹簧支座力学性能设计 |
3.4.1 碟形弹簧支座设计 |
3.4.2 筒式粘弹性阻尼器设计 |
3.5 三维隔震支座力学性能设计 |
3.5.1 三维隔震支座强度设计 |
3.5.2 三维隔震支座刚度设计 |
3.5.3 三维隔震支座阻尼设计 |
3.6 本章小结 |
4.三维隔震支座LNG储罐地震响应数值模拟 |
4.1 引言 |
4.2 隔震储罐有限元模型的建立及振动台试验对比 |
4.2.1 隔震储罐有限元模型建立和自振特性分析 |
4.2.2 储罐振动台试验研究和有限元模型验证 |
4.3 地震波选择与输入 |
4.4 水平地震激励LNG储罐隔震分析 |
4.4.1 加速度分析 |
4.4.2 基底剪力及晃动波高分析 |
4.4.3 动水压力及有效应力分析 |
4.5 竖向地震激励LNG储罐隔震分析 |
4.5.1 加速度分析 |
4.5.2 动水压力及晃动波高分析 |
4.5.3 有效应力分析 |
4.6 水平-竖向地震激励下LNG储罐隔震分析 |
4.6.1 加速度分析 |
4.6.2 动水压力及有效应力分析 |
4.7 本章小结 |
5.三维隔震支座参数影响分析 |
5.1 引言 |
5.2 不同地震烈度的影响分析 |
5.2.1 不同烈度下储罐水平隔震分析 |
5.2.2 不同烈度下储罐竖向隔震分析 |
5.3 不同地震波的影响分析 |
5.3.1 不同地震波下储罐水平隔震分析 |
5.3.2 不同地震波下储罐竖向隔震分析 |
5.4 不同液面高度的影响分析 |
5.4.1 不同液面高度下储罐水平隔震分析 |
5.4.2 不同液面高度下储罐竖向隔震分析 |
5.5 不同隔震周期的影响分析 |
5.5.1 不同隔震周期下储罐水平隔震分析 |
5.5.2 不同隔震周期下储罐竖向隔震分析 |
5.6 不同隔震阻尼比的影响分析 |
5.6.1 不同隔震阻尼比下储罐水平隔震分析 |
5.6.2 不同隔震阻尼比下储罐竖向隔震分析 |
5.7 本章小结 |
6.结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间成果 |
(7)基于热氧老化作用叠层轮胎隔震垫的老化及隔震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.3 本文研究的目的和主要研究内容 |
1.3.1 本文研究目的 |
1.3.2 本文主要研究内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 不同压应力下叠层轮胎隔震垫的应力松弛试验研究 |
2.1 选购轮胎 |
2.2 试件制作 |
2.3 加载模具设计制作 |
2.4 试验设备 |
2.5 压缩应力松弛机理 |
2.6 加载方案 |
2.7 试验现象及结果分析 |
2.7.1 试验现象 |
2.7.2 模具加载力的损失分析 |
2.7.3 压缩永久变形分析 |
2.8 本章小结 |
第三章 老化后叠层轮胎隔震垫竖向性能时变规律研究 |
3.1 STP热氧老化试验研究 |
3.1.1 试验设备 |
3.1.2 试验原理 |
3.1.3 试验内容 |
3.1.4 微观现象分析 |
3.2 STP老化-荷载耦合劣化试验研究 |
3.2.1 试验设备 |
3.2.2 加载方案 |
3.2.3 试验内容 |
3.2.4 试验现象 |
3.3 竖向极限压应力时变规律分析 |
3.3.1 加载方案 |
3.3.2 试验现象分析 |
3.3.3 STP受力分析 |
3.3.4 试验结果分析 |
3.4 竖向刚度时变规律分析 |
3.4.1 计算方法 |
3.4.2 试验结果分析 |
3.5 压缩性能时变规律分析 |
3.5.1 加载制度 |
3.5.2 试验结果分析 |
3.6 抗压弹性模量时变规律分析 |
3.6.1 试验方案 |
3.6.2 试验结果分析 |
3.7 本章小结 |
第四章 老化后叠层轮胎隔震垫水平向性能时变规律研究 |
4.1 试验设备 |
4.2 试验原理 |
4.3 试件装置设计制作 |
4.4 加载方案 |
4.5 试验内容 |
4.5.1 热氧老化后STP水平试验内容 |
4.5.2 老化-荷载耦合后STP水平试验内容 |
4.6 热氧老化下STP水平等效刚度时变规律分析 |
4.6.1 试验现象 |
4.6.2 STP受力及变形分析 |
4.6.3 结果分析 |
4.7 老化-荷载耦合下STP水平等效刚度时变规律分析 |
4.7.1 试验现象 |
4.7.2 结果分析 |
4.8 老化后STP水平性能剪应变相关性研究分析 |
4.8.1 热氧老化下STP水平等效刚度剪应变相关性分析 |
4.8.2 老化-荷载耦合下STP水平等效刚度剪应变相关性分析 |
4.9 本章小结 |
第五章 老化后叠层轮胎隔震垫隔震性能分析研究 |
5.1 热氧老化后STP滞回曲线及耗能分析 |
5.1.1 试验现象分析 |
5.1.2 非受力老化后STP耗能分析 |
5.2 老化-荷载耦合后STP滞回曲线及耗能分析 |
5.2.1 试验现象分析 |
5.2.2 受力老化后STP耗能分析 |
5.3 老化前后STP骨架曲线及刚度退化分析 |
5.3.1 非受力老化后STP骨架曲线及刚度退化分析 |
5.3.2 受力老化后STP骨架曲线及刚度退化分析 |
5.4 老化前后STP等效阻尼比分析 |
5.4.1 计算方法 |
5.4.2 结果分析 |
5.5 老化前后STP水平残余位移分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
硕士期间发表论文 |
致谢 |
(8)基于易损性与敏感性的多层冷成型钢结构强震倒塌机理及鲁棒性评估(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 国内外研究状况 |
1.2.1 冷成型钢复合剪力墙结构研究现状 |
1.2.2 结构鲁棒性评估研究现状 |
1.2.3 构形易损性理论研究现状 |
1.2.4 地震风险评估理论研究现状 |
1.2.5 结构冗余特性研究现状 |
1.3 本文主要工作 |
第二章 装配式多层冷成型钢复合剪力墙结构振动台试验 |
2.1 引言 |
2.2 装配式多层冷成型钢复合剪力墙结构体系(PM-CFS-CSWS) |
2.2.1 PM-CFS-CSWS建造技术方案 |
2.2.2 PM-CFS-CSWS建造实例 |
2.3 五层装配式冷成型钢复合剪力墙结构振动台试验 |
2.3.1 试验概况 |
2.3.2 试验模型设计 |
2.3.3 测点布置及加载方案 |
2.3.4 试验模型破坏现象 |
2.3.5 试验结果 |
2.4 小结 |
第三章 多层冷成型钢复合剪力墙结构抗震分析简化数值方法 |
3.1 引言 |
3.2 结构简化分析模型 |
3.2.1 简化分析模型概况及假定 |
3.2.2 冷成型钢管混凝土(CFRST)柱的简化 |
3.2.3 冷成型钢复合剪力墙的简化 |
3.2.4 抗拔连接件的简化 |
3.2.5 新型组合楼盖的简化 |
3.2.6 结构质量与阻尼比 |
3.3 振动台试验结果验证 |
3.4 小结 |
第四章 改进式构形易损性理论揭示多层冷成型钢复合剪力墙结构强震倒塌机理 |
4.1 引言 |
4.2 经典构形易损性理论 |
4.2.1 结构构形的含义与节点构形度 |
4.2.2 结构环和结构簇 |
4.2.3 结构构形度 |
4.2.4 集簇过程和解簇过程 |
4.2.5 易损性评价指标 |
4.2.6 算例验证分析 |
4.3 改进式构形易损性理论 |
4.3.1 刚性连接的影响 |
4.3.2 集簇与解簇准则的改进 |
4.3.3 构件失效过程及结构损伤需求 |
4.4 算例1:改进式构形易损性理论揭示4层钢框架结构振动台试验模型强震倒塌机理 |
4.4.1 分析过程 |
4.4.2 分析结果 |
4.4.3 振动台试验验证 |
4.5 算例2:改进式构形易损性理论揭示2层冷成型钢复合剪力墙试验模型失效机理 |
4.5.1普通型剪力墙W_1 |
4.5.2加强型剪力墙W_2 |
4.5.3 边柱对加强型剪力墙失效模式的影响 |
4.6 算例3:改进式构形易损性理论揭示多层冷成型钢结构振动台试验模型强震倒塌机理 |
4.6.1 基本假定 |
4.6.2 分析过程 |
4.6.3 分析结果 |
4.6.4 振动台试验验证 |
4.7 小结 |
第五章 基于响应敏感性的多层冷成型钢复合剪力墙结构冗余特性研究 |
5.1 引言 |
5.2 基于响应的敏感性分析方法 |
5.2.1 静力荷载作用 |
5.2.2 地震作用 |
5.2.3 结构冗余度评价指标 |
5.3 敏感性方法在冷成型钢复合剪力墙结构抗震分析中的实现 |
5.3.1 传统数值方法的局限性 |
5.3.2 “叠加式”数值模型的提出 |
5.3.3 “叠加式”数值模型可行性理论证明 |
5.4 冷成型钢复合剪力墙结构的敏感性参数选取 |
5.5 多层冷成型钢复合剪力墙结构振动台试验模型冗余特性分析 |
5.5.1 数值分析模型 |
5.5.2 敏感性及冗余度结果 |
5.5.3 振动台试验模型失效模式验证 |
5.6 小结 |
第六章 考虑多重不确定性的多层冷成型钢复合剪力墙结构地震风险评估 |
6.1 引言 |
6.2 地震风险评估理论 |
6.2.1 地震风险概率函数 |
6.2.2 多重不确定性的定义 |
6.2.3 结构破坏状态与性能指标 |
6.2.4 地震风险评估流程 |
6.3 多层冷成型钢复合剪力墙结构算例 |
6.3.1 结构模型概况 |
6.3.2 结构数值分析模型 |
6.4 多重不确定性的定量评估 |
6.4.1 地震的不确定性 |
6.4.2 性能指标的不确定性 |
6.4.3 结构的不确定性 |
6.4.4 认知的不确定性 |
6.5 基于性能的地震概率易损性分析 |
6.5.1 增量动力分析(IDA) |
6.5.2 地震易损性曲线 |
6.6 地震风险分析结果 |
6.6.1 地震灾害曲线 |
6.6.2 结构各性能状态年发生概率和50年发生概率 |
6.7 小结 |
第七章 考虑构形和概率双重易损性的多层冷成型钢复合剪力墙结构抗震鲁棒性评估 |
7.1 引言 |
7.2 基于风险的鲁棒性评估方法 |
7.2.1 鲁棒性与易损性的关系 |
7.2.2 基于风险的鲁棒性函数模型 |
7.2.3 传统鲁棒性评估方法的局限性 |
7.3 考虑构形和概率双重易损性的鲁棒性评估方法 |
7.3.1 后果评价指标定义 |
7.3.2 概率评价指标定义 |
7.4 算例1:基于双重易损性的多层钢框架结构抗连续性倒塌条件鲁棒性评估 |
7.4.1 结构模型概况 |
7.4.2 分析流程 |
7.4.3 失效后果评估 |
7.4.4 失效概率评估 |
7.4.5 结构抗连续性倒塌条件鲁棒性评估结果 |
7.5 算例2:基于双重易损性的多层冷成型钢结构振动台试验模型抗震条件鲁棒性评估 |
7.5.1 结构模型概况 |
7.5.2 局部损伤事件定义 |
7.5.3 分析流程 |
7.5.4 失效后果评估 |
7.5.5 失效概率评估 |
7.5.6 结构抗震条件鲁棒性评估结果 |
7.6 算例3:基于双重易损性的多层冷成型钢结构振动台试验模型抗震全局鲁棒性评估 |
7.6.1 结构模型概况 |
7.6.2 分析流程 |
7.6.3 失效后果评估 |
7.6.4 失效概率评估 |
7.6.5 结构抗震全局鲁棒性评估结果对比 |
7.7 小结 |
第八章 结论 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 不足以及对今后研究的建议 |
参考文献 |
攻读博士学位期间主要科研成果 |
致谢 |
(9)核电厂负刚度阻尼隔震结构的地震响应研究(论文提纲范文)
1 NSD装置及其力学性能 |
1.1 NSD装置构造 |
1.2 NSD装置力学性能分析 |
2 NSD装置拟静力试验 |
3 力学性能试验结果对比分析 |
4 核电厂NSD隔震结构地震响应分析 |
4.1 核电厂隔震结构与NSD隔震结构动力特性对比 |
4.2 核电厂NSD隔震结构地震响应实例分析 |
4.3 时程分析 |
5 结论 |
(10)采用GFRP橡胶隔震支座的建筑抗地震倾覆分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 模块化隔震技术研究概述 |
1.3 基础隔震结构倾覆研究概述 |
1.3.1 振动台试验研究 |
1.3.2 有限元数值模拟 |
1.4 本文研究的意义及研究的内容 |
1.4.1 本文研究的意义 |
1.4.2 本文研究的内容 |
第二章 普通叠层橡胶支座力学性能理论 |
2.1 引言 |
2.2 普通叠层钢板橡胶支座 |
2.2.1 叠层钢板橡胶支座的压缩特性 |
2.2.2 叠层钢板橡胶支座的剪切特性 |
2.2.3 叠层钢板橡胶支座的界限性能 |
2.3 纤维增强普通叠层橡胶支座 |
2.3.1 纤维增强叠层橡胶支座的压缩特性 |
2.3.2 纤维增强叠层橡胶支座的弯曲特性 |
2.3.3 纤维增强叠层橡胶支座的翘曲特性 |
2.4 纤维增强叠层橡胶支座的改进 |
2.5 本章小结 |
第三章 GFRP叠层橡胶支座力学性能试验和模拟 |
3.1 引言 |
3.2 试验试件及加载装置 |
3.3 水平剪切性能试验 |
3.3.1 水平剪切性能的压应力相关性 |
3.3.2 水平剪切性能的剪应变相关性 |
3.4 恢复力特性数值模拟 |
3.4.1 剪切滞回特性分析 |
3.4.2 改进Bouc-Wen模型 |
3.4.3 数值模拟与试验比较 |
3.5 本章小结 |
第四章 不同高宽比隔震结构振动台试验研究 |
4.1 引言 |
4.2 支座力学性能试验 |
4.2.1 试验支座加工 |
4.2.2 压剪试验装置 |
4.2.3 压剪试验结果 |
4.3 隔震层阻尼器设置 |
4.3.1 U形金属阻尼器的原理 |
4.3.2 U形金属阻尼器的选型 |
4.4 振动台试验方案 |
4.4.1 试验仪器设备 |
4.4.2 隔震结构模型 |
4.4.3 试验配重方案 |
4.4.4 试验测点布置 |
4.4.5 地震波的选取 |
4.4.6 地试验工况及顺序 |
4.5 模型动力特性分析 |
4.6 模型动力响应分析 |
4.6.1 加速度响应分析 |
4.6.2 层间位移响应分析 |
4.7 抗倾覆性能分析 |
4.7.1 结构抗倾覆比 |
4.7.2 结构高宽比限值 |
4.8 本章小结 |
第五章 隔震结构抗倾覆有限元数值模拟分析 |
5.1 引言 |
5.2 模型结构单元设置 |
5.2.1 梁柱单元设置 |
5.2.2 支座单元设置 |
5.2.3 阻尼器单元设置 |
5.3 模型结构动力特性 |
5.4 模型结构动力响应比较 |
5.4.1 加速度响应对比 |
5.4.2 隔震层滞回曲线对比 |
5.5 结构抗倾覆性能对比分析 |
5.5.1 支座压应力对比 |
5.5.2 高宽比限值对比 |
5.6 本章小结 |
第六章 某框架结构基础隔震动力响应分析 |
6.1 引言 |
6.2 OpenSEES有限元软件 |
6.2.1 程序主体架构 |
6.2.2 结构单元选择 |
6.3 基础隔震结构有限元模型的建立 |
6.3.1 工程概况 |
6.3.2 隔震层支座布置 |
6.3.3 建立有限元模型 |
6.3.4 地震波的选取 |
6.4 多遇地震作用下结构动力响应分析 |
6.4.1 层间剪力对比分析 |
6.4.2 层间位移对比分析 |
6.4.3 绝对加速度对比分析 |
6.5 罕遇地震作用下结构动力响应分析 |
6.5.1 层间剪力对比分析 |
6.5.2 层间位移对比分析 |
6.5.3 绝对加速度对比分析 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录A 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
四、隔震结构复位弹簧刚度的敏感性分析(论文参考文献)
- [1]地震作用下附设TMD的混合层间隔震体系振动控制研究[D]. 汤涛. 合肥工业大学, 2021
- [2]钢结构半刚性连接及框架非完全相似误差分析方法的研究[D]. 赵东卓. 华南理工大学, 2020(05)
- [3]地震作用下建筑高低承台群桩基础响应规律试验研究[D]. 赵晓光. 中国建筑科学研究院, 2020(04)
- [4]惯容减震(振)系统及其研究进展[J]. 张瑞甫,曹嫣如,潘超. 工程力学, 2019(10)
- [5]饱和软土场地地铁车站结构地震灾变机理及易损性分析[D]. 程学磊. 大连海事大学, 2019(06)
- [6]三维隔震支座LNG储罐地震响应分析[D]. 姚琼. 西安建筑科技大学, 2019(06)
- [7]基于热氧老化作用叠层轮胎隔震垫的老化及隔震性能研究[D]. 陆东亮. 新疆大学, 2019(08)
- [8]基于易损性与敏感性的多层冷成型钢结构强震倒塌机理及鲁棒性评估[D]. 江力强. 东南大学, 2019(01)
- [9]核电厂负刚度阻尼隔震结构的地震响应研究[J]. 杨巧荣,李传德,许浩,刘文光. 原子能科学技术, 2019(04)
- [10]采用GFRP橡胶隔震支座的建筑抗地震倾覆分析[D]. 李健军. 广州大学, 2018(01)