隔震結(jié)構(gòu)多向動(dòng)力耦合連續(xù)倒塌及隨機(jī)魯棒性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-25 00:30
結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌往往會(huì)帶來嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失和惡劣社會(huì)影響,因而成為土木工程領(lǐng)域關(guān)注的國際熱點(diǎn)。然而,對(duì)隔震結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌尤其對(duì)其倒塌動(dòng)力響應(yīng)的探索目前卻鮮有研究。隔震系統(tǒng)水平剛度及其對(duì)上部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束能力均較小,這就降低了隔震層抗連續(xù)倒塌的冗余度。因此相較于傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu),其連續(xù)倒塌力學(xué)行為和抗倒塌能力均有很大不同。此外,在結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的研究中,對(duì)結(jié)構(gòu)魯棒性的分析和對(duì)其評(píng)判指標(biāo)的探索,也是個(gè)相對(duì)新鮮的重要議題,而對(duì)于隔震結(jié)構(gòu),該項(xiàng)研究幾近空白。加之目前針對(duì)于結(jié)構(gòu)魯棒性的研究并未充分考慮隨機(jī)性的影響,使得結(jié)構(gòu)魯棒性的隨機(jī)性本質(zhì)未得到足夠重視。因此,本文以隔震支座意外缺失而產(chǎn)生初始損傷作為前提條件,對(duì)隔震結(jié)構(gòu)在多向動(dòng)力耦合激勵(lì)下的連續(xù)倒塌機(jī)制及隨機(jī)魯棒性等方面展開研究。(1)多向動(dòng)力耦合激勵(lì)下隔震結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌機(jī)制建立隔震結(jié)構(gòu)在多向動(dòng)力耦合激勵(lì)下的動(dòng)力學(xué)模型;對(duì)比分析隔震結(jié)構(gòu)僅考慮豎向不平衡荷載與考慮多向動(dòng)力耦合激勵(lì)作用下的倒塌動(dòng)力響應(yīng)的差異;對(duì)隔震結(jié)構(gòu)剩余體系在多向動(dòng)力耦合激勵(lì)下的受力狀態(tài)及損傷發(fā)展過程進(jìn)行推演。得出隔震結(jié)構(gòu)在豎向不平衡荷載與水平地震激勵(lì)耦合的動(dòng)力連續(xù)倒塌基本規(guī)律。(2)地震動(dòng)特性...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:140 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
不同結(jié)構(gòu)形式的論文比例
[105]等,但事實(shí)上這些概念都不全完整體現(xiàn)結(jié)構(gòu)魯棒性。目前對(duì)于魯棒性的定義總結(jié)如圖1.2所示。圖 1.2 結(jié)構(gòu)魯棒性定義綜上所述,盡管當(dāng)前對(duì)于結(jié)構(gòu)魯棒性的定義沒有統(tǒng)一的表述,但各國學(xué)者對(duì)要求結(jié)
對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。隔震支座采用LRB600:有效直徑600mm,豎向剛度2312kN/mm,水平剛度1641kN/m,等效阻尼比0.15。梁、柱縱筋均采用HRB400,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。本結(jié)構(gòu)共7層,各層層高均為3.3m。平面示意圖及截面配筋圖如圖2.1所示。(a) 結(jié)構(gòu)平面示意圖框架柱 框架梁 隔震層梁(b) 梁柱配筋圖圖 2.1 結(jié)構(gòu)平面及配筋圖2.3.2 有限元模型建立本文選擇 SeismoStruct 有限元軟件進(jìn)行建模分析,該軟件能夠有效分析空間框架在的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)荷載下的力學(xué)行為,同時(shí)可考慮幾何非線性和材料無彈性。其所含件材料本構(gòu)及構(gòu)件模型豐富,包含混凝土、鋼、玻璃鋼以及小型材料模型,可用于各種各樣的預(yù)先定義的鋼,混凝土和復(fù)合段配置。目前在對(duì)結(jié)構(gòu)抗震能力數(shù)值分析中,得到了大力推廣和使用。(1) 材料模型建立首先,建立混凝土本構(gòu)。本文核心區(qū)混凝土本構(gòu)選用 con_ma(Mander et al. nonlinearconcrete model)材料,其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是由箍筋約束效應(yīng)的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度得到的,如式(2.19)、(2.20)所示;非約束區(qū)采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010 附錄 C.2.4中的本構(gòu)關(guān)系,其考慮了單軸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。接著,建立鋼筋本構(gòu);鋼筋本構(gòu)選用stl_bl(Bilinearsteel model);?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗地震倒塌破壞的研究現(xiàn)狀與對(duì)策分析[J]. 劉伯權(quán),付國. 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2013(04)
[2]基于連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)魯棒構(gòu)型分析[J]. 單艷玲,高博青. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2013(12)
[3]一種簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)魯棒性量化方法[J]. 黃靚,王鎣,陳永亮,李登. 工程力學(xué). 2013(10)
[4]基于地震易損性解析函數(shù)的概率地震風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)用研究[J]. 于曉輝,呂大剛. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(10)
[5]基于初始損傷模型的鋼管混凝土組合框架抗連續(xù)倒塌分析[J]. 王景玄,王文達(dá),周小燕. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(S1)
[6]地震動(dòng)頻譜特性對(duì)隔震結(jié)構(gòu)非線性地震響應(yīng)的影響[J]. 沈紹建,劉偉慶,杜東升,王曙光. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[7]地震動(dòng)頻譜特性對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)雙向地震響應(yīng)的影響[J]. 潘毅,季晨龍,盧立恒,韓徐揚(yáng). 土木工程學(xué)報(bào). 2013(05)
[8]中心支撐鋼框架連續(xù)倒塌動(dòng)力效應(yīng)分析[J]. 徐嫚,高山,張力濱,魏民,王玉銀. 土木工程學(xué)報(bào). 2013(S1)
[9]地震作用下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌極限狀態(tài)可靠度分析[J]. 宋鵬彥,呂大剛,崔雙雙. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(04)
[10]大跨度空間結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌研究方法與現(xiàn)狀[J]. 趙憲忠,閆伸,陳以一. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(04)
博士論文
[1]地震動(dòng)持時(shí)特性及其對(duì)RC框架結(jié)構(gòu)非線性地震響應(yīng)影響研究[D]. 孫小云.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]框—剪隔震結(jié)構(gòu)抗扭設(shè)計(jì)及雙隨機(jī)地震倒塌可靠度研究[D]. 黃小寧.蘭州理工大學(xué) 2017
[3]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)地震主要失效模式分析與優(yōu)化[D]. 白久林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的概率地震易損性與風(fēng)險(xiǎn)分析[D]. 于曉輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]RC框架結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法研究[D]. 李易.清華大學(xué) 2011
[6]橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系及關(guān)鍵問題研究[D]. 阮欣.同濟(jì)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]考慮頻譜特性的主余震作用下結(jié)構(gòu)損傷演化[D]. 徐菁菁.大連理工大學(xué) 2016
[2]網(wǎng)架結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌動(dòng)力效應(yīng)分析[D]. 廖浚哲.南昌大學(xué) 2015
[3]鋼框架結(jié)構(gòu)地震失效模式與整體抗震能力分析[D]. 楊樂.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]空間鋼框架連續(xù)倒塌動(dòng)力響應(yīng)仿真分析[D]. 李艷.廣西大學(xué) 2008
本文編號(hào):3248124
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:140 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
不同結(jié)構(gòu)形式的論文比例
[105]等,但事實(shí)上這些概念都不全完整體現(xiàn)結(jié)構(gòu)魯棒性。目前對(duì)于魯棒性的定義總結(jié)如圖1.2所示。圖 1.2 結(jié)構(gòu)魯棒性定義綜上所述,盡管當(dāng)前對(duì)于結(jié)構(gòu)魯棒性的定義沒有統(tǒng)一的表述,但各國學(xué)者對(duì)要求結(jié)
對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。隔震支座采用LRB600:有效直徑600mm,豎向剛度2312kN/mm,水平剛度1641kN/m,等效阻尼比0.15。梁、柱縱筋均采用HRB400,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。本結(jié)構(gòu)共7層,各層層高均為3.3m。平面示意圖及截面配筋圖如圖2.1所示。(a) 結(jié)構(gòu)平面示意圖框架柱 框架梁 隔震層梁(b) 梁柱配筋圖圖 2.1 結(jié)構(gòu)平面及配筋圖2.3.2 有限元模型建立本文選擇 SeismoStruct 有限元軟件進(jìn)行建模分析,該軟件能夠有效分析空間框架在的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)荷載下的力學(xué)行為,同時(shí)可考慮幾何非線性和材料無彈性。其所含件材料本構(gòu)及構(gòu)件模型豐富,包含混凝土、鋼、玻璃鋼以及小型材料模型,可用于各種各樣的預(yù)先定義的鋼,混凝土和復(fù)合段配置。目前在對(duì)結(jié)構(gòu)抗震能力數(shù)值分析中,得到了大力推廣和使用。(1) 材料模型建立首先,建立混凝土本構(gòu)。本文核心區(qū)混凝土本構(gòu)選用 con_ma(Mander et al. nonlinearconcrete model)材料,其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是由箍筋約束效應(yīng)的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度得到的,如式(2.19)、(2.20)所示;非約束區(qū)采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010 附錄 C.2.4中的本構(gòu)關(guān)系,其考慮了單軸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。接著,建立鋼筋本構(gòu);鋼筋本構(gòu)選用stl_bl(Bilinearsteel model);?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗地震倒塌破壞的研究現(xiàn)狀與對(duì)策分析[J]. 劉伯權(quán),付國. 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2013(04)
[2]基于連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)魯棒構(gòu)型分析[J]. 單艷玲,高博青. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2013(12)
[3]一種簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)魯棒性量化方法[J]. 黃靚,王鎣,陳永亮,李登. 工程力學(xué). 2013(10)
[4]基于地震易損性解析函數(shù)的概率地震風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)用研究[J]. 于曉輝,呂大剛. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(10)
[5]基于初始損傷模型的鋼管混凝土組合框架抗連續(xù)倒塌分析[J]. 王景玄,王文達(dá),周小燕. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(S1)
[6]地震動(dòng)頻譜特性對(duì)隔震結(jié)構(gòu)非線性地震響應(yīng)的影響[J]. 沈紹建,劉偉慶,杜東升,王曙光. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[7]地震動(dòng)頻譜特性對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)雙向地震響應(yīng)的影響[J]. 潘毅,季晨龍,盧立恒,韓徐揚(yáng). 土木工程學(xué)報(bào). 2013(05)
[8]中心支撐鋼框架連續(xù)倒塌動(dòng)力效應(yīng)分析[J]. 徐嫚,高山,張力濱,魏民,王玉銀. 土木工程學(xué)報(bào). 2013(S1)
[9]地震作用下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌極限狀態(tài)可靠度分析[J]. 宋鵬彥,呂大剛,崔雙雙. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(04)
[10]大跨度空間結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌研究方法與現(xiàn)狀[J]. 趙憲忠,閆伸,陳以一. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(04)
博士論文
[1]地震動(dòng)持時(shí)特性及其對(duì)RC框架結(jié)構(gòu)非線性地震響應(yīng)影響研究[D]. 孫小云.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]框—剪隔震結(jié)構(gòu)抗扭設(shè)計(jì)及雙隨機(jī)地震倒塌可靠度研究[D]. 黃小寧.蘭州理工大學(xué) 2017
[3]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)地震主要失效模式分析與優(yōu)化[D]. 白久林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的概率地震易損性與風(fēng)險(xiǎn)分析[D]. 于曉輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]RC框架結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法研究[D]. 李易.清華大學(xué) 2011
[6]橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系及關(guān)鍵問題研究[D]. 阮欣.同濟(jì)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]考慮頻譜特性的主余震作用下結(jié)構(gòu)損傷演化[D]. 徐菁菁.大連理工大學(xué) 2016
[2]網(wǎng)架結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌動(dòng)力效應(yīng)分析[D]. 廖浚哲.南昌大學(xué) 2015
[3]鋼框架結(jié)構(gòu)地震失效模式與整體抗震能力分析[D]. 楊樂.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]空間鋼框架連續(xù)倒塌動(dòng)力響應(yīng)仿真分析[D]. 李艷.廣西大學(xué) 2008
本文編號(hào):3248124
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