不同配鋼形式型鋼混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能與分析

目錄
前言
第1章 非對(duì)稱(chēng)配鋼型鋼混凝土框架柱抗震性能研究 1
1.1 試驗(yàn)概況 1
1.1.1 試件設(shè)計(jì) 1
1.1.2 加載方案 3
1.1.3 量測(cè)內(nèi)容 4
1.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 4
1.2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞形態(tài) 4
1.2.2 截面應(yīng)變分布 6
1.2.3 滯回曲線(xiàn) 8
1.2.4 骨架曲線(xiàn) 12
1.2.5 延性系數(shù) 14
1.2.6 耗能性能 16
1.3 性能退化規(guī)律 18
1.3.1 強(qiáng)度衰減 18
1.3.2 剛度退化 20
1.4 有限元分析 22
1.4.1 單元類(lèi)型 22
1.4.2 材料參數(shù) 22
1.4.3 建模及分析 23
1.4.4 分析結(jié)果與對(duì)比 24
1.5 本章小結(jié) 27
參考文獻(xiàn) 27
第2章 非對(duì)稱(chēng)配鋼型鋼混凝土框架柱設(shè)計(jì)計(jì)算方法 29
2.1 正截面承載力計(jì)算方法 29
2.1.1 基本原理 29
2.1.2 T形配鋼型鋼混凝土構(gòu)件N-M相關(guān)曲線(xiàn) 30
2.1.3 T形配鋼型鋼混凝土構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算公式 34
2.1.4 計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比 35
2.2 受剪機(jī)理分析及承載力計(jì)算方法 36
2.2.1 受剪機(jī)理分析 36
2.2.2 受剪承載力計(jì)算 38
2.2.3 計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比 42
2.3 非對(duì)稱(chēng)配鋼型鋼混凝土框架柱軸壓比限值研究 43
2.3.1 軸壓比定義 43
2.3.2 基于界限破壞理論的軸壓比限值 44
2.3.3 軸壓比限值建議值 48
2.4 非對(duì)稱(chēng)配鋼型鋼混凝土框架柱恢復(fù)力模型 48
2.4.1 骨架曲線(xiàn)模型 48
2.4.2 剛度退化規(guī)律 49
2.4.3 滯回規(guī)則 51
2.4.4 恢復(fù)力模型對(duì)比 52
2.5 本章小結(jié) 53
參考文獻(xiàn) 53
第3章 型鋼混凝土組合梁柱單元精細(xì)化建模理論及方法研究 55
3.1 型鋼混凝土單元截面的本構(gòu)關(guān)系 55
3.1.1 約束混凝土本構(gòu)關(guān)系 56
3.1.2 型鋼、鋼筋的材料本構(gòu)關(guān)系 56
3.1.3 黏結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系 56
3.2 考慮黏結(jié)滑移效應(yīng)的型鋼混凝土纖維梁柱單元的理論推導(dǎo) 57
3.2.1 考慮黏結(jié)滑移的單元控制方程 58
3.2.2 單元狀態(tài)的確定 64
3.3 考慮黏結(jié)滑移效應(yīng)的型鋼混凝土纖維梁柱單元的編程方法研究 66
3.4 模擬分析與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比 69
3.4.1 試驗(yàn)概述 69
3.4.2 數(shù)值模型 71
3.4.3 結(jié)果對(duì)比與誤差分析 71
3.5 本章小結(jié) 74
參考文獻(xiàn) 75
第4章 基于延性與造價(jià)的型鋼混凝土框架柱多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì) 77
4.1 型鋼混凝土框架柱位移延性系數(shù)研究 77
4.1.1 影響型鋼混凝土框架柱位移延性的因素分析 78
4.1.2 數(shù)據(jù)整理與回歸公式 84
4.2 型鋼混凝土框架柱的優(yōu)化設(shè)計(jì) 87
4.2.1 偏心受壓柱正截面承載力計(jì)算 88
4.2.2 斜截面承載力計(jì)算 95
4.2.3 型鋼混凝土框架柱優(yōu)化數(shù)學(xué)模型 96
4.2.4 型鋼混凝土框架柱優(yōu)化設(shè)計(jì)算例及分析 101
4.3 本章小結(jié) 106
參考文獻(xiàn) 107
第5章 非對(duì)稱(chēng)配鋼型鋼混凝土柱-鋼梁框架節(jié)點(diǎn)抗震性能研究 109
5.1 試驗(yàn)研究 109
5.1.1 試驗(yàn)概況 109
5.1.2 破壞形態(tài)與應(yīng)變分析 112
5.1.3 滯回曲線(xiàn) 115
5.1.4 骨架曲線(xiàn)及承載能力 116
5.1.5 延性系數(shù)及耗能 117
5.1.6 剛度退化 118
5.1.7 變形分析 119
5.2 有限元分析 120
5.2.1 幾何模型及材料屬性定義 120
5.2.2 黏結(jié)滑移本構(gòu)模型 121
5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果和有限元分析結(jié)果對(duì)比 123
5.2.4 抗震性能參數(shù)分析 128
5.3 受剪機(jī)理與承載力計(jì)算 129
5.3.1 水平地震作用下節(jié)點(diǎn)受剪機(jī)理分析 129
5.3.2 受剪承載力公式的建立與驗(yàn)證 133
5.4 損傷分析 134
5.4.1 損傷模型 134
5.4.2 模型參數(shù) 135
5.5 本章小結(jié) 136
參考文獻(xiàn) 137
第6章 型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)宏觀模型研究 139
6.1 基于OpenSees的型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)模型的構(gòu)成 139
6.1.1 型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)在地震作用下的反應(yīng) 139
6.1.2 型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)單元模型的組成 140
6.2 剪切塊分量的受力性能研究 149
6.2.1 節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理 149
6.2.2 單調(diào)加載下剪切塊分量的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 149
6.2.3 循環(huán)加載下剪切塊分量的反應(yīng) 156
6.3 型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)單元模型有效性評(píng)估 157
6.3.1 OpenSees中型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)宏觀模型的建立 157
6.3.2 結(jié)果有效性驗(yàn)證 159
6.4 本章小結(jié) 167
參考文獻(xiàn) 167
第7章 非對(duì)稱(chēng)配鋼型鋼混凝土柱-鋼梁框架抗震性能試驗(yàn)研究 169
7.1 試驗(yàn)概況 169
7.1.1 試件設(shè)計(jì) 169
7.1.2 材料性能 169
7.1.3 試驗(yàn)裝置與加載方案 171
7.2 試驗(yàn)現(xiàn)象 173
7.2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞形態(tài) 173
7.2.2 破壞特征分析 175
7.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析 177
7.3.1 滯回曲線(xiàn) 177
7.3.2 骨架曲線(xiàn) 178
7.3.3 延性 179
7.3.4 耗能能力 180
7.3.5 強(qiáng)度退化 180
7.3.6 剛度退化 181
7.3.7 變形恢復(fù)能力 182
7.4 有限元分析 183
7.4.1 材料本構(gòu)與單元類(lèi)型 183
7.4.2 分析結(jié)果與對(duì)比 185
7.4.3 參數(shù)分析 186
7.5 本章小結(jié) 188
參考文獻(xiàn) 189
第8章 基于性能的型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)全壽命總費(fèi)用優(yōu)化方法研究 190
8.1 基于性能的型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)全壽命優(yōu)化模型 191
8.1.1 基于性能的型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法 191
8.1.2 型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能指標(biāo)的量化 192
8.1.3 型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)全壽命周期多目標(biāo)優(yōu)化模型 199
8.2 型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)模糊可靠度 202
8.2.1 結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算方法 203
8.2.2 可靠度計(jì)算簡(jiǎn)化方法 214
8.3 基于性能的型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)全壽命分階段優(yōu)化方法 217
8.3.1 基于性能的型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)全壽命優(yōu)化模型 218
8.3.2 型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)分階段優(yōu)化計(jì)算方法 219
8.3.3 承載力約束中的隨機(jī)性 225
8.3.4 優(yōu)化算例 228
8.4 本章小結(jié) 231
參考文獻(xiàn) 232
第9章 型鋼混凝土框架-核心筒混合結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)研究及連續(xù)倒塌分析 234
9.1 試驗(yàn)研究 235
9.1.1 SRC框架-RC核心筒混合結(jié)構(gòu)原型設(shè)計(jì) 235
9.1.2 試驗(yàn)概況 236
9.1.3 試驗(yàn)結(jié)果 242
9.2 有限元分析 254
9.2.1 分析模型的建立 254
9.2.2 計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比 255
9.3 結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌分析 257
9.3.1 失效模式及荷載的確定 258
9.3.2 邊柱KZ1失效分析 262
9.3.3 角柱KZ2失效分析 265
9.3.4 邊柱KZ3失效分析 267
9.3.5 開(kāi)洞剪力墻JQ1失效分析 269
9.3.6 側(cè)墻JQ2失效分析 271
9.4 地震易損性分析 273
9.4.1 增量動(dòng)力分析 273
9.4.2 易損性分析 278
9.5 本章小結(jié)282
參考文獻(xiàn) 283