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 非對稱配鋼型鋼混凝土框架柱抗震性能研究 1
1.1 試驗概況 1
1.1.1 試件設(shè)計 1
1.1.2 加載方案 3
1.1.3 量測內(nèi)容 4
1.2 試驗結(jié)果與分析 4
1.2.1 試驗現(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 8
1.2.4 骨架曲線 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)果與對比 24
1.5 本章小結(jié) 27
參考文獻(xiàn) 27
第2章 非對稱配鋼型鋼混凝土框架柱設(shè)計計算方法 29
2.1 正截面承載力計算方法 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 30
2.1.3 T形配鋼型鋼混凝土構(gòu)件的正截面承載力計算公式 34
2.1.4 計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比 35
2.2 受剪機理分析及承載力計算方法 36
2.2.1 受剪機理分析 36
2.2.2 受剪承載力計算 38
2.2.3 計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比 42
2.3 非對稱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 非對稱配鋼型鋼混凝土框架柱恢復(fù)力模型 48
2.4.1 骨架曲線模型 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 模擬分析與試驗結(jié)果的對比 69
3.4.1 試驗概述 69
3.4.2 數(shù)值模型 71
3.4.3 結(jié)果對比與誤差分析 71
3.5 本章小結(jié) 74
參考文獻(xiàn) 75
第4章 基于延性與造價的型鋼混凝土框架柱多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計 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 87
4.2.1 偏心受壓柱正截面承載力計算 88
4.2.2 斜截面承載力計算 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 非對稱配鋼型鋼混凝土柱-鋼梁框架節(jié)點抗震性能研究 109
5.1 試驗研究 109
5.1.1 試驗概況 109
5.1.2 破壞形態(tài)與應(yīng)變分析 112
5.1.3 滯回曲線 115
5.1.4 骨架曲線及承載能力 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 試驗結(jié)果和有限元分析結(jié)果對比 123
5.2.4 抗震性能參數(shù)分析 128
5.3 受剪機理與承載力計算 129
5.3.1 水平地震作用下節(jié)點受剪機理分析 129
5.3.2 受剪承載力公式的建立與驗證 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)點宏觀模型研究 139
6.1 基于OpenSees的型鋼混凝土節(jié)點模型的構(gòu)成 139
6.1.1 型鋼混凝土框架節(jié)點在地震作用下的反應(yīng) 139
6.1.2 型鋼混凝土節(jié)點單元模型的組成 140
6.2 剪切塊分量的受力性能研究 149
6.2.1 節(jié)點的受力機理 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)點單元模型有效性評估 157
6.3.1 OpenSees中型鋼混凝土節(jié)點宏觀模型的建立 157
6.3.2 結(jié)果有效性驗證 159
6.4 本章小結(jié) 167
參考文獻(xiàn) 167
第7章 非對稱配鋼型鋼混凝土柱-鋼梁框架抗震性能試驗研究 169
7.1 試驗概況 169
7.1.1 試件設(shè)計 169
7.1.2 材料性能 169
7.1.3 試驗裝置與加載方案 171
7.2 試驗現(xiàn)象 173
7.2.1 試驗現(xiàn)象及破壞形態(tài) 173
7.2.2 破壞特征分析 175
7.3 試驗結(jié)果與分析 177
7.3.1 滯回曲線 177
7.3.2 骨架曲線 178
7.3.3 延性 179
7.3.4 耗能能力 180
7.3.5 強度退化 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)與單元類型 183
7.4.2 分析結(jié)果與對比 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)可靠度計算方法 203
8.2.2 可靠度計算簡化方法 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)化計算方法 219
8.3.3 承載力約束中的隨機性 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)抗震性能試驗研究及連續(xù)倒塌分析 234
9.1 試驗研究 235
9.1.1 SRC框架-RC核心筒混合結(jié)構(gòu)原型設(shè)計 235
9.1.2 試驗概況 236
9.1.3 試驗結(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 計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比 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