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利用超弹性SMA螺栓梁柱节点的耗能能力和自复位特性,将其引入到耗能跨而构建"自复位耗能跨",基于既有的节点试验研究结果对结构体系的滞回性能进行了探讨。在此基础上,以具有旗形滞回特征的单自由度体系为工具,对配置自复位耗能跨低多层钢框架体系的能量系数进行推导。能量系数可以合理量化具有旗形滞回规则结构的峰值响应需求,能量系数越低,表明地震动下结构的峰值响应越低。为了阐明滞回参数对能量系数的影响,对具有不同滞回参数组合可代表低多层结构的等效SDOF体系进行了非线性动力分析,参数组合包括周期、屈服后刚度比、延性系数及能量比。同时对能量系数的离散性也进行了分析。结果表明:能量系数及能量系数的离散性受结构周期、屈服后刚度比及延性系数影响较大,受能量比的影响较小。 相似文献
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考虑场地类别与强震持时的滞回耗能谱的特征分析 总被引：3，自引：0，他引：3
基于力或位移的结构抗震设计方法大多无法反映地震动持时的影响,而能量设计方法则能较好地弥补其不足。按场地类别和强震持时,将302条Northridge地震记录分为15组,对地震记录的峰值进行规一化处理,采用钢筋混凝土退化三线型恢复力模型,对单自由度体系进行弹塑性时程分析,研究场地类别、强震持时、强度屈服水平以及结构周期等因素对滞回耗能的影响。结果表明:在给定地震记录的峰值和屈服强度水平下,结构的滞回耗能依赖于场地条件和强震持时等因素;滞回耗能随强震持时的增加而增大,随场地特征周期的增加而增大。通过非线性回归分析,建立了与峰值加速度、峰值速度、强震持时相对应的简化滞回耗能谱的计算公式。 相似文献
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基于能量平衡原理,对多层钢筋混凝土框架结构的地震输入能量的分布及耗散规律进行了研究。选用8条天然地震波和2条人工波,运用Perform-3D软件,对多层钢筋混凝土框架结构模型在7度罕遇地震作用下的弹塑性能量进行数值仿真计算。计算了钢混框架结构在不同地震波下的地震总输入能量、滞回耗能、阻尼耗能以及滞回耗能占总耗能的比例时程,分析了地震能量在各分量中的分布及分配规律;分析了阻尼比和延性比对地震输入能量的影响,确定了滞回耗能随阻尼比和延性比的变化规律;研究了钢筋混凝土框架结构梁柱构造和竖向侧移刚度变化对地震输入能及其分量的影响,确定了多层钢筋混凝土框架结构滞回耗能沿竖向的分布规律及沿横向在框架构件中的分配,研究了框架结构存在薄弱层情况下的滞回耗能的分布规律。揭示了多自由度钢筋混凝土框架结构地震输入能量及其分布规律,可为基于能量平衡原理的抗震设计理论在工程实际中的运用提供有益的参考。 相似文献
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地震总输入能量与瞬时输入能量谱的研究 总被引：2，自引：0，他引：2
现有的抗震设计理论大多是基于承载力或强度的设计方法,与其相应的反应谱理论最大的缺陷是无法反映地震动持时的影响,而以地震动能量作为设计参数时就能弥补现有抗震理论的不足。本文按照反应谱理论的思路建立了线性单自由度体系的地震动总输入能量谱和瞬时输入能量谱。研究发现,阻尼比为5%时的地震动总输入能量谱和最大瞬时输入能量谱的等价速度谱可以分别用阻尼比为0.5%和10%下的拟速度谱来近似获得;地震波的V/A值大于0.15时,总输入能量谱的Δt谱峰值与地震波的强震持时呈线性增长关系,V/A值小于0.15时,两者间的关系无规律性。最大瞬时输入能量谱的Δt谱峰值基本不受地震波的V/A值与强震持时的影响;输入能量谱(总输入能量谱与最大瞬时输入能量谱)的特征周期随地震波V/A值的增大而增大,根据分析结果本文提出了线性单自由度体系输入能量谱的简化计算方法,方法简便,计算结果偏安全。 相似文献
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地震动滞回能量谱衰减规律研究 总被引：2，自引：0，他引：2
本文选用美国西部California州15次较大地震中的266条强地震动记录,利用衰减关系建立了滞回能量谱,分析了场地条件、延性系数、震级及距离等参数对滞回能量谱的影响。研究发现,场地条件对滞回能量谱影响很大,随着场地变软,滞回能量谱变大,与A B类场地相比,C类场地的滞回能量谱平均要高出70％左右,D类场地则要高出170％左右。随着延性系数的增大,滞回能量谱有增大的趋势,尤其是当延性系数由2变到4或6时更为明显,但当延性系数增加到一定程度时,滞回能量谱的差别不大,延性系数为4和6时的滞回能量谱差别不大,甚至在周期较大时,延性系数为6的滞回能量谱反而小于延性系数为4时的滞回能量谱。另外,研究结果表明,大的震级和小的距离对结构产生比较大的滞回能量需求。利用本文结果,可以估计未来地震中结构物所遭受滞回能量的大小。 相似文献
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为研究土-结构相互作用(soil-structure-interaction, SSI)对自复位结构体系延性需求谱的影响规律,建立了土-自复位结构的数值分析模型,其中上部结构采用旗帜形单自由度滞回系统模拟,并基于锥模型概念模拟土-基础动力相互作用。选取40条Ⅲ类场地远场地震动记录对SSI系统进行非线性时程分析,讨论了刚性地基结构的周期T、强度折减系数R、结构-土体刚度比a0、结构高宽比s、屈服后刚度比α和耗能系数β对结构延性需求的影响规律。研究结果表明：忽略SSI效应会低估自复位结构的延性需求;对于考虑SSI效应的单自由度自复位结构,延性系数μ与R、a0的相关性较强,且μ与R和a0呈正相关,提高R或a0会增大结构延性需求;延性系数μ与屈服后刚度比α、耗能系数β及结构高宽比s的相关性较弱,其中μ与α和β呈负相关,提高α或β会减小结构延性需求,且随着a0的增大,α和β对延性需求谱的影响越大;当a0=1时,s对延性需求谱基本无影响,而a0取... 相似文献
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通过对5种不同支座布置方案的组合基础隔震结构施加不同场地条件下的双向水平地震波,研究了场地类别和地震波加速度峰值及支座布置方式对结构总输入能量的影响,并进行了耗能分析。结果表明,随着地震波峰值的增大,结构总输入能量增大;相同地震峰值条件下,场地土越软,总的输入能量越大;组合隔震结构应用于软土场地时隔震层滞回耗能比更大,隔震效果更好;组合隔震结构两种支座中选择分散布置方案时,隔震层耗能比更大,隔震效果优于支座集中布置方案。 相似文献
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考虑场地类别的阻尼比修正系数研究 总被引：1，自引：0，他引：1
阻尼比修正系数B用于调整临界阻尼比不同于0．05时的反应谱值,它对减震结构、隔振结构以及弹塑性体系的简化设计与分析具有重要意义。本文按照我国现行抗震规范规定的场地分类方法,分别应用四类场地共计136条地震记录,对阻尼比为0．05、0．1、0．2、0．3、0．4、0．5的弹性单自由度结构体系的相对位移反应谱、相对速度反应谱、绝对加速度反应谱进行计算分析,从定性到定量系统研究了地震作用下场地分类、阻尼比以及结构周期对相对位移反应谱阻尼比修正系数眈、相对速度反应谱阻尼比修正系数Bv和绝对加速度反应谱阻尼比修正系数口。的影响规律,结果表明：随着阻尼比的增大,场地分类对阻尼比修正系数的影响程度逐渐增大,其中场地条件对Ba的影响更加显著,然而数据分析表明,场地条件对阻尼比修正系数最小值的影响很小。在IV场地上,阻尼对长周期结构的减震效果明显优于其它三类场地。最后通过非线性回归分析,建立了与场地类别、结构周期以及阻尼比相关的阻尼比修正系数Ba、Bd、Bv的计算公式。这部分的结果可以应用于减震结构基于．胜能的抗震设计方法中。 相似文献
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考虑场地类别与设计分组的延性需求谱和弹塑性位移反应谱 总被引：46，自引：13，他引：33
非线性反应谱是基于性能的抗震设计理论中亟待解决的基础性课题之一。本文将四种场地类别上的641条地震记录,按我国现行抗震规范设计分组的要求分为12组,对大量具有不同屈服强度系数的单自由度体系作了弹塑性时程分析。研究了结构强度水平、周期、场地类别以及设计分组等因素对延性需求的影响。结果表明,在给定屈服强度水平下结构的延性需求强烈地依赖于场地条件、设计分组等因素。对于短周期结构,延性需求随场地土变软而增大,同类场地随设计分组特征周期增大而增大。通过非线性回归分析,建立了与场地类别、设计分组相对应的延性需求谱μ-ξy-T的计算公式。在此公式的基础上,结合现阶段抗震设计规范构建了弹塑性位移反应谱,可用于结构弹塑性位移需求的简化计算,同时讨论了弹塑性位移反应谱的基本特点。 相似文献
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工程结构等延性地震抗力谱研究 总被引：28，自引：7，他引：21
研究结构的非弹性反应谱对改进现有的结构抗震设计、发展基于性态的抗震设计以及了解复杂地面运动特性与结构动力特性之间的关系具有重要的意义。利用大量的单自由度在强震记录作用下的弹塑性动力时程分析,对等延性地震抗力谱这一重要的非弹性反应谱进行了较为详尽的研究,给出了四类场地条件(基岩、硬土、一般土和软土)下的平均等延性地震抗力谱,总结了对工程结构的抗震设计和研究具有实际意义的规律和特征,并分析了场地条件、结构的延性系数以及周期等对等延性地震抗力谱的影响,提出了新的拟合公式,其成果可供抗震研究和设计直接应用。 相似文献
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A recently developed earthquake ground motion model non-stationary in both intensity and frequency content is validated at the inelastic Single-Degree-Of-Freedom (SDOF) structural response level. For the purpose of this study, the earthquake model is calibrated for two actual earthquake records. The objective of a constant (or target) displacement ductility used in conventional earthquake-resistant design is examined from the statistical viewpoint using this non-stationary earthquake model. The non-linear hysteretic structural behaviour is modelled using several idealized hysteretic SDOF structural models. Ensemble-average inelastic response spectra corresponding to various inelastic SDOF response (or damage) parameters and conditioned on a constant displacement ductility response are derived from the two identified stochastic ground motion models. The effects of the type of hysteretic behaviour, the structural parameters, the target displacement ductility factor, and the ground motion model on the statistics of the inelastic response parameters are thoroughly investigated. The results of this parametric study shed further light on the proper interpretation and use of inelastic response or damage parameters in earthquake-resistant design in order to achieve the desirable objective of ‘constant-damage design’. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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A methodology for the development of design tools for direct estimation of peak inelastic response in reduced-degree-of-freedom (RDOF) isolation and energy dissipation systems is presented. The suggested procedure is an extension of an earlier method addressing purely hysteretic isolation systems. Herein, the dynamic equation of motion is first normalised to reduce the number of design parameters that significantly affect the response. The sensitivity of normalised response quantities to the amplitude of the ground motion is then investigated through extensive parametric nonlinear dynamic analyses of isolated single-degree-of-freedom (SDOF) systems with linear viscous damping using code-based target spectra. Regression analysis is subsequently employed to develop generalised design equations (GDEs) suitable for design. Further investigations are made to address nonlinear viscous damping and the effect of the transverse component of seismic action in two-degree-of freedom (2DOF) systems under bidirectional excitation, making the procedure applicable to common bridge isolation schemes. GDEs constitute an alternative to equivalent linearisation approaches commonly adopted by codes, informing the selection among alternative isolation and energy dissipations schemes without requiring iterative analysis. The approach is incorporated in the Deformation-Based Design methodology for seismically isolated bridges in a forthcoming paper. 相似文献
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This paper proposes energy input spectra applicable to seismic design of structures located in low‐to‐moderate‐seismicity regions. These spectra represent the load effect, in terms of input energy, of the most severe earthquake that the construction might encounter during its lifetime. The spectra have been derived through dynamic response analyses of over 100 ground motion records obtained from 48 earthquakes that have occurred in Spain. An empirical equation for estimating the energy input contributable to damage from the total input energy is also suggested. This equation takes into account both the damping and the degree of plastification of the structure. Finally, the proposed design energy input spectra are compared with the provisions of the current Spanish Seismic Code and with the response spectra of recent earthquakes that have occurred in Turkey and Taiwan. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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The inelastic response of a single-degree-of-freedom (SDOF) system to different sets of earthquake records was analysed to study the significance of ground motion characteristics on structural damage. Six non-linear models were used. The ductility ratio and hysteretic energy index were chosen as two important damage indices to measure the structural damage. The dispersion phenomenon exhibited by yield spectra due to input ground motion was reduced by incorporating the ground motion a/v ratio into the two damage indices. Finally, empirical formulae for estimating two measures of structural damage were developed for each hysteretic model. 相似文献
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A new direct performance‐based design method utilizing design tools called performance‐spectra (P‐Spectra) for low‐rise to medium‐rise frame structures incorporating supplemental damping devices is presented. P‐Spectra are graphic tools that relate the responses of nonlinear SDOF systems with supplemental dampers to various damping parameters and dynamic system properties that structural designers can control. These tools integrate multiple response quantities that are important to the performance of a structure into a single compact graphical format to facilitate direct comparison of different potential solutions that satisfy a set of predetermined performance objectives under various levels of seismic hazard. An SDOF to MDOF transformation procedure that defines the required supplemental damping properties for the MDOF structure to achieve the response defined by the target SDOF system is also presented for hysteretic, linear viscous and viscoelastic damping devices. Using nonlinear time‐history analyses of idealized shear structures, the accuracy of the transformation procedure is verified. A seismic performance upgrade design example is presented to demonstrate the usefulness of the proposed method for achieving design performance goals using supplemental damping devices. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献