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《地震工程与工程振动》2017,(2)
准确地预测地震荷载作用下型钢混凝土压弯构件的受力性能,对评估带有该类构件的超高层建筑结构的震害程度和分析其地震安全性具有重要意义。因型钢混凝土压弯构件复杂的材料特性和受力行为,在反复荷载作用下其受力性能的数值模拟尚存欠缺。本文采用开源有限元结构分析软件Open Sees,基于柔度法纤维模型,将型钢混凝土压弯构件中的混凝土按受约束情况,划分为3部分:箍筋以外的无约束混凝土,受型钢翼缘约束的强约束混凝土,位于上述两者之间的弱约束混凝土,并确定了相应的钢和混凝土材料本构模型,给出了型钢混凝土压弯构件数值模拟方法。采用该方法对低周反复荷载作用下9个不同轴压比的型钢混凝土压弯试验构件进行了全过程有限元数值模拟。得到的数值模拟结果与试验结果吻合较好,表明本文所建立的型钢混凝土压弯构件的数值模拟模型和方法是合理、可行的,达到了精度和效率的统一,可进一步推广应用到带有该类构件的大型复杂超高层建筑结构的动力非线性分析中。采用本文模型和方法还分析了轴压比、混凝土强度等级、型钢强度等级和含钢率等对构件骨架曲线的影响,结果表明这些参数均对型钢混凝土构件的刚度、强度和延性有不同程度的影响。 相似文献
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高强混凝土剪力墙地震损伤模型分析 总被引：4，自引：0，他引：4
在分析比较现有钢筋混凝土结构的地震损伤模型的基础上,根据高强混凝土剪力墙的滞回曲线特性及刚度退化规律,采用能量耗散系数和最大变位处的卸载刚度的退化为破坏参数,提出了适用于高强混凝土剪力墙构件的双参数地震损伤模型。依据已有的高强混凝土剪力墙构件试验研究结果,对损伤模型进行非线性回归分析,确定了相应的地震损伤模型参数,提出了高强混凝土剪力墙各性能水平的损伤指数以及相应于三水准抗震设防的损伤指数允许值。分析结果表明,按本文所提出的损伤模型计算得到的剪力墙构件最终破坏时对应的损伤指数,其平均值在合理范围内,标准差较小;损伤指数计算值对应的损伤程度基本符合试验结果,计算结果离散程度较低。 相似文献
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ABAQUS混凝土损伤塑性模型的动力性能分析 总被引：3，自引：0，他引：3
地震作用在混凝土结构上会在其材料中产生较高的应变率,混凝土材料具有一定的率敏感性,准确模拟混凝土结构在地震作用下的反应需采用混凝土动态本构模型。为评估ABAQUS有限元软件中的混凝土损伤塑性模型模拟混凝土动力性能的能力,采用该模型对混凝土材料和构件在不同加载速度下的动态反应进行了有限元数值分析。结果表明,随着加载速度的提高,混凝土的抗压强度提高,下降段坡度增大,混凝土梁的承载能力提高,模拟结果与相关试验结果吻合较好;该混凝土损伤塑性模型可以模拟混凝土材料和构件的主要动力特性,但也存在不足之处。 相似文献
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为研究型钢混凝土十字形柱的抗震性能,对6个不同轴压比、配钢形式的试件进行低周往复荷载试验,分析滞回曲线、延性、耗能能力、残余变形和累积损伤等抗震性能指标,研究结果表明型钢混凝土十字形柱的滞回曲线饱满对称、变形能力和耗能能力良好,配钢形式为T形钢加方钢管的试件的抗震性能较好。运用ABAQUS对试件进行有限元分析,得到试件的滞回曲线、骨架曲线及刚度退化曲线与试验结果吻合较好。对骨架曲线的影响因素进一步分析,结果表明:轴压比增大,试件的极限承载力增大,但刚度退化加速;型钢屈服强度、配箍率的增大,试件的峰值荷载增大,变形能力增强;配钢率和纵筋强度增大,试件的极限承载力和初始刚度值明显提高。 相似文献
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高强混凝土框架柱的地震损伤模型 总被引：3，自引：1，他引：2
本文首先讨论了现有的几种地震损伤模型及其特点,然后计算出试验框架柱累积滞回耗能随加载循环水平的变化,分析和讨论了轴压比、箍筋形式、配箍率、纵向配筋率、混凝土强度等级以及剪跨比对累积滞回耗能的影响。根据现有的损伤模型,对试验框架柱的损伤指数进行了分析比较,给出了符合高强混凝土框架柱和普通混凝土框架柱的地震损伤模型。根据损伤指数随加载循环水平的变化规律,分析和讨论了剪跨比、轴压比以及配箍率对损伤的影响。最后通过对各地震损伤模型的比较分析,提出了高强混凝土框架柱的地震损伤模型。 相似文献
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型钢混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究 总被引：4，自引：2，他引：2
剪力墙构件是现代高层建筑结构中的主要抗侧向力构件.为了对比型钢桁架混凝土组合低矮剪力墙与型钢框架混凝土组合低矮剪力墙以及普通钢筋混凝土低矮剪力墙在地震作用下的抗震性能,本文进行了四榀1/4缩尺模型的低矮混凝土剪力墙在单调和低周反复荷载作用下的对比试验,其中单调加载试验包括一榀内置型钢桁架的型钢混凝土组合低矮剪力墙,反复加载试验包括一榀普通钢筋混凝土低矮剪力墙、一榀内置型钢框架的型钢混凝土低矮剪力墙和一榀内置型钢桁架的型钢混凝土低矮剪力墙,给出了各试件的刚度、承载力、变形、延性和破坏形态等试验结果,并对其进行分析.试验结果表明,在这三种墙体中,型钢桁架混凝土组合低矮剪力墙的承载力、变形能力、耗能能力较其他类型剪力墙好,并为型钢桁架混凝土组合低矮剪力墙在实际中的应用提供了试验依据. 相似文献
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通过4个型钢高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点试件和1个高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点试件的低周反复荷载试验,主要研究配钢形式、轴压比和连梁结构类型对节点的滞回特性、变形能力及耗能能力等性能的影响。结果表明:型钢高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点的滞回曲线饱满,承载力、刚度以及抗震性能较高强混凝土短肢剪力墙节点均有所改善,所有试件的延性均小于3,极限层间位移角均小于1/100,等效黏滞阻尼系数在0.17～0.24之间,表现出其延性和抗倒塌能力较差,耗能能力较好。 相似文献
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为研究型钢混凝土柱在反复荷载下的受扭损伤,完成了11根型钢混凝土柱和1根钢筋混凝土柱复合受扭试验。通过试验观察了构件的受力过程和破坏特征,研究两种不同型钢混凝土柱的裂缝开展与分布规律。基于能量守恒定律,考察了柱截面配钢形式、扭弯比、轴压比、混凝土强度等级、配箍率以及配钢率对累积损伤的影响。研究结果表明:型钢混凝土柱的损伤演变分为3个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;配钢形式、扭弯比和配箍率是影响型钢混凝土柱损伤程度的重要因素;配型钢,降低扭弯比和提高配箍率对于损伤指标分别最大降低了22.1%、14.3%和14.0%;损伤指标受轴压比、配钢率和混凝土强度等级影响程度较小。 相似文献
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为研究附设黏滞阻尼器的传统风格建筑混凝土梁-柱节点地震损伤演化规律,进行6个该类型构件的动力荷载试验,并分别采用位移型、能量型及位移-能量混合型损伤模型对其进行全过程评价,采用Park-Ang模型分析试件黏滞阻尼器型号、试件类型等因素对混凝土传统风格建筑梁柱节点损伤行为的影响。研究结果表明：附设黏滞阻尼器可显著提升传统风格建筑节点的承载能力、延性性能及耗能能力,结构的抗震性能得到较大幅度的提升;Park-Ang损伤模型与Banon损伤模型适用于传统风格建筑节点损伤演化规律的描述,建议对该类型节点的损伤规律表征选用该损伤模型。黏滞阻尼器型号可在一定程度上影响传统风格建筑的损伤演化发展;设计阻尼力大的试件虽然延性有所提高,但受荷过程中累积损伤也较大。 相似文献
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蜂窝状钢骨混凝土L形柱抗震性能的试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为了考察轴压比对蜂窝状钢骨混凝土L形柱抗震性能的影响,本文进行了3根不同轴压比的蜂窝状钢骨混凝土L形柱的低周往复水平荷载试验,研究了该L形柱的破坏形态、滞回特性、延性、黏滞阻尼系数等抗震性能.研究表明:蜂窝状钢骨能增强钢骨与混凝土间的黏结能力,提高其协同工作与整体受力性能.蜂窝状钢骨的存在,延缓了L形柱的刚度退化,提高了延性,增强了结构的耗能能力及抗震性能.轴压比对该新型构件的破坏形态及抗震性能影响明显.随着轴压比的增大,构件的破坏形态由类似于剪切破坏向轴压破坏形态转变.轴压比越大,构件的极限承载力越大,但延性与黏滞阻尼系数越小,耗能能力越低,抗震性能越差.研究还发现,该新型构件的正、反方向承载力及延性有所差别. 相似文献
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结构地震倒塌判别准则是工程结构强震分析的关键问题。在层损伤模型的基础上,建立了基于推覆分析的建筑结构整体损伤模型,并以国内某2层2跨平面钢框架结构拟静力试验为背景,应用有限元程序ABAQUS对平面钢框架进行了强震倒塌数值模拟。分析了钢框架结构的倒塌破坏过程,基于建议地震倒塌判别准则研究了钢框架结构的损伤演化规律。结果表明:钢框架结构在强震作用下的损伤发展顺序与塑性发展顺序一致;基于推覆分析的结构整体损伤模型能较好的体现强震作用下钢框架结构的损伤演化规律,且在上下界处收敛;强震作用下,钢框架结构的初始损伤主要由结构的残余侧移引起,而后期损伤主要由结构的承载力和刚度退化引起。 相似文献
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主要针对梁腹板带有摩擦耗能螺栓的自复位钢框架节点结构进行抗震性能和可更换性能的试验研究,探讨该类节点在往复荷载作用下的滞回性能以及节点域的变形特征。在参数选型的基础上,对5组钢框架节点试件进行了低周反复荷载作用下的拟静力试验,其中:4组试件具有自复位能力,分析了各试件的承载力、刚度、耗能性能和滞回特性等性能。综合研究结果表明:所提出的拼接节点能够利用摩擦螺栓的滑移提高节点的耗能能力,有效减少梁和柱主体构件的损伤,同时预应力筋提供了结构的自复位能力。试验结果表明:在地震作用之后,通过更换腹板及摩擦螺栓可以使结构的承载能力和耗能性能与震前基本一致,从而实现结构功能的快速恢复。 相似文献
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The residual capability of a damaged structure to resist further load is essential in optimal seismic design and post-earthquake strengthening. An experimental study on the hysteretic characteristics of prestressed concrete frame beams under different loading histories was performed to explore the influence of load history on energy dissipation and failure characteristics of the member. Based on the test results, the failure of the beam is def ined, and the relationship between the failure moment under cyclic load and from the skeleton curve is formulated. Finally, based on displacement and energy dissipation, a model for prestressed concrete beam damage-failure evaluation is developed. In this model, the effect of deformation level, cumulative dissipated energy, and loading history on prestressed concrete beam damage–failure is incorporated, thus it is applicable to stochastic earthquake forces. 相似文献
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高轴压碳化混凝土框架柱抗震试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
分别采用新浇混凝土试件和经碳化处理过的混凝土试件,对高轴压下的耐烦化和未碳化混凝土框架柱进行了低周反复荷载作用下的对比试验。通过试验研究,对碳化钢筋混凝土框架的抗震性能进行了分析。 相似文献
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Earthquake safety assessment of concrete arch and gravity dams 总被引：9，自引：1，他引：8
Based on research studies currently being carried out at Dalian University of Technology, some important aspects for the earthquake safety assessment of concrete dams are reviewed and discussed. First, the rate-dependent behavior of concrete subjected to earthquake loading is examined, emphasizing the properties of concrete under cyclic and biaxial loading conditions. Second, a modified four-parameter Hsieh-Ting-Chen viscoplastic consistency model is developed to simulate the rate-dependent behavior of concrete. The earthquake response of a 278m high arch dam is analyzed, and the results show that the strain-rate effects become noticeable in the inelastic range. Third, a more accurate non-smooth Newton algorithm for the solution of three-dimensional frictional contact problems is developed to study the joint opening effects of arch dams during strong earthquakes. Such effects on two nearly 300m high arch dams have been studied. It was found that the canyon shape has great influence on the magnitude and distribution of the joint opening along the dam axis. Fourth, the scaled boundary finite element method presented by Song and Wolf is employed to study the dam-reservoir-foundation interaction effects of concrete dams. Particular emphases were placed on the variation of foundation stiffness and the anisotropic behavior of the foundation material on the dynamic response of concrete dams. Finally, nonlinear modeling of concrete to study the damage evolution of concrete dams during strong earthquakes is discussed. An elastic-damage mechanics approach for damage prediction of concrete gravity dams is described as an example. These findings are helpful in understanding the dynamic behavior of concrete dams and promoting the improvement of seismic safety assessment methods. 相似文献
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结构地震损伤破坏,本质上是地震动输入能量超出结构或构件耗能能力所致。“能量”参数能够综合反映地震动强度、频谱特性以及强震持时对结构破坏的影响,本文基于能量耗散原理建立结构损伤模型,采用有限元软件ABAQUS对3榀单层单跨钢筋混凝土平面框架结构抗震性能进行数值模拟,通过损伤指数量化研究了地震作用下钢筋混凝土框架结构的损伤演化规律。研究表明:基于应变能耗储的结构损伤模型,能够合理有效地反映“位移首超破坏”与“累积损伤破坏”模式,且上、下界收敛;模拟分析得到的滞回曲线和骨架曲线与试验数据吻合较好,数值建模方法适用于以梁、柱构件为主的框架结构抗震性能分析;耗能构件框架梁能够对结构损伤破坏发展和抗震性能劣化起到一定延缓作用,承力构件框架柱的损伤加剧会加速结构抗震性能的劣化;加载幅值较小时,结构依靠混凝土裂缝闭合摩擦消耗能量,“位移首超破坏”所致损伤所占比例较大,随着位移幅值及循环次数的增加,“累积损伤破坏”所致损伤所占比例逐渐增大。 相似文献
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RC structures cyclic behavior simulation with a model integrating plasticity,damage, and bond‐slip 
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下载免费PDF全文 Bashar Alfarah Juan Murcia‐Delso Francisco López‐Almansa Sergio Oller 《地震工程与结构动力学》2018,47(2):460-478
The behavior of reinforced concrete structures under severe demands, as strong ground motions, is highly complex; this is mainly due to the complexity of concrete behavior and to the strong interaction between concrete and steel, with several coupled failure modes. On the other hand, given the increasing awareness and concern on the worldwide seismic risk, new developments have arisen in earthquake engineering; nonetheless, some developments are mainly based on simple analytical tools that are widely used, given their moderate computational cost. This research aims to provide a solid basis for validation and calibration of such developments by using computationally efficient continuum mechanics‐based tools. Within this context, this paper presents a model for 3D simulation of cyclic behavior of RC structures. The model integrates a bond‐slip model developed by one of the authors and the damage variable evolution methodology for concrete damage plastic model developed by some authors. In the integrated model, a new technique is derived for efficient 3D analysis of bond‐slip of 2 or more crossing reinforcing bars in beam‐column joints, slabs, footings, pile caps, and other similar members. The analysis is performed by implementing the bond‐slip model in a user element subroutine of Abaqus and the damage variable evolution methodology in the original concrete damage plastic model in the package. Two laboratory experiments consisting of a column and a frame subjected to cyclic displacements up to failure are simulated with the proposed formulation. 相似文献