簡介：分類號分類號學(xué)號學(xué)號642400200672711642400200672711校代碼校代碼10487密級密級碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文學(xué)位申請人學(xué)位申請人閆帥平學(xué)科專業(yè)學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師伋雨林伋雨林副教授副教授答辯日期答辯日期2008610填充墻對框架結(jié)構(gòu)自振周期填充墻對框架結(jié)構(gòu)自振周期影響的研究影響的研究獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名日期年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。（請在以上方框內(nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名指導(dǎo)教師簽名日期年月日日期年月保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。不保密□。本論文

簡介：鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)是一種新型的結(jié)構(gòu)體系，由于它具有良好的抗震性能，較高的承載能力，顯著的經(jīng)濟效益等優(yōu)點，越來越多的高層、大跨結(jié)構(gòu)中開始應(yīng)用方鋼管混凝土柱作為豎向支撐構(gòu)件；而矩形鋼管混凝土作為梁式構(gòu)件也有較好的受力表現(xiàn)，如可有效地降低層高，增大跨度，得到較好的經(jīng)濟效益和建筑效果等。為了研究矩形鋼管混凝土梁在框架結(jié)構(gòu)中的受力性能，并進一步分析全矩形鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，本文對由方鋼管混凝土柱和矩形鋼管混凝土梁組成的新型框架結(jié)構(gòu)體系進行試驗研究和理論分析。具體研究內(nèi)容如下1）通過對兩榀單跨兩層矩形鋼管混凝土框架進行水平低周反復(fù)加載試驗，研究結(jié)構(gòu)的承載能力、延性、耗能能力以及破壞機制，從而評定其抗震性能的優(yōu)劣；2）運用SAP2000對矩形鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)進行靜力彈塑性分析，并與試驗結(jié)果進行對比，驗證理論分析的正確與否；3）通過對實際工程中的一榀鋼筋混凝土框架以及等剛度代換后的鋼框架和鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)進行PUSHOVER分析，從受力性能和經(jīng)濟性兩方面對比矩形鋼管混凝土框架、純鋼框架和鋼筋混凝土框架三者的優(yōu)劣。研究結(jié)果表明矩形鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)滯回曲線飽滿，耗能能力強，有較穩(wěn)定的后期承載力，能形成梁鉸破壞機制，具有良好的抗震性能；用SAP2000軟件的PUSHOVER功能可較準(zhǔn)確地分析矩形鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的破壞模式及受力性能，與鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)框架相比較，矩形鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)具有承載力高、延性性能好，經(jīng)濟性能優(yōu)越等優(yōu)點。由此可以推斷矩形鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)在承載力、抗震性能以及材料利用等方面有較多的優(yōu)越性，有進一步研究和推廣應(yīng)用的價值。

簡介：框架一核心筒結(jié)構(gòu)是高層建筑中常用的一種結(jié)構(gòu)型式，它是由位于建筑中部的核心筒和外圍框架組成的結(jié)構(gòu)體系，當(dāng)建筑物的高度很大時，核心筒的平面尺寸不能很大時，會造成整個結(jié)構(gòu)不僅抗側(cè)剛度不足，水平承載也不足，此時可在框架一核心筒結(jié)構(gòu)中增設(shè)剛性加強層，即沿豎向利用建筑避難層、設(shè)備層空間，設(shè)置適宜的水平伸臂構(gòu)件，構(gòu)成帶剛性加強層的高層建筑結(jié)構(gòu)。由于水平伸臂構(gòu)件可以加強核心筒與周邊框架柱的聯(lián)系，因此可以利用周邊框架柱的軸向變形而形成的反彎矩來減少內(nèi)筒體的傾覆力矩，從而增強整個結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度和水平承載力。在風(fēng)荷載作用下，設(shè)置加強層是一種減少結(jié)構(gòu)水平位移的有效方法；但在地震作用下，加強層的設(shè)置將會引起結(jié)構(gòu)剛度、內(nèi)力突變，并易形成薄弱層，結(jié)構(gòu)的損壞機理難以呈現(xiàn)“強柱弱梁”和“強剪弱彎”的延性屈服機制。本文首先分析了加強層剛臂的作用機理，在對常見的幾種加強層模型進行分析比較的基礎(chǔ)上，提出了高層框架一核心筒結(jié)構(gòu)剛性加強層的合理布置數(shù)量及其布置最佳層位的選擇。論文進一步分析了抗震地區(qū)帶剛性加強層的高層結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。針對其動力反應(yīng)的特點，提出了抗震地區(qū)框架一核心筒剛性加強層結(jié)構(gòu)的合理布置原則及結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震加強措施，以及在地震區(qū)采用帶加強層的框架一核心筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點。最后，論文以國龍大廈為對象，對是否設(shè)剛性加強層進行了比較，在不同方案的計算模型的基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)的受力性能、周期、位移等特性進行了分析，尋求加強層設(shè)置對結(jié)構(gòu)周期、位移和受力性能的規(guī)律，從而選擇正確的結(jié)構(gòu)體系，使結(jié)構(gòu)設(shè)計安全、經(jīng)濟、合理。

簡介：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是將最優(yōu)化理論應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，在眾多可行設(shè)計方案中尋找最適宜設(shè)計方案的現(xiàn)代設(shè)計方法。它集專業(yè)設(shè)計理論、數(shù)學(xué)上最優(yōu)化方法、計算機技術(shù)于一體，通過科學(xué)設(shè)計方法縮短結(jié)構(gòu)設(shè)計周期，減少人力、物力和財力的投入，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)具有造價低、平面布置靈活、便于標(biāo)準(zhǔn)化施工等優(yōu)點，已成為我國建筑的重要結(jié)構(gòu)形式之一，而且仍將保持良好的發(fā)展前景。因此，對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計已成為工程師的迫切需要，國內(nèi)外學(xué)者已進行了廣泛的研究，取得了一定成果，現(xiàn)已趨向于如何實現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的實際應(yīng)用。針對這些問題，本文對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的工程應(yīng)用做了一定的探討，即重視他們的應(yīng)用，而不是發(fā)展優(yōu)化新技術(shù)。為此，在總結(jié)分析前人的研究成果、方法和不足的基礎(chǔ)上，建立了基于造價的符合設(shè)計規(guī)范的傘參數(shù)全約束框架梁、柱優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。并根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型，在眾多的最優(yōu)化方法中選擇穩(wěn)定、高效的序列二次規(guī)劃法進行尋優(yōu)計算，因此還詳細介紹了序列二次規(guī)劃及其數(shù)值算法，做到數(shù)學(xué)推理過程簡單，思路清晰，目的是為尋優(yōu)計算作理論準(zhǔn)備。然后在構(gòu)件優(yōu)化的基礎(chǔ)上，采用分部優(yōu)化法對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，且對框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化存在的一系列問題進行了必要的探討，最終建立一個穩(wěn)定高效、界面友好的實用框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計程序，該程序采用圖形界面輸入框架梁、柱優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)參數(shù)，融入了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、建筑抗震設(shè)計規(guī)范等相關(guān)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，可自動實現(xiàn)尋優(yōu)計算和數(shù)據(jù)保存，亦可與其它有限元分析軟件接力完成框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。最后通過算例驗證了該方法可行且數(shù)值結(jié)果穩(wěn)定，并通過計算結(jié)果的分析得出一些可以指導(dǎo)工程設(shè)計的結(jié)論。本文的研究為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用提供了一種有效手段，它同樣可以應(yīng)用于框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架，具有重要的現(xiàn)實意義。

簡介：隨著高層建筑在工程領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，由于使用上的需要，經(jīng)常會遇到須將轉(zhuǎn)換層設(shè)置在較高的樓層，即高位轉(zhuǎn)換問題。本文對高位轉(zhuǎn)換框支框架結(jié)構(gòu)的受力性能進行了研究，完成的主要工作有1為了了解靜力荷載下轉(zhuǎn)換層設(shè)置位置對結(jié)構(gòu)受力性能的影響，對高層框架結(jié)構(gòu)在不同高度設(shè)置梁式轉(zhuǎn)換層時的受力及位移特點進行研究。結(jié)果表明，帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)與無轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)相比，轉(zhuǎn)換層以下各層的內(nèi)力往往成倍增加，轉(zhuǎn)換層以上各層內(nèi)力增加較小；不同高位轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)相比，較低位轉(zhuǎn)換層以下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力幾乎不變，較高位轉(zhuǎn)換層以上結(jié)構(gòu)的內(nèi)力將減小，兩轉(zhuǎn)換層之間結(jié)構(gòu)的內(nèi)力將成倍增加。在某一層設(shè)置轉(zhuǎn)換層時，對該層和鄰近樓層的受力產(chǎn)生較大影響，而遠離轉(zhuǎn)換層的樓層受力變化不大。2對不同高位轉(zhuǎn)換梁的框架結(jié)構(gòu)在不同形式水平荷載下的受力性能進行了研究。結(jié)果表明，無轉(zhuǎn)換層時，頂點集中荷載下，各樓層的彎矩非常接近，除底層外，每層都有明顯的反彎點；而在倒三角荷載或均布荷載下，各樓層彎矩由上至下逐漸變大，接近頂端幾層的外柱和最底層柱均沒有出現(xiàn)反彎點。轉(zhuǎn)換梁對結(jié)構(gòu)整體受力的影響只在局部起較大作用。轉(zhuǎn)換梁以上結(jié)構(gòu)在頂點集中荷載下變形以直線形為主，在倒三角荷載和均布荷載下變形以剪切變形為主。結(jié)構(gòu)頂點位移在頂點集中荷載下達最大，在均布荷載時最小。不設(shè)轉(zhuǎn)換層時，層間位移只在下部出現(xiàn)一個極大值；設(shè)置轉(zhuǎn)換層后層間位移在轉(zhuǎn)換層所在層出現(xiàn)極小值。3對轉(zhuǎn)換層上下抗側(cè)剛度比不同的框支框架進行了研究。結(jié)果表明，為使結(jié)構(gòu)位移較好的隨轉(zhuǎn)換層位置的升高而減小，轉(zhuǎn)換層下、上抗側(cè)剛度比應(yīng)不小于16。轉(zhuǎn)換層下大梁小柱結(jié)構(gòu)比大柱小梁結(jié)構(gòu)的抗側(cè)能力更強，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮加大轉(zhuǎn)換層下梁的截面積，再適當(dāng)加大柱的截面積。4對轉(zhuǎn)換梁等效為桁架式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的計算方法進行了研究，提出了將框架柱等效為二小框架柱的等效矩形桁架節(jié)點處理模型，推導(dǎo)了抗側(cè)剛度等效原則下等效框架柱的截面計算公式，并通過算例驗證了模型的可用性。5為了改善轉(zhuǎn)換大梁容易造成結(jié)構(gòu)豎向剛度突變的性能，本文建議將轉(zhuǎn)換大梁分解成兩根截面尺寸較小的梁，分別將它們設(shè)置在本層及上一層處，形成雙層式轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)，并對其受力性能進行了研究。結(jié)果表明，雙層轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)能使其同層結(jié)構(gòu)內(nèi)力分配更加平均，不同層結(jié)構(gòu)內(nèi)力的突變隨著結(jié)構(gòu)豎向剛度突變的減緩而減小，起到了削峰填谷的作用。使結(jié)構(gòu)的受力性能更加合理。

簡介：21世紀初，美國太平洋地震工程研究中心PACIFICEARTHQUAKEENGINEERINGRESEARCHCENTERPEER提出了新一代“基于性能的地震工程PEFMANCEBASEDEARTHQUAKEENGINEERINGPBEE”概率決策框架；與此同時，美國中部地震研究中心AMERICANEARTHQUAKEENGINEERINGMAE也提出了“基于后果的地震工程CONSEQUENCEBASEDEARTHQUAKEENGINEERINGCBEE”概率決策框架。由于這兩個框架都是建立在地震風(fēng)險分析的基礎(chǔ)上，為此，本文初步提出了“基于風(fēng)險的地震工程RISKBASEDEARTHQUAKEENGINEERINGRBEE”概率決策框架。地震動（EARTHQUAKEMOTION）、地震需求（SEIMSICDEM）和抗震能力（SEIMSICCAPACITY）以及它們之間的相互關(guān)系是PBEE、CBEE和RBEE所共同關(guān)心的三個核心問題。由于地震發(fā)生的隨機性、地震動的隨機過程性以及工程結(jié)構(gòu)自身參數(shù)的隨機性，因此結(jié)構(gòu)的抗震能力本質(zhì)上是隨機的，研究結(jié)構(gòu)地震需求與抗震能力之間概率關(guān)系的學(xué)科稱為“概率抗震能力分析（PROBABILSITICSEISMICCAPACITYANALYSISPSCA）”。工程結(jié)構(gòu)的概率抗震能力分析是結(jié)構(gòu)抗震可靠度分析、結(jié)構(gòu)地震易損性分析以及結(jié)構(gòu)地震風(fēng)險分析的基礎(chǔ)，同時，也是采用全概率方法進行結(jié)構(gòu)概率抗震性能設(shè)計和概率抗震性能評定的重要組成部分；另外，概率抗震能力分析的結(jié)果也可以為地震損失估計和防震減災(zāi)決策提供科學(xué)的依據(jù)。由于結(jié)構(gòu)整體抗震能力可以從宏觀上刻畫結(jié)構(gòu)的抗震性能，因此，對重大土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)進行整體概率抗震能力分析，不僅具有重要的理論意義，而且具有重要的工程實用價值。本文首先研究了復(fù)雜隨機函數(shù)的統(tǒng)計矩分析方法，提出了基于NATAF變換的點估計法；通過對同一算例的計算，將點估計法同蒙特卡洛模擬法、數(shù)值積分法和平均值一次二階矩法進行了比較；然后，將隨機函數(shù)統(tǒng)計矩分析方法和PUSHOVER分析結(jié)合起來，提出隨機PUSHOVER分析方法；以最大層間位移角（INTERSTEYDRIFTANGLEISDA）作為結(jié)構(gòu)整體能力參數(shù)，然后從隨機PUSHOVER分析和有限元可靠度分析兩個角度，建立了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體概率抗震能力模型；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合場地的地震危險性，對結(jié)構(gòu)的整體概率抗震能力危險性和整體概率抗震能力易損性進行了系統(tǒng)深入的分析。得到以下結(jié)論1本文提出的改進的點估計法可以提高ZHAOONO點估計法的精度；MVFOSM的效率最高，但精度較低，特別是當(dāng)隨機函數(shù)的非線性程度較高時；數(shù)值積分法的精度與點估計法相當(dāng)，其效率高于點估計法。2隨機PUSHOVER分析方法和有限元可靠度分析方法都可以用來計算結(jié)構(gòu)整體能力的統(tǒng)計矩。隨機PUSHOVER分析方法將隨機函數(shù)統(tǒng)計矩分析方法與傳統(tǒng)的PUSHOVER分析相結(jié)合，可以很好地解決結(jié)構(gòu)整體能力統(tǒng)計分析中所遇到的隱式函數(shù)難以處理的困難；有限元可靠度分析方法將結(jié)構(gòu)可靠度的近似解析法與有限元分析以及有限元反應(yīng)靈敏度分析相結(jié)合，本質(zhì)上是一種隨機有限元方法，可以精細地模擬結(jié)構(gòu)模型中的各種不確定性。3結(jié)構(gòu)整體抗震能力基于統(tǒng)計矩的概率模型和基于可靠度的回歸模型，結(jié)果存在一定差異。前者基于結(jié)構(gòu)能力參數(shù)服從對數(shù)正態(tài)分布假設(shè)，是一種具有“共性”的假設(shè)；后者基于有限元可靠度分析則是針對具體的結(jié)構(gòu)形式，得到了“個性”的結(jié)果?！皞€性”的結(jié)果一定會體現(xiàn)“共性”的假設(shè)特征，但是，更多的體現(xiàn)的是結(jié)構(gòu)個體的性質(zhì)。4結(jié)構(gòu)的概率抗震能力模型只考慮結(jié)構(gòu)自身參數(shù)的不確定性，而結(jié)構(gòu)抗震能力的易損性模型則進一步考慮了地震動參數(shù)的隨機性。顯然，后者是對前者的進一步拓廣。5結(jié)構(gòu)抗震能力的危險性是在結(jié)構(gòu)抗震能力易損性分析基礎(chǔ)上，考慮了場地的危險性。因此，結(jié)構(gòu)的抗震能力危險性分析是對結(jié)構(gòu)抗震能力分析的進一步拓廣。

簡介：隨著高層建筑的發(fā)展，水平力在建筑設(shè)計中起著重要的控制作用，而內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻結(jié)構(gòu)是一種良好的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系抗震性能好、造價低，并且施工速度快，因此在高層建筑中將會被廣泛的利用。但是由于國內(nèi)關(guān)于該結(jié)構(gòu)的實驗研究以及理論研究都不是很多，為保證其工程設(shè)計的結(jié)構(gòu)安全性，所以本文主要采用SAP2000分析該體系的工作性能。本文研究了內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻結(jié)構(gòu)的特點及性能，對體系進行建模并實施對其線彈性有限元分析，得出由于外包混凝土對內(nèi)藏鋼板支撐的約束作用，可以大大提高其穩(wěn)定性及剛度。同時通過對結(jié)構(gòu)模型一些幾何參數(shù)的變化研究其對結(jié)構(gòu)工作性能的影響，得出關(guān)于內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻的屈曲性能、剛度提高狀況和工作穩(wěn)定性等的相關(guān)結(jié)論，以對以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行借鑒。鑒于內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻體系的優(yōu)越工作性能，本文又以某實際工程的主體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，采用SAP2000有限元程序建立合理的計算模型，對采用內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻結(jié)構(gòu)體系的主體結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)動力性能、反應(yīng)譜以及時程反應(yīng)等方面的分析，得出其在地震作用下的反應(yīng)特性。通過研究與其它抗側(cè)力體系的對比，總結(jié)得出這種新型抗側(cè)力體系的工作性能優(yōu)勢。最后得出該體系將是一種有很大發(fā)展?jié)摿Φ目箓?cè)力體系，以后會在一系列的實際工程中得到廣泛應(yīng)用。

簡介：近年來由于城市工業(yè)化和商業(yè)化的迅速發(fā)展，城市建設(shè)用地日趨緊張，許多原有建筑物已經(jīng)不能滿足新的需求，需要進一步擴大使用面積。在這種情況下建筑加層就成了擴大房屋面積的一個很好手段，鋼結(jié)構(gòu)加層是目前逐步被推廣的一種房屋加固與改造形式。由于下部原結(jié)構(gòu)多為砌體結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，因此組合成的結(jié)構(gòu)屬于混合結(jié)構(gòu)。由于這種混合結(jié)構(gòu)是由兩種具有不同阻尼比的材料組成，構(gòu)成了非比例阻尼的結(jié)構(gòu)體系。對于加層結(jié)構(gòu)，不僅要進行加層部分的設(shè)計，而且應(yīng)進行結(jié)構(gòu)的整體分析。加層后整體結(jié)構(gòu)的動力特性與原結(jié)構(gòu)有較大變化。對于我國這樣一個多地震國家，加層結(jié)構(gòu)的抗震性能的研究尤其不能忽視。本文采用平面彈塑性時程分析軟件NDAS2D，對鋼筋混凝土框架頂部加兩層鋼框架的結(jié)構(gòu)進行考慮非比例阻尼特性的彈性時程直接動力分析，并在此基礎(chǔ)上討論了不同阻尼比和不同剛度對整體框架的抗震性能的影響。計算結(jié)果表明，這種結(jié)構(gòu)在頂部鋼框架幾層有較大的鞭梢效應(yīng)。鞭梢效應(yīng)是由于該部位剛度和阻尼突然減小兩個原因引起的，忽略其中任何一個都不能準(zhǔn)確計算結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力，從而給設(shè)計帶來安全隱患。設(shè)計計算中除應(yīng)考慮這種結(jié)構(gòu)兩部分間剛度差異影響外，還應(yīng)考慮其阻尼差異的影響。算例計算結(jié)果還表明，因折算阻尼比法沒考慮鋼框架部分阻尼比突然減小的因素，如用于設(shè)計計算，將帶來不安全的結(jié)果。通過用非經(jīng)典振型迭加法對算例一的計算并將其內(nèi)力和位移結(jié)果與直接積分法結(jié)果比較，說明可以使用非經(jīng)典振型迭加法來提高計算效率。最后，對這類結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出幾點建議。

簡介：本文在比較了國內(nèi)外現(xiàn)行的幾種靜力非線性分析方法的基礎(chǔ)上，針對能力譜方法在框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用問題進行了深入的分析，著重分析了不同側(cè)向力模式對結(jié)構(gòu)PUSHOVER分析結(jié)果的影響，與非線性時程分析的結(jié)果進行比較。文中還檢查了結(jié)構(gòu)在大震下的非線性行為和結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)，最后利用能力譜曲線來簡化評估結(jié)構(gòu)的損傷狀況。文中以武漢市東風(fēng)汽車大樓這一典型的鋼結(jié)構(gòu)框架作為研究對象，采用三維有限元分析軟件ETABS進行了建模與分析。主要內(nèi)容如下首先，介紹了常用的三種PUSHOVER分析方法的基本原理和應(yīng)用方法，其中詳細介紹了ETABS中能力譜方法的基本原理和實施要點。其次，采用ETABS對結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析得到結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，并與現(xiàn)場的實測數(shù)據(jù)相比較，證明了結(jié)構(gòu)模型的正確性。模態(tài)分析為PUSHOVER分析和動力時程分析提供了振型。通過振型分解反應(yīng)譜法得到了結(jié)構(gòu)的受力和變形特點，為塑性較的位置指定提供了方便。然后用九種加載模式對結(jié)構(gòu)進行PUSHOVER分析，得到不同的的能力譜曲線，再和折減后的彈塑性反應(yīng)譜疊加，得出結(jié)構(gòu)的性能點，以驗證結(jié)構(gòu)的抗震能力。選用了ELCENTERO波、唐山波和一條模擬人工波，并采用不同的加速度水準(zhǔn)進行非線性時程分析，分別得到各種情況下對應(yīng)的最大基底剪力和頂點位移，形成PUSHOVER曲線與能力譜方法所得結(jié)果進行比較，證明各種加載模式的合理程度。最后，利用能力譜曲線來簡化評估結(jié)構(gòu)的損傷，這在一定程度上簡化了結(jié)構(gòu)的損傷識別。本文在分析的基礎(chǔ)上，提出了一些有意義的設(shè)計建議，具有一定的參考價值及工程指導(dǎo)意義。本文的工作旨在通過對框架結(jié)構(gòu)的靜力非線性分析的研究，深入了解結(jié)構(gòu)的非線性行為，為該結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計提供依據(jù)。

簡介：鋼框架混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)可較好的發(fā)揮鋼、混凝土兩種結(jié)構(gòu)的特點，正日益廣泛的運用于高層建筑中。但隨著結(jié)構(gòu)高度的增加，建筑形式日趨復(fù)雜，許多結(jié)構(gòu)超過規(guī)范的一般規(guī)定，需進行罕遇地震下的薄弱層驗算。而阻尼是直接影響結(jié)構(gòu)動力分析的重要參數(shù)，我國規(guī)范雖給出了混合結(jié)構(gòu)在彈性階段阻尼比的參考值，但對于彈塑性階段阻尼的取值卻仍未有明確的建議，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中阻尼的判定受設(shè)計者主觀影響很大，若取值不當(dāng)，易造成安全隱患。本文主要對混合結(jié)構(gòu)彈塑性階段的阻尼性能進行研究，分析該種結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的動力響應(yīng)。首先，探討了阻尼的形成機理及各種常用的阻尼理論，對結(jié)構(gòu)在彈塑性狀態(tài)下阻尼變化的原因及模型的合理選用進行了分析；其次，通過國內(nèi)外大量實測及模型試驗的阻尼數(shù)據(jù)，分析比較不同材料、不同結(jié)構(gòu)形式對阻尼的影響，并對其在彈塑性階段的變化規(guī)律進行了研究；最后，采用時程分析法對一工程實例進行了罕遇地震下的彈塑性分析。通過比較整體阻尼模型和精細阻尼模型鋼框架與混凝土筒體采用各自的阻尼比，提出混合結(jié)構(gòu)在彈塑性動力分析中整體阻尼比的建議值。并分析了該結(jié)構(gòu)體系在地震作用下的受力特點、位移情況，比較了不同地震波對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響。

簡介：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)由于其優(yōu)異的性能及可循環(huán)利用等特點已經(jīng)在房屋建筑領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。而與此同時，鋼結(jié)構(gòu)工程事故也是時有發(fā)生。對既有建筑鋼結(jié)構(gòu)進行檢測與監(jiān)測，可以及時地反映鋼結(jié)構(gòu)的健康狀況，提出維修加固方案，保障人民生命財產(chǎn)安全。本文首先對鋼結(jié)構(gòu)檢測與監(jiān)測理論進行探討，對鋼結(jié)構(gòu)在檢測與監(jiān)測中的層次進行了劃分，并分析了其中的關(guān)鍵理論問題，包括構(gòu)件的抽樣原則、引入構(gòu)件缺陷分布的整體計算方法、體系可靠度的計算方法等。在理論分析的基礎(chǔ)上，建立了既有建筑鋼結(jié)構(gòu)健康考核指標(biāo)。隨后，本文結(jié)合工程實際需要，通過大量資料的收集整理工作，分析了災(zāi)后代表性建筑鋼結(jié)構(gòu)破壞的情況，系統(tǒng)地總結(jié)了現(xiàn)有建筑鋼結(jié)構(gòu)健康檢測與監(jiān)測的項目內(nèi)容和技術(shù)手段。最后，在對鋼結(jié)構(gòu)檢測監(jiān)測理論、技術(shù)、儀器、流程等相關(guān)內(nèi)容理解的基礎(chǔ)上，本文對既有建筑鋼結(jié)構(gòu)健康檢測與監(jiān)測系統(tǒng)合理框架的構(gòu)筑進行了探討，對目前存在的問題進行了總結(jié)，并對有待進一步研究的工作進行了展望。

簡介：通過增大構(gòu)件的截面來提高結(jié)構(gòu)的抗震性能是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震思路，消能減震技術(shù)是一種有效的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)，通過在結(jié)構(gòu)適當(dāng)位置安裝消能部件來加大結(jié)構(gòu)阻尼比來耗散地震作用，從而提高結(jié)構(gòu)抗震性能。鋼筋混凝土框架筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層建筑中，其水平變形特點不再以剪切型為主，與框架結(jié)構(gòu)的變形特點不同。本文對鋼筋混凝土框架筒體結(jié)構(gòu)的消能減震支撐設(shè)計的若干問題進行應(yīng)用性的研究。主要內(nèi)容如下首先，分析了阻尼對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，說明了附加阻尼比不宜過大的原因。從粘滯阻尼器的本構(gòu)模型分析了粘滯阻尼器的性能參數(shù)對結(jié)構(gòu)剛度、阻尼的影響。其次，綜述了消能減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，包括性能優(yōu)化法、基于能力譜的設(shè)計方法等。重點介紹了基于框架結(jié)構(gòu)層串模型的性能需求設(shè)計分析方法，該方法是在以往各種分析方法基礎(chǔ)上提出的，概念清晰，模型簡單，可以進行消能減震結(jié)構(gòu)的彈塑性時程分析；本文將其應(yīng)用于框架筒體結(jié)構(gòu)的分析，并用現(xiàn)行規(guī)范的彈塑性變形增大系數(shù)的方法做了初步的驗證。最后，選用一幢18層的框架筒體結(jié)構(gòu)作為工程實例。原結(jié)構(gòu)由于長寬比、最小墻厚以及地震作用下水平位移的限制，剪力墻布置不均勻，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)響應(yīng)較大。通過削弱核心筒的剛度來進行結(jié)構(gòu)減震設(shè)計，同時對增設(shè)阻尼器的結(jié)構(gòu)層串模型進行時程分析，結(jié)果表明扭轉(zhuǎn)效應(yīng)得到改善，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有效減小，減震效果理想。并對一些影響分析計算結(jié)果的關(guān)鍵問題做了詳細討論。

簡介：現(xiàn)今，關(guān)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的試驗研究資料和各國相關(guān)規(guī)范都明確表明型鋼與混凝土之間存在著粘結(jié)滑移的問題，并且這種粘結(jié)滑移現(xiàn)象對結(jié)構(gòu)受力性能有顯著的影響。本文基于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力性能和型鋼與混凝土間粘結(jié)滑移理論的研究成果，提出了型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)非線性有限元優(yōu)化設(shè)計方法。該優(yōu)化設(shè)計方法中，設(shè)計變量取結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸、截面尺寸、材料強度和型鋼截面尺寸F目標(biāo)函數(shù)取型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)全部材料的造價；約束條件為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)基于粘結(jié)滑移的研究結(jié)論以及現(xiàn)行設(shè)計規(guī)程中所規(guī)定的合理的設(shè)計基本要求、計算要點和構(gòu)造施。優(yōu)化設(shè)計的基本思路是，充分考慮型鋼和混凝土材料的非線性特征在型鋼混凝土框架非線性有限元分析的基礎(chǔ)上，進行結(jié)構(gòu)造價最省為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計。首先采用ANSYS有限元程序建立型鋼混凝土框架的參數(shù)化模型，進行整體非線性受力分析，進而提取相關(guān)優(yōu)化設(shè)計參數(shù)生成優(yōu)化分析文件，最后進入優(yōu)化分析模塊完成優(yōu)化迭代。整個過程不僅可以反映粱柱構(gòu)件裂縫開展、鋼筋屈服、混凝土被壓碎、內(nèi)力重分布等過程而且非線性有限元程序?qū)⒎蔷€性分析與系統(tǒng)優(yōu)化穿插在一起，聯(lián)合選代，共同收斂，有效減少了選代的次數(shù)。最后，結(jié)合實例計算并與原始方案進行經(jīng)濟效益對比分析，提出各主要設(shè)計參數(shù)的最佳取值。本研究為型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供了實用方法與途徑，其不僅符合于工程實際，且能夠體現(xiàn)規(guī)范的要求，為其它型錒混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供借鑒。

簡介：在抗震鋼結(jié)構(gòu)體系中，偏心支撐框架結(jié)構(gòu)由于結(jié)合了抗彎框架的延性與中心支撐的剛度應(yīng)優(yōu)先選擇。偏心支撐框架可分兩大類，一類為耗能梁段位于兩支撐之間，另一類為耗能梁段的一端與柱相連。NTHRIDGE地震和KOBE地震中抗彎鋼框架的焊接梁柱節(jié)點出現(xiàn)大量的破壞，關(guān)于在強震區(qū)的焊接梁柱節(jié)點的性能引起了廣泛的關(guān)注，也促進了美國和日本等國家的研究，然而，很少注意耗能梁段與柱相連結(jié)點。北嶺地震前，耗能梁段與柱相連節(jié)點的設(shè)計和施工與特殊抗彎鋼框架的節(jié)點非常相似，因此，抗彎鋼框架的焊接梁柱節(jié)點的問題同樣存在于耗能梁段與柱連接節(jié)點中。耗能梁段與柱相連節(jié)點與特殊抗彎鋼框架的節(jié)點受力和變形不同，甚至有時比特殊抗彎鋼框架的受力和變形更嚴重，因此NTHRIDGE地震后改進的各種新的抗彎鋼框架梁柱節(jié)點不一定適用于耗能梁段與柱相連處。本文根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)耗能梁段與柱相連節(jié)點的試驗研究，對各種節(jié)點用于耗能梁段與柱相連處進行了初步探討，端板螺栓連接由于其焊接質(zhì)量較高，施工方便，本文認為耗能梁段與柱端板螺栓連接是一種相對較好的連接形式。具體內(nèi)容如下1總結(jié)了近年來對梁柱連接節(jié)點所提出的新型節(jié)點形式。2詳細介紹了國內(nèi)外有關(guān)耗能梁段與柱相連節(jié)點試驗研究，并初步分析各種節(jié)點形式在耗能梁段與柱相連處的適用性，認為耗能梁段與柱端板螺栓連接是一種相對較好的節(jié)點形式。3本文首次采用考慮材料、幾何和狀態(tài)三維非線性的有限元法對耗能梁段與柱端板螺栓連接進行了分析，用ANSYS程序真實模擬了端板與柱翼緣表面、螺栓頭帽與各板件間、螺栓孔和螺栓桿間的接觸問題。主要研究端板厚度對耗能梁段和焊縫的影響，并對連接的各部分組件進行了受力性能分析。4最后提出了設(shè)計和施工建議。

簡介：按照現(xiàn)行抗震設(shè)計思想所建造的建筑結(jié)構(gòu)一般都具有較好的抗倒塌性能，能夠有效地降低因結(jié)構(gòu)倒塌而造成的人員傷亡，但由結(jié)構(gòu)破壞所產(chǎn)生的經(jīng)濟損失卻是驚人的，大多都超過了預(yù)期的目標(biāo)。因此，近年來國內(nèi)外一些專家學(xué)者提出了基于性能的抗震設(shè)計思想和方法，它作為種新興的先進抗震設(shè)計理念，與傳統(tǒng)的抗震設(shè)計思想相比具有多級性、全面性和靈活性等特點，能夠準(zhǔn)確地了解和掌握結(jié)構(gòu)在地震中的破壞情況，分析結(jié)構(gòu)的薄弱樓層和構(gòu)件，以便使設(shè)計者采取相應(yīng)的抗震措施對結(jié)構(gòu)進行處理，從而改善和提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。本文在分析國內(nèi)外基于性能的抗震設(shè)計思想與方法研究成果的基礎(chǔ)上，深入討論了靜力彈塑性PUSHOVER分析中的側(cè)向荷載分布模式、結(jié)構(gòu)頂點目標(biāo)位移的確定、高振型的影響以及結(jié)構(gòu)的計算模型等問題，探討了ATC40能力譜方法的基本思想和基本原理及多自由度體系轉(zhuǎn)化為等效單自由度體系的方法，并建立了地震需求曲線。利用ETABS結(jié)構(gòu)分析軟件，對一鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)進行了多遇和罕遇地震作用下的PUSHOVER分析，并將多遇地震的分析結(jié)果與彈性分析結(jié)果進行了對比，評估了結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的工作性能，找出了結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。本文還采用型鋼混凝土對結(jié)構(gòu)的薄弱部位進行了加強，并對加強后的結(jié)構(gòu)進行了多遇和罕遇地震作用下的PUAHOVER分析，綜合評價了加強前后兩種結(jié)構(gòu)的抗震性能，得出了一系列可供實際工程設(shè)計時參考的結(jié)論和建議，為深入研究這類結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計方法提供了依據(jù)。