大型火电主厂房钢框排架结构抗震性能与设计方法PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外相关研究现状 2

1.2.1 火电主厂房结构抗震性能研究 2

1.2.2 钢节点抗震性能研究 3

1.2.3 钢框架抗震性能研究 5

1.3 本书的主要研究工作 7

1.3.1 大型火电主厂房钢异型节点抗震性能研究 7

1.3.2 大型火电主厂房钢异型节点抗剪承载力研究 7

1.3.3 大型火电主厂房钢异型节点受力性能有限元分析 7

1.3.4 大型火电主厂房钢框排架结构抗震性能研究 7

1.3.5 大型火电主厂房钢框排架结构受力性能有限元分析 7

1.3.6 大型火电主厂房钢框排架结构基于位移的抗震设计方法研究 8

1.3.7 大型火电主厂房钢框排架结构抗震优化设计研究 8

第2章 大型火电主厂房钢异型节点抗震性能试验研究 9

2.1 试验方案 9

2.1.1 试验目的 9

2.1.2 试验模型 9

2.1.3 材性试验 13

2.1.4 试件加载 13

2.1.5 测点布置 15

2.2 加载破坏过程及分析 17

2.2.1 加载破坏过程 17

2.2.2 破坏模式分析 19

2.3 试验结果分析 19

2.3.1 节点区应变分析 19

2.3.2 柱顶水平荷载与位移滞回曲线 22

2.3.3 柱顶水平荷载与位移骨架曲线 24

2.3.4 节点变形分析 26

2.3.5 节点核心区耗能能力分析 28

第3章 大型火电主厂房钢异型节点抗剪承载力计算 36

3.1 大型火电主厂房钢异型节点抗剪承载力理论计算 36

3.1.1 节点核心区形式及受力特点 36

3.1.2 节点核心区抗剪承载力理论计算 38

3.1.3 计算结果与试验结果对比 47

3.2 大型火电主厂房钢异型节点抗剪承载力实用计算 48

3.2.1 核心区受剪机理分析 48

3.2.2 节点核心区抗剪承载力实用计算 50

第4章 大型火电主厂房钢异型节点受力性能分析 54

4.1 有限元计算模型 54

4.2 有限元结果与试验结果的对比 55

4.3 核心区应力分析 56

4.3.1 弹性阶段的计算结果及分析 56

4.3.2 弹塑性阶段的计算结果及分析 58

4.4 核心区翼缘应力分析 59

4.4.1 弹性阶段的计算结果及分析 59

4.4.2 弹塑性阶段的计算结果及分析 60

4.5 梁端应力分析 61

4.5.1 弹性阶段的计算结果及分析 61

4.5.2 弹塑性阶段的计算结果及分析 63

4.6 核心区剪切变形分析 64

4.7 核心区平面外位移分析 65

第5章 大型火电主厂房钢框排架结构拟动力试验研究 67

5.1 模型设计与制作 67

5.1.1 模型相似关系 67

5.1.2 模型设计与制作 68

5.1.3 模型材料性能 71

5.2 试验方法和测试内容 72

5.2.1 试验方法原理 72

5.2.2 加载装置 72

5.2.3 试验输入参数 74

5.2.4 测试内容及方法 75

5.2.5 加载制度 75

5.3 试验过程及现象描述 76

5.4 试验结果及分析 77

5.4.1 加速度反应 78

5.4.2 位移反应 79

5.4.3 滞回特性与耗能分析 80

5.4.4 强度与刚度 83

5.4.5 阻尼 84

5.4.6 变形性能 85

5.4.7 应变反应分析 87

第6章 大型火电主厂房钢框排架结构拟静力试验研究 89

6.1 试验概况 89

6.2 试验结果与分析 90

6.2.1 试件破坏过程 90

6.2.2 破坏机制 92

6.2.3 滞回曲线 93

6.2.4 骨架曲线 94

6.2.5 延性 94

6.2.6 耗能 96

6.2.7 强度退化 98

6.2.8 刚度退化 99

6.2.9 变形能力 100

6.2.10 煤斗梁节点应变分析 101

第7章 大型火电主厂房钢框排架结构弹性时程分析 103

7.1 计算模型的建立 103

7.1.1 工程概况 103

7.1.2 单元类型分析与选择 105

7.1.3 分析模型的建立 107

7.2 火电厂主厂房结构的动力特性分析 108

7.3 空间框排架结构的动力反应 110

7.3.1 加速度反应 110

7.3.2 位移反应 111

7.3.3 地震作用 117

7.3.4 框排架协同工作 118

7.4 双向水平地震动输入对结构地震反应的影响 119

第8章 大型火电主厂房钢框排架结构弹塑性时程分析 123

8.1 弹塑性时程分析的基本方法 123

8.1.1 运动方程 123

8.1.2 结构计算模型 123

8.1.3 结构动力方程的求解 124

8.2 火电厂主厂房的弹塑性时程分析 126

8.2.1 分析模型 126

8.2.2 材料的本构关系与恢复力模型 129

8.2.3 塑性铰的定义与计算参数的设定 130

8.2.4 结构阻尼的确定 131

8.2.5 时程分析参数 131

8.3 计算结果与分析 132

8.3.1 加速度反应 132

8.3.2 位移反应 132

8.3.3 地震作用 134

8.3.4 塑性铰分布 135

8.3.5 框排架协同工作 138

第9章 大型火电主厂房钢框排架结构静力弹塑性分析 139

9.1 静力弹塑性分析的基本原理 139

9.1.1 基本假定 139

9.1.2 Pushover分析的实施步骤 140

9.1.3 水平加载模式 140

9.1.4 目标位移 141

9.2 火电厂主厂房的Pushover分析 143

9.2.1 计算模型的建立 143

9.2.2 计算参数的确定 144

9.3 结果分析与讨论 145

9.3.1 基底剪力与顶点位移的关系 145

9.3.2 层剪力 148

9.3.3 层间位移角 149

9.3.4 结构塑性铰出铰分析 150

9.3.5 框排架结构协同工作 160

9.3.6 刚度退化 161

第10章 大型火电主厂房钢框排架结构基于位移的抗震设计 162

10.1 基于性能的结构抗震设计方法 162

10.1.1 基于性能抗震设计方法的基本内容 162

10.1.2 直接基于位移抗震设计的特点 163

10.2 火电厂主厂房钢框排架结构性能水准划分及性能目标 164

10.2.1 地震设防水准 164

10.2.2 结构性能水平划分 164

10.2.3 结构性能目标的量化 166

10.3 火电厂主厂房钢框排架结构基于位移的抗震设计 168

10.3.1 目标位移模式 168

10.3.2 等效单自由度体系的等效参数 169

10.3.3 位移反应谱 172

10.3.4 火电厂主厂房钢框排结构基于位移的抗震设计步骤 173

10.4 算例及分析 174

10.4.1 按性能水平为“正常使用”设计 175

10.4.2 按性能水平为“基本使用”设计 177

10.4.3 按性能水平为“生命安全”设计 178

第11章 大型火电主厂房钢框排架结构抗震优化设计 180

11.1 引言 180

11.2 ANSYS优化工具箱 181

11.2.1 ANSYS优化模块 181

11.2.2 ANSYS优化方法 182

11.3 钢框排架结构参数化有限元模型的建立 182

11.4 荷载与荷载组合 184

11.4.1 荷载类型 184

11.4.2 风荷载的计算 185

11.4.3 水平地震作用的计算 185

11.4.4 荷载组合 186

11.4.5 二阶效应 186

11.5 无支撑框排架结构的单目标优化设计 187

11.5.1 设计变量及目标函数 187

11.5.2 状态变量 187

11.5.3 优化分析文件 190

11.5.4 零阶优化结果 190

11.5.5 一阶优化结果 194

11.5.6 优化结果分析 197

11.6 支撑体系的多目标优化设计 198

11.6.1 设计变量及目标函数 198

11.6.2 状态变量 198

11.6.3 优化结果及分析 199

11.7 变形验算及对比 203

11.7.1 变形验算 203

11.7.2 优化后变形与试验变形的对比 204

主要参考文献 205