超高层混合结构地震损伤的多尺度分析与优化设计PDF电子书下载

1混凝土的弹性与弹塑性分形损伤本构模型研究 1

1.1混凝土断裂面多重分形谱的二次拟合 1

1.1.1混凝土断裂面多重分形谱 1

1.1.2混凝土断裂面多重分形谱的二次拟合 3

1.2试验研究 7

1.2.1混凝土试件设计 7

1.2.2试验方案设计 7

1.2.3试验结果及分析 8

1.3单轴受压弹性分形损伤本构模型 18

1.3.1受压混凝土细观模型 18

1.3.2弹性受压分形损伤指数 19

1.3.3弹性受压分形损伤本构关系 22

1.3.4弹性受压多重分形损伤本构关系 25

1.3.5分形损伤演化方程 26

1.3.6混凝土弹性单轴受压分形损伤本构关系 27

1.4单轴受拉弹性分形损伤本构模型 31

1.4.1弹性受拉混凝土细观模型 31

1.4.2弹性受拉分形损伤指数 32

1.4.3弹性受拉分形损伤本构关系 33

1.4.4弹性受拉多重分形损伤本构关系 34

1.4.5混凝土弹性单轴受拉分形损伤本构关系 35

1.5单轴受压弹塑性分形损伤本构模型 38

1.5.1弹塑性受压细观模型 39

1.5.2弹塑性受压分形损伤指数 40

1.5.3弹塑性受压分形损伤本构关系 43

1.5.4弹塑性受压多重分形损伤本构关系 45

1.5.5混凝土弹塑性单轴受压分形损伤本构关系 46

1.6单轴受拉弹塑性分形损伤本构模型 47

1.6.1弹塑性受拉细观模型 47

1.6.2弹塑性受拉分形损伤指数 48

1.6.3弹塑性受拉分形损伤本构关系 49

1.6.4弹塑性受拉多重分形损伤本构关系 50

1.6.5混凝土弹塑性单轴受拉分形损伤本构关系 51

1.7本章小结 52

参考文献 53

2混凝土综合损伤本构模型研究 55

2.1混凝土综合分形损伤本构模型研究 55

2.1.1概述 55

2.1.2混凝土破坏机理及损伤单元分析 55

2.1.3分形损伤本构关系 64

2.1.4算例及验证 70

2.1.5本节小结 73

2.2混凝土双轴拉-压综合随机损伤本构模型研究 73

2.2.1概述 73

2.2.2混凝土细观损伤模型 74

2.2.3混凝土双轴拉-压综合随机损伤本构关系 75

2.2.4理论计算与试验验证 80

2.2.5本节小结 81

参考文献 82

3钢-混凝土界面的损伤本构模型研究 83

3.1型钢混凝土的随机损伤本构模型 83

3.1.1损伤模型及损伤指数定义 83

3.1.2随机损伤本构关系 86

3.1.3算例及试验验证 87

3.2型钢混凝土的分形损伤本构模型 90

3.2.1型钢混凝土界面破坏特点分析 90

3.2.2型钢混凝土界面细观模型 90

3.2.3型钢混凝土界面分形损伤指数 91

3.2.4型钢混凝土粘结滑移分形损伤本构关系 93

3.2.5算例及验证 95

3.3本章小结 96

参考文献 97

4 SRHPC构件及其框架结构地震损伤性能研究 98

4.1 SRHPC框架柱损伤试验研究 98

4.1.1试验概况 98

4.1.2试验加载装置与测试方案 100

4.1.3试验结果与分析 104

4.2 SRHPC框架柱损伤模型 120

4.2.1强度衰减和刚度退化 120

4.2.2框架柱极限抵御能力随循环次数的变化关系 122

4.2.3加载顺序对损伤的影响 123

4.2.4双参数损伤模型的建立 123

4.2.5模型参变量的确定 125

4.2.6损伤模型的有效性验证 130

4.2.7构件相应损伤状态的确定 131

4.3基于损伤的SRHPC框架柱恢复力模型 134

4.3.1恢复力模型的组成及确定 134

4.3.2常用恢复力模型 135

4.3.3型钢混凝土柱的恢复力模型研究现状 141

4.3.4基于损伤的SRHPC柱恢复力模型的建立 142

4.3.5恢复力模型的验证 155

4.4 SRHPC框架梁损伤性能研究 157

4.4.1试验背景及目的 157

4.4.2试验概况 158

4.4.3破坏过程与特征 162

4.4.4试验结果及分析 165

4.4.5 SRHPC框架梁地震损伤模型 172

4.4.6损伤结果量化 181

4.4.7 SRHPC框架梁损伤影响因素分析 182

4.5 SRHPC框架结构地震损伤分析 182

4.5.1试验概况 183

4.5.2试件损伤破坏过程与滞回特性 187

4.5.3框架结构层损伤模型 190

4.5.4整体结构损伤模型 192

4.5.5 SRHPC框架结构损伤水平的确定 196

参考文献 197

5 RC剪力墙构件及核心筒结构地震损伤性能研究 201

5.1 RC剪力墙构件损伤性能研究 201

5.1.1试验概况 201

5.1.2试验结果及分析 206

5.1.3 RC剪力墙损伤模型 218

5.1.4 RC剪力墙循环退化效应研究 228

5.2 RC核心筒结构地震损伤性能研究 244

5.2.1楼层损伤模型 244

5.2.2楼层损伤分析 246

5.2.3 RC核心筒结构整体损伤模型 248

5.3基于损伤的RC核心筒结构地震易损性研究 252

5.3.1传统增量动力分析方法 252

5.3.2多元增量动力分析方法 253

5.3.3基于损伤的RC核心筒结构地震易损性分析算例 262

参考文献 275

6 SRC框架-RC核心筒混合结构楼层损伤模型研究 278

6.1 SRC框架-RC核心筒混合结构诸类构件损伤的表征 278

6.1.1 SRC框架梁损伤的表征 279

6.1.2 SRC框架柱和RC剪力墙损伤的表征 280

6.2构件主要设计参数的损伤敏感度分析 286

6.2.1 SRC框架梁 286

6.2.2 SRC框架柱 288

6.2.3 RC剪力墙 289

6.3楼层累积损伤的表征 291

6.3.1几种常见的楼层损伤表征量 291

6.3.2适用于SRC框架-RC核心筒混合结构楼层的损伤表征量 292

6.4计算模型的设计与数值模拟概况 292

6.4.1工程概况 292

6.4.2构件截面尺寸与配筋 293

6.4.3适用于SRC框架-RC核心筒混合结构的数值建模方法 294

6.5诸类构件损伤对楼层损伤破坏的影响 299

6.5.1初始损伤的实现 299

6.5.2模拟分析结果 300

6.6诸主要因素对混合结构楼层损伤的影响 302

6.6.1 RC剪力墙高厚比 302

6.6.2 SRC框架柱轴压比 303

6.7适用于SRC框架-RC核心筒混合结构楼层的损伤模型 304

参考文献 305

7 SRC框架-RC核心筒混合结构地震损伤模型研究 306

7.1混合结构地震损伤的表征 306

7.1.1基于物理参数的表征量 306

7.1.2基于模态参数的表征量 308

7.1.3适用于SRC框架-RC核心筒混合结构地震损伤的表征量 309

7.2混合结构计算模型的设计与数值模拟概况 310

7.2.1工程概况 310

7.2.2构件截面尺寸与配筋 311

7.2.3建模约定与数值模拟 312

7.3楼层损伤对整体结构损伤破坏的影响 313

7.3.1初始损伤的实现 313

7.3.2模拟分析结果 315

7.4诸主要因素对混合结构地震损伤影响规律的研究 320

7.4.1地震波特性影响 320

7.4.2结构刚度特征值影响 324

7.4.3结构高宽比影响 329

7.5 SRC框架-RC核心筒混合结构地震损伤模型 331

7.5.1适用于SRC框架-RC核心筒混合结构的地震损伤模型 331

7.5.2结构震害指数与损伤等级的对应关系 331

参考文献 332

8 SRC组合结构材料-结构一体化多目标优化设计 334

8.1适用于SRC结构的高强高性能混凝土材料的多目标优化 334

8.1.1高强高性能混凝土的主要性能指标 334

8.1.2混凝土配合比多目标优化设计 334

8.1.3配合比优化设计算例 337

8.2基于层次分析GA算法的SRC框架梁多目标优化设计 339

8.2.1基于层次分析的遗传算法 339

8.2.2 SRC框架梁优化数学模型 345

8.2.3算例 347

8.3基于层次分析OC-GA算法的SRC框架柱多目标优化 350

8.3.1基于粘结滑移理论的建模过程 350

8.3.2 SRC框架柱位移延性系数回归方程 351

8.3.3基于层次分析的OC-GA算法 353

8.3.4优化计算模型 357

8.3.5算例 360

参考文献 362

9组合与混合结构的抗震优化设计 363

9.1 SRC框架基于性能的多目标优化设计 363

9.1.1 SRC框架优化数学模型 363

9.1.2两阶段优化设计 365

9.1.3 ANSYS优化设计分析 369

9.1.4算例1 371

9.1.5算例2 373

9.2基于失效模式的SRC框架-RC核心筒结构的三水准优化设计 375

9.2.1结构基于失效模式优化的数学模型 375

9.2.2三水准逐级优化设计 380

9.2.3算例 387

参考文献 391

10 SRC构件考虑粘结滑移效应的非线性纤维梁柱单元建模方法 392

10.1概述 392

10.2纤维梁-柱单元理论 393

10.2.1纤维单元模型应用于SRC构件模拟的条件 393

10.2.2梁-柱单元理论 395

10.2.3单元状态的确定 397

10.2.4纤维单元模型截面力的形成 398

10.3粘结滑移的数值体现 400

10.3.1 SRC构件粘结滑移原理 400

10.3.2变形协调方程 402

10.3.3钢纤维单元状态的确定 405

10.3.4残余变形的推导 406

10.4本章小结 408

参考文献 409

11 SRC梁-柱节点单元模型及其核心区剪切块数值模型 410

11.1概述 410

11.2二维节点单元原理 412

11.2.1节点单元传力机理分析 412

11.2.2节点单元特性和公式推导 414

11.3 SRC梁-柱节点受力分析 419

11.3.1 SRC节点剪切机理 419

11.3.2剪切性能 420

11.4剪切块数值模型公式推导 421

11.4.1型钢外部混凝土斜压杆抗剪 421

11.4.2型钢内部混凝土斜压杆抗剪 422

11.4.3型钢腹板抗剪 423

11.4.4各组成部分共同抗剪 423

11.4.5材料本构 423

11.4.6应变状态 425

11.5程序验证 426

11.6本章小结 428

参考文献 429

附录 430