自复位钢筋混凝土框架振动台试验的数值模拟
地震损伤钢筋混凝土构件修复加固试验及数值模拟
地震损伤钢筋混凝土构件修复加固试验及数值模拟我国现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)及老版本规范均明确规定“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,对于“中震可修”情况, 如何采取合理有效、施工方便的修复加固技术是工程中须重点解决的问题。
钢筋混凝土梁柱是框架结构的重要组成部分, 其在中度水准地震作用下存在较高的破坏风险且经大量地震灾害分析表明, 建筑结构地震损伤破坏往往集中在构件端部,对其加固性能等的研究尚不充分。
本文通过试验研究、数值模拟及理论分析, 研究损伤、加固后的钢筋混凝土柱和梁端试件抗震性能、受力特性及加固构造措施, 为我国建筑抗震设计规范和混凝土结构加固规范的修订提供试验和理论基础,主要工作及成果包括:1) 设计并制作6根钢筋混凝土柱试件及6根钢筋混凝土梁端试件。
其中2根柱试件及 2 根梁端试件一次性加载至破坏, 采集试验数据作为对比试件。
其它试件进行损伤后加固。
第一步对原试件进行低周往复损伤试验; 第二步对损伤试件进行碳纤维加固和钢板加固, 再对加固试件进行低周往复试验。
柱试件的变化参数为轴压比与加固方式、梁端试件的变化参数为纵向钢筋配筋率与加固方式, 研究分析试件的滞回性能、骨架曲线、耗能、延性、刚度退化及破坏形态等抗震性能。
试验结果表明, 轴压比小的加固柱试件较轴压比大的加固柱试件耗能高; 采用碳纤维布加固后的受损梁端试件可以有效抑制塑性铰延展及混凝土的脱落破碎, 表现出较好的承载力、耗能能力及延性等抗震性能。
2) 受损试件的数值模型参数确定是建模分析的难点, 本文提出了基于截面刚度退化系数的“截面等效刚度” 方法与基于混凝土强度损伤系数的“截面承载力等效强度”方法,通过简化分析, 并将其用于试件数值模拟关键参数的确定, 结合采用ANSYS T限元程序，对不同方式加固的试件进行数值建模分析，结果表明，数值分析结果与试验结果吻合较好, 进一步验证了本文所建模型与关键参数确定的合理性和可信性。
钢筋混凝土梁的自振频率及其谐响应研究
钢筋混凝土梁的自振频率及其谐响应研究一、研究背景和意义钢筋混凝土梁是建筑结构中常用的构件之一，其自振频率和谐响应是结构设计和加固改造中需要重点考虑的问题。
自振频率是指梁在没有外力作用下自然振动的频率，是结构的重要参数之一。
而谐响应则是指在某一特定频率下，梁受到外力作用后会出现较大振幅的现象，会对结构的安全性和稳定性产生较大影响。
因此，研究钢筋混凝土梁的自振频率及其谐响应，对于保证结构的安全性和可靠性具有重要意义。
二、研究方法1.实验方法采用实验方法研究钢筋混凝土梁的自振频率及其谐响应，可以通过自由振动试验和强迫振动试验来完成。
自由振动试验是指在梁上施加一次冲击力或初始位移，让梁自由振动，通过测量振动信号的振幅和周期来求得自振频率。
强迫振动试验是指在梁上施加一定频率和振幅的周期性外力，通过测量梁的振幅和波形来研究其谐响应特性。
2.数值模拟方法采用数值模拟方法研究钢筋混凝土梁的自振频率及其谐响应，可以通过有限元分析方法来完成。
有限元分析方法是一种基于数值计算的结构力学分析方法，可以通过将结构离散为有限个单元来模拟结构的力学行为，从而求解结构的自振频率和谐响应特性。
三、研究内容和进展1.自由振动试验研究自由振动试验是研究钢筋混凝土梁自振频率的常用方法之一。
通过实验可以得到梁的自振频率和振型。
近年来，国内外学者对自由振动试验的研究逐渐深入。
例如，王永波等人通过自由振动试验研究了预应力混凝土梁的自振频率和振型，发现自振频率与梁的跨度、截面尺寸、预应力等因素有很大关系。
2.强迫振动试验研究强迫振动试验可以研究钢筋混凝土梁在不同频率和振幅下的谐响应特性。
通过实验可以得到梁的谐响应振幅、振型和相位等特征。
近年来，国内外学者对强迫振动试验的研究逐渐深入。
例如，李虎等人通过强迫振动试验研究了骨架钢筋混凝土梁的谐响应特性，发现谐响应振幅与梁的跨度、荷载频率等因素有很大关系。
3.数值模拟研究数值模拟方法可以更加准确地研究钢筋混凝土梁的自振频率和谐响应特性。
钢筋混凝土板爆炸震塌试验研究与数值模拟
钢筋混凝土板爆炸震塌试验研究与数值模拟近年来，钢筋混凝土结构在建筑工程中得到广泛应用。
然而，对于钢筋混凝土结构的抗爆性能研究尚不够深入，特别是在爆炸荷载作用下的震塌行为。
针对这一问题，许多学者开展了钢筋混凝土板爆炸震塌试验研究以及数值模拟，旨在深入探讨其破坏机理和性能。
一、试验研究1.1 实验装置在进行钢筋混凝土板爆炸震塌试验研究时，首先需要设计合适的实验装置。
一般情况下，实验装置包括钢筋混凝土板试件、爆炸装置、高速摄像机等。
通过精心设计的实验装置，可以模拟真实的爆炸荷载作用下的震塌行为，为后续的研究提供可靠的数据支撑。
1.2 试验参数钢筋混凝土板爆炸震塌试验研究中，需要考虑到多个参数的影响，包括钢筋配筋率、混凝土抗压强度、爆炸荷载等。
通过对不同参数的变化进行试验研究，可以全面了解钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的震塌性能。
1.3 试验结果通过实验数据的分析，研究人员可以得到钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的应力-应变关系、裂缝形态、破坏模式等关键信息。
这些结果对于进一步的数值模拟和理论研究起着至关重要的作用。
二、数值模拟2.1 材料模型在进行钢筋混凝土板爆炸震塌试验研究的基础上，研究人员还可借助数值模拟方法，进一步探讨其破坏机理。
钢筋混凝土的材料模型是数值模拟的关键，需要考虑混凝土的本构关系、钢筋和混凝土的粘结性能等因素。
2.2 模拟方法针对钢筋混凝土板爆炸震塌试验研究，常用的数值模拟方法包括有限元分析、离散元法等。
通过对不同模拟方法的比较和分析，研究人员可以选择适合的方法，对钢筋混凝土板的震塌行为进行深入研究。
2.3 模拟结果数值模拟结果可以展现钢筋混凝土板在爆炸荷载下的应力分布、裂缝扩展路径、破坏模式等信息。
通过与试验结果的对比，可以验证数值模拟的准确性，并为钢筋混凝土结构的设计和工程应用提供依据。
三、总结回顾综合考虑试验研究和数值模拟的结果，可以得出钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的震塌行为规律和破坏机理。
基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟
基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟。
文章将对钢筋混凝土框架结构进行简要介绍，阐述其在实际工程中的应用及其重要性。
接着，将详细介绍ABAQUS软件及其在结构数值模拟中的优势，特别是梁单元在模拟钢筋混凝土框架中的应用。
This article aims to explore the numerical simulation of reinforced concrete frame structures based on ABAQUS beam elements. The article will provide a brief introduction to reinforced concrete frame structures, explaining their application and importance in practical engineering. Next, we will provide a detailed introduction to ABAQUS software and its advantages in structural numerical simulation, especially the application of beam elements in simulating reinforced concrete frames.文章将重点分析使用ABAQUS软件建立钢筋混凝土框架结构的数值模型的过程，包括材料属性的定义、边界条件的设置、荷载的施加以及网格的划分等。
还将探讨如何对模拟结果进行分析和评估，以便更好地理解和预测钢筋混凝土框架结构的性能。
The article will focus on analyzing the process of establishing a numerical model of reinforced concrete frame structures using ABAQUS software, including the definition of material properties, setting of boundary conditions, application of loads, and meshing. We will also explore how to analyze and evaluate simulation results in order to better understand and predict the performance of reinforced concrete frame structures.通过本文的研究，旨在为工程师和研究者提供一种有效的数值模拟方法，以便在设计和优化钢筋混凝土框架结构时，能够更准确地预测其受力性能和变形行为。
基于OpenSEES的框架结构振动台试验数值模拟
摘'要基于有限元程序 bK3-a``a 计算平台%通过对一个 #! 层框架结构振动台试验进行数值模拟%选取有限元模型 所用到的材料本构$截面恢复力模型$单元类型等%以及合理地选择模型参数$材料$单元和分析方法& 在 bK3-a``a 中 进行非线性动力时程分析模拟 #! 层框架结构振动台试验%并将数值模拟结果和试验结果进行对比分析& 结果表明% 模拟结果和试验结果吻合良好%验证了选取有限元模型的参数及分析方法的合理性和一定的有效性$可行性& 关键词 bK3-a``a)数值模拟)钢筋混凝土框架结构 中图分类号=>%''''''文献标识码.''''''文章编号#""@ A&#%;!"#$"! A""&" A";
整个过程体现了程序模块的组成方式和使用过 程中每个独立模块的相互配合%如图 # 所示&
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罗水华等!基于 '()*+,,+ 的框架结构振动台试验数值模拟
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图 !"'()*+,,+ 的模块组成及功能
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式中""***箍筋约束所引起的强度增强系数+ "&""!"***相应的峰值应变+ %***应变软化段斜率+ #!***混凝土圆柱体抗压强度+ #)* ***箍筋屈服强度+ (***构件体积配箍率+ *$***从箍筋外边缘算起的核心混凝土宽度+ (* ***箍筋间距'
混凝土振动台操作规程
混凝土振动台操作规程一、引言混凝土振动台是一种用于模拟地震等振动环境的实验设备。
为了保证实验的准确性和安全性，制定本操作规程，明确混凝土振动台的操作流程和注意事项。
二、设备准备1. 确保混凝土振动台设备处于正常工作状态，检查设备的电源、控制系统、振动机构等。
2. 检查混凝土振动台的工作平台和夹具是否完好，无杂物和损坏。
三、实验前准备1. 根据实验要求，准备好所需的混凝土试件和测量仪器。
2. 将试件安装在混凝土振动台的工作平台上，并进行固定，确保试件与振动台接触紧密。
3. 连接测量仪器，如加速度计、位移计等，确保测量数据的准确性。
四、操作流程1. 打开混凝土振动台的电源，启动控制系统。
2. 设置振动台的振动参数，如振幅、频率等，根据实验要求进行调整。
3. 检查试件和测量仪器的连接是否牢固，确保不会出现松动或脱落。
4. 启动振动台，观察试件的振动情况，并记录振动台的工作状态和实验数据。
5. 在实验过程中，定期检查试件和测量仪器的状态，确保其正常工作。
6. 根据实验要求，调整振动台的振动参数，如振幅、频率等。
7. 实验结束后，停止振动台的工作，关闭电源。
五、安全注意事项1. 操作人员应熟悉混凝土振动台的操作流程和安全规定，遵守相关操作规程。
2. 在操作混凝土振动台时，应佩戴安全帽、防护眼镜等个人防护装备。
3. 在振动台工作时，禁止将手指、手臂等身体部位靠近振动机构，以免发生伤害。
4. 在振动台工作时，禁止将杂物或其他物体放置在工作平台上，以免影响试件的振动效果。
5. 在实验过程中，如发现设备故障或异常情况，应立即停止操作，并及时报告维修人员。
六、设备维护1. 定期对混凝土振动台进行维护和保养，清洁设备表面，确保设备的正常运行。
2. 检查设备的电源线、控制系统、振动机构等部件，如发现损坏或故障，应及时修复或更换。
3. 对测量仪器进行校准和维护，确保测量数据的准确性和可靠性。
七、总结本操作规程详细描述了混凝土振动台的操作流程和安全注意事项，操作人员在使用混凝土振动台进行实验时，应严格遵守规程，确保实验的准确性和安全性。
基于ANSYS软件钢筋混凝土框架结构多尺度数值分析
ｌ ２层 钢 筋混凝 土框 架结构 振 动 台试 验 进 行 了 多尺度 数 值 模 拟 ， 同时 利 用 梁 单元 模 型 模 拟 来 作 对 比 分 析， 计 算 了结构 的动 力特性 与地震 动 力 时程 响应 。分析 结 果对 比显 示 ， 多尺 度模 型模 拟结果 与 梁单元模 型模拟 结 果和振 动 台试验 结果 具有较 高的吻合 度 ， 为 以后 结构 分析计 算提供 了一种 简单有 效的 手段 。
Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｂ ｙ Ｕｓ ｉ ｎ ｇ ＡＮＳ ＹＳ
ＷＵ Ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ・ ・ Ｑ Ｉ Ａ Ｎ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ’ Ｈ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｗｅ ｉ ，
（ １ ．Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｄ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｔ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｄ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｔ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ （ ＭＳ Ｍ）ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｗ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｃ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ
型钢混凝土框架振动台试验的有限元模拟
１ ８
华 南 地 震
３ ０卷
所谓纤 维单元 模 型又称截 面离 散单元Ⅲ （ ｉ ｒｔ ｅ — ｅｔ ｎＭｏ ｅ） Ｄ ｓ ｅ ｚｄ Ｓｃｉ ｄ １，就是将 构件 截 面划 ｃ ｉ ｏ 分 成沿着 长度方 向 的若 干纤维 ，每 根纤维 均为单 轴受 力 ．并用 材料 单轴 应力一 变关 系来 描 应 述 该纤 维材 料 的受力 特 性 ，只适 用 于几何 线性 小 变形 理论 。纤 维 问 的变形 协 调则 采 用平 截
力一 位移 等形 式 的关 键数 值点 ，但 一个 整体 结 构 因为建 筑功 能 和造 价大 小等 因素 的影 响 往往
导致 构 件 的截 面和 材性 组 成等 形式 变 化 多样 ．特 别 是对 于 复杂 高层 结 构 和 特殊 结 构 ．造 成 了塑 性 铰模 型运 用 的不 方便 。大多 数 工程 需要 的情 况下 ．为 了统一 而 选 择有 限元 软件 默 认 的塑 性 铰 ，对于 实 际结 构构 件 模拟 并 没有 达 到真 正 的 同一性 。纤维 模 型从 单 轴 材 料本 构 关 系 出发 ，实 现 了结 构构 件之 间的真 正 同一 性 ，能 精确 模 拟结 构 和构 件 的 非线 性 响应 ．在 工 程 分析 和设计 中已经应 用并逐 渐推 广
１ 纤 维 模 型 理 论
１１ 概 念 ．
收 稿 日期 ：２ １ — ５ ０ ００ ０—６
基 金 项 目 ：国家 “ 一 五 ”科 技 支 撑 计 划 课 题 （ ０ Ｂ Ｊ４ １） 十 ２ ６Ａ ０Ａ ２ ０ 作 者 简 介 ：熊 爱 国 ，男 ，１８ ９４年 生 ，硕 士 研 究 生 ． 要从 事钢 筋 混 凝 土 结 构 抗 震 性 能研 究 ． 主
钢筋混凝土梁加固方法的数值模拟
钢筋混凝土梁加固方法的数值模拟钢筋混凝土梁加固方法的数值模拟一、背景随着城市化进程的加快和人们生活质量的提高，建筑物的安全问题日益引起人们的关注。
其中，钢筋混凝土结构的安全问题尤为重要，因为许多建筑物都采用这种建筑结构。
随着建筑物使用年限的增加，钢筋混凝土结构的老化、开裂、锈蚀等问题日益凸显，加固成为了一项重要的工程任务。
因此，如何对钢筋混凝土梁进行加固，提高其承载能力，保障建筑物的安全，成为了一个研究热点。
二、目的本文旨在研究钢筋混凝土梁加固的数值模拟方法，通过分析模拟结果，提出一种有效的加固方案，达到提高梁的承载能力，确保建筑物安全的目的。
三、方法1.数值模拟软件的选择钢筋混凝土梁加固的数值模拟需要使用专业的有限元分析软件，如ABAQUS、ANSYS等。
本文采用ABAQUS软件进行数值模拟。
2.建立模型在ABAQUS软件中，首先需要建立钢筋混凝土梁的三维模型。
模型的建立需要根据实际情况进行，包括梁的几何尺寸、材料参数等。
在建立模型时，需要注意设置边界条件和加载条件。
边界条件包括固定边界和自由边界，加载条件包括静载和动载。
3.材料参数的设置为了模拟真实的情况，需要设置合理的材料参数。
钢筋混凝土梁的材料参数包括混凝土和钢筋的弹性模量、泊松比、屈服强度等。
这些参数的设置需要参考国家标准和实际情况。
4.分析模拟结果在模拟过程中，需要分析模拟结果，包括应力、应变、位移等。
通过对模拟结果的分析，可以得出梁的承载能力和破坏形态等信息，为后续加固方案的制定提供依据。
5.加固方案的制定根据分析模拟结果得到的信息，制定合理的加固方案。
加固方案的制定需要综合考虑梁的受力情况、加固材料的性能、施工难度等因素。
6.加固效果的验证对加固后的梁进行数值模拟，验证加固效果。
如果验证结果符合预期，则可以进行实际加固工作；如果不符合预期，则需要重新制定加固方案。
四、注意事项1.在建立模型时，需要保证模型的几何形状和材料参数的设置与实际情况相符合，否则模拟结果将失去参考价值。
钢框架-支撑结构振动台试验的有限元分析模拟
表 ２模型在 Ｅ Ｅ Ｔ Ｏ波作 用下顶层绝对 ＬＣ ＮＲ 对加速度峰 值（ａ） 比较 ｇ１
表 ３模 型在迁安波作 用下顶层 绝对对加速度峰 ４ ｇ１￣比较 Ｋ（ ） ａｔ
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本 文 通 过 有 限 元 分 析 程 序 ＡＡＵ Ｂ Ｑ Ｓ对 足 尺 钢 框 架 一支 撑 结 构 弹性 、 塑 性 时 程 分 析 。 序 计 算 得 弹 程 到 结 构 在 中震 下 的 最 大 响 应 （ 括 包 楼 层 相 对 位 移 ，楼 层 绝 对 加 速 度 ， 楼 层剪 力与楼层 倾覆弯矩 数据）与试 验 实 测 结 果 基 本 吻合 。通 过 分 析 ， 表
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陈 勇 １ 王铁 军 １ 贾 连 光 １ ， ２
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钢框架一 支撑结构振动台试验的有限元分析模拟
（、 阳建筑 大学 土木 工程 学院， 宁 沈阳 １ ０ ６ ２ 中国建筑 东北设计研究 院有 限公 司， １沈 辽 １１８ 、 辽宁 沈 阳 １０ ｏ ） １ｏ３
层 大尺寸 钢框架 一中心支 撑结 构振 动 台试 验 １ ｆ］ ２ １ 模型概况 框架层高为 ２ 总高 ６ ５ ｍ， ｍ， ． 平面尺寸为 ０ ２０ ０ 框架柱采用 Ｈ ０ ．４Ｘ２４ ｍ。 Ｗ１０×１０ ０ Ｈ型钢 ， 框 架 主 梁 采 用 ＨＭ１０×１０ 型 钢 ，次 梁 采 用 ５ ０Ｈ ＨＷＩ ０×５ Ｈ 型 钢 ， 向 人 字 形 钢 支 撑 为 方 钢 Ｏ ０ 侧 管４ ０×１ ， ． 其它钢支撑为 Ｌ ０×２角钢 ， ２ ５ 材料均 为 Ｑ３。 ２ ５ 梁柱连接节点为梁 的上下翼缘坡 Ｅ对 ｌ 焊， 腹板依靠螺栓连接抗剪 ， 框架 一中心支撑结 构柱脚通过基础粱与振动台相接。 模型总重 ７８ ． 吨 ， 中框架 自重 １８吨 ， 其 ． 配重 ６吨 ， 每层 ２吨。 ２ Ａ Ａ Ｓ分析软件及分析模 型 Ｂ ＱＵ ２１Ａ Ａ ＵＳ分析软件简介 ． ＢＱ Ａ Ａ Ｓ由美 国 Ｈ Ｂ ＱＵ ＫＳ公 司 开 发 ， 以其 优 异的非线性计算能力 以及 强大 的二次开发功能 而著称 ，并且具有丰富的单元 库和材料模型 。 它具有强大的工程计算 仿真模 拟能力 ，其解决 问题的范围从相对简单 的线性 分析到许 多复杂 的 非 线性 问 题 。 ２２ 材料本构 关系模 型 ． 钢材采用 ＡＢ Ｕ ＡＱ Ｓ软件 中提供等 向弹塑 性模 型 ， 满足 Ｖｏ ｓｓ屈服 准则 ， 种模 型 ｎ Ｍｉ ｅ 这 多用于模 拟金属 材料 的弹塑性性 能。用 连接给 定 数 据 点 的 一 系 列 直线 来 平 滑 地 逼 近 金 属 材 料 的应力一应变关 系。该模 型采 用任意多个点来 逼 近 实 际 的 材料 行 为 ， 因此 ， 非 常接 近 真 实 的 就 材 料 行 为 。 塑性 数 据将 材 料 的 真 实屈 服 应 力 定 义为真实塑性应 变的函数 ；分析 中采用 大变形 理论及双线性 随动强化 弹塑性模 型以及 考虑钢 支 撑 几 何 、 料 非 线性 ， 料 双 线 性 随 动 强 化 弹 材 材 塑 性 模 型 中 Ｅ＝ ．６ Ｘ１ ａ Ｅ＝ ．１ １ ｌ２０ ０ＭＰ ， ２０Ｏ Ｅ ， ｆ ２５ Ｐ ， ｙ ３ Ｍ ａ 泊松 比 ＝ －， ＝ ０ 结构 阻尼 比取实 验 ３ 测得值 ００ １ 同时考虑材料 的损伤和失 效。在 ． ； ２ Ａ Ａ ＵＳＥ ｐｉｉ中 建 立 的 模 型 。 Ｂ Ｑ ， ｘｌ ｔ ｒ ｃ ２３ 单 元类 型 的选 择 ． 模 型 中 的 钢 梁 、 柱 的剪 切 变 形 的影 响 非 钢 常重要但必 须考 虑； 同时避免结构 刚度过 大 ， 远 超 高实际结 构。因此采用三维二阶梁单元 Ｂ ２ ３ 是 比 较合 适 的 。 ３频率提取 根 据 中 国抗 震 规 范 Ｉ 定 ： 型 个 数 一 般 ３ ］ 规 振 可 以 取 振 型 参 与 质 量 得 到 总 质 量 ９ ％所 需 的 ０ 振型 。提取前 ３阶频率见表 ｌ 。 计算 得到 的前 ３阶振 型特 征分别 为 沿 ｘ 轴 方 向 平 移 、 Ｙ 轴 方 向 平 移 、 Ｚ轴 方 向 扭 沿 沿
12层钢筋混凝土标准框架振动台模型试验报告(PDF)-1
弹模均值(MPa) 7.751×103
名称 铁丝
型号
20＃ 18＃ 14＃
表 4 钢筋的材性试验结果
直径 (mm)
面积 (mm2)
0.90
0.63
1.20
1.13
2.11
3.50
屈服强度 （MPa）
327 347 391
极限强度 （MPa）
397 420 560
2.5 测点布置
试验中采用加速度计、应变传感器量测模型结构的动力响应。加速度计的方向有 X、Y、 Z 三个方向。
4.1 AutoCAD 文件 ............................................................................................................. 12 4.2 输入地震波数据文件............................................................................................... 12 4.3 测点记录数据文件 ................................................................................................... 12 4.4 传递函数数据文件 ................................................................................................... 12
2 试验设计
2.1 试验装置
地震模拟振动台主要性能参数：
台面尺寸
混凝土框架抗震虚拟仿真实验实验报告
混凝土框架抗震虚拟仿真实验实验报告混凝土框架抗震虚拟仿真实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过虚拟仿真实验，研究混凝土框架结构在地震作用下的抗震性能，分析结构的破坏过程和性能退化规律，为混凝土框架结构的抗震设计提供理论依据。
二、实验原理混凝土框架结构是一种常见的建筑结构形式，具有较好的承载能力和韧性。
在地震作用下，结构会受到水平力的作用，产生位移和变形，进而影响结构的稳定性和安全性。
通过虚拟仿真实验，可以模拟结构在地震作用下的响应过程，分析结构的破坏机理和性能退化规律。
三、实验步骤1. 搭建混凝土框架结构的虚拟模型，包括柱、梁和节点等组成部分。
2. 设定地震波的参数，包括地震波的振动频率、加速度和持续时间等。
3. 运行虚拟仿真软件，进行地震响应分析，得到结构在地震作用下的位移、变形和应力等参数。
4. 分析结构的破坏机理，包括柱的压弯破坏、梁的剪切破坏和节点的破坏等。
5. 分析结构的性能退化规律，包括结构的刚度退化、承载力退化和耗能能力退化等。
6. 根据实验结果，评估混凝土框架结构的抗震性能，提出改进措施和建议。
四、实验结果与分析通过虚拟仿真实验，我们得到了混凝土框架结构在地震作用下的位移、变形和应力等参数。
实验结果表明，在地震波的作用下，结构会发生明显的位移和变形，柱发生压弯破坏，梁发生剪切破坏，节点发生破坏。
结构的刚度、承载力和耗能能力都会随着地震波的作用而退化。
进一步分析实验结果，我们发现混凝土框架结构的抗震性能与结构的设计参数和材料性能密切相关。
合理选择结构的截面尺寸和钢筋配筋率，可以提高结构的刚度和承载力。
同时，采用高强度混凝土和钢材，可以提高结构的抗震性能和耗能能力。
五、结论与建议通过本次虚拟仿真实验，我们得到了混凝土框架结构在地震作用下的抗震性能。
实验结果表明，混凝土框架结构具有较好的抗震性能，但在地震波作用下仍会发生破坏和性能退化。
因此，在设计混凝土框架结构时，应该充分考虑地震作用，并采取相应的抗震措施。
混凝土框架结构的自振频率研究
混凝土框架结构的自振频率研究一、研究背景和意义混凝土框架结构作为一种常见的建筑结构，其自振频率是衡量其抗震性能的重要指标之一。
因此，研究混凝土框架结构的自振频率具有重要的理论和实际意义。
二、研究方法和过程1. 理论分析法通过理论分析，可以得到混凝土框架结构的自振频率的计算公式。
其中，影响自振频率的因素包括结构的刚度、质量、支座形式等。
2. 数值模拟法采用有限元方法建立混凝土框架结构的数值模型，通过数值模拟得到其自振频率。
在模拟过程中，需要考虑结构的材料特性、几何形状、边界条件等因素。
3. 实验测试法通过实验测试，可以直接测量混凝土框架结构的自振频率。
常用的实验方法包括悬挂法、冲击法等。
三、影响混凝土框架结构自振频率的因素1. 结构的刚度结构的刚度是影响自振频率的重要因素。
刚度越大，自振频率越高。
2. 结构的质量结构的质量也会影响自振频率。
质量越大，自振频率越低。
3. 支座形式支座形式会影响结构的自由度，从而影响自振频率。
4. 材料的特性混凝土框架结构的材料特性包括弹性模量、泊松比等。
这些因素会影响结构的刚度，从而影响自振频率。
四、混凝土框架结构自振频率的计算公式混凝土框架结构的自振频率可以通过以下公式计算：f=1/(2π)·(k/m)^0.5其中，f为自振频率，k为结构的刚度系数，m为结构的质量。
五、影响混凝土框架结构自振频率的措施1. 加强结构的刚度通过增加结构的截面尺寸、调整结构的布置等措施，可以提高结构的刚度，从而提高自振频率。
2. 减轻结构的质量通过采用轻质材料、减少结构的体积等措施，可以降低结构的质量，从而提高自振频率。
3. 优化支座形式通过合理选择支座形式，可以减少结构的自由度，从而提高自振频率。
六、结论混凝土框架结构的自振频率是衡量其抗震性能的重要指标之一。
通过理论分析、数值模拟和实验测试可以得到结构的自振频率。
影响自振频率的因素包括结构的刚度、质量、支座形式等。
通过加强结构的刚度、减轻结构的质量、优化支座形式等措施，可以提高结构的自振频率。
混凝土结构的振动台试验研究
混凝土结构的振动台试验研究一、研究背景混凝土结构是现代建筑中常用的结构形式，其具有高强度、高可靠性、耐久性好等特点，但在发生地震等自然灾害时，其抗震性能需要得到验证。
振动台试验是研究混凝土结构抗震性能的一种重要手段，可以模拟地震的作用，对混凝土结构的动力响应进行观测和分析，提高其抗震性能。
二、研究内容1. 振动台试验的基本原理和方法振动台试验是利用振动台模拟地震作用，通过对模型结构进行振动，观测结构的响应特性，以评估其抗震性能。
振动台试验主要包括台面振动、结构模型制备、测试参数设置、数据采集和分析等环节。
2. 混凝土结构的振动台试验研究实例以某高层办公楼为例，对其进行振动台试验。
首先制备混凝土结构模型，模型应具有与实际结构相同的材料、几何形状和支承情况。
然后将模型放置在振动台上，并设置大地震波动力特性，如频率、振幅和持续时间等。
在试验过程中，通过传感器对结构的振动加速度、速度和位移进行实时监测和记录，以获取结构的动力响应特性。
3. 结果分析与评价通过振动台试验所得到的数据，可以对混凝土结构的动力响应特性进行分析和评价。
如结构的自振频率、阻尼比、最大位移、最大加速度等参数。
通过对试验数据的分析，可以评估混凝土结构的抗震性能，提出相应的加固建议和抗震措施，以保证结构的安全性和稳定性。
三、研究意义振动台试验是评估混凝土结构抗震性能的重要手段，具有较高的真实性和可靠性。
通过对混凝土结构进行振动台试验，可以获取结构的动力响应特性，评估其抗震性能，提出相应的加固建议和抗震措施，以提高结构的抗震能力。
同时，振动台试验还可以为混凝土结构的设计、施工和监测提供参考和指导，为建筑抗震设计提供科学依据。
四、研究展望随着科技的发展和研究方法的不断创新，振动台试验将会在混凝土结构抗震性能研究中发挥越来越重要的作用。
未来的研究重点将集中在试验技术的创新和改进，提高试验的真实性和可靠性，同时研究结构的抗震性能评估方法和理论，为混凝土结构的抗震设计提供更为科学的依据。
隧道侧穿箱基框架结构体系振动台试验及数值模拟
隧道侧穿箱基框架结构体系振动台试验及数值模拟作者：路沙沙白晓晓张亚楠孟薇袁镝徐红来源：《地震研究》2024年第01期路沙沙，白晓晓，张亚楠，等.2024.隧道侧穿箱基框架结构体系振动台试验及数值模拟［J］.地震研究，47（1）：081-093，doi：10.20015/ki.ISSN1000-0666.2024.0033.Lu S S，Bai X X，Zhang Y N，et al.2024.Shaking table test and numerical simulation of tunnel side-crossing box foundation frame structure system［J］.Journal of Seismological Research，47（1）：081-093，doi：10.20015/ki.ISSN1000-0666.2024.0033.摘要：以郑州市轨道交通7号线侧穿箱基框架结构工程为背景，开展了室内振动台缩尺模型试验，并借助有限元软件ABAQUS对不同工况进行数值建模，将振动台试验和数值模拟结果进行对比，验证数值模拟结果的可靠性。
基于验证后的模型，分析隧道侧穿箱基框架结构体系的动力响应特性。
结果表明：①隧道或箱基框架结构的存在均会降低整个体系的自振频率；②箱基框架结构的存在会降低隧道结构的加速度响应，同时减弱隧道结构所受到的弯矩，而对其所受剪力的影响不大；③隧道结构的存在会减弱箱基框架结构的加速度响应和位移响应。
箱室的存在会改变地震波的传播路径，且当箱基框架结构高于三层时，楼板加速度响应随楼层高度的增大更明显。
关键词：地下隧道；箱基框架结构；振动台试验；数值模拟；动力响应中图分类号：TU317文献标识码：A文章编号：1000-0666（2024）01-0081-13doi：10.20015/ki.ISSN1000-0666.2024.00330引言随着城市地下空间的开发利用和既有地下结构的扩展改造，地下结构近距离穿越地表建筑的工程越来越多，如莞惠城际隧道下穿密集建筑区（李铮等，2015）、武汉轨道7号线纸坊大街站侧穿7层居民楼（何如，2019）。
基于OpenSEES的框架结构振动台试验数值模拟
基于OpenSEES的框架结构振动台试验数值模拟罗水华;官强【摘要】基于有限元程序OpenSEES计算平台,通过对一个12层框架结构振动台试验进行数值模拟,选取有限元模型所用到的材料本构、截面恢复力模型、单元类型等,以及合理地选择模型参数、材料、单元和分析方法.在OpenSEES中进行非线性动力时程分析模拟12层框架结构振动台试验,并将数值模拟结果和试验结果进行对比分析.结果表明,模拟结果和试验结果吻合良好,验证了选取有限元模型的参数及分析方法的合理性和一定的有效性、可行性.%Based on the Finite Element OpenSEES calculation platform, the numerical simulation of shaking table test of a 12-story frame structure is carried out. The material constitutive model, cross-section restoring force model and unit type used in the finite element model are selected, and the model parameters, material, Unit and method of analysis are reasonably selecteted. Using OpenSEES software, nonlinear dynamic time history analysis was performed to simulate the shaking table test of 12-story frame structure, and the numerical simulation results were compared with the test results. The results show that the simulation results are in good agreement with the experimental results, which verify the rationality of the parameters and the analysis methods of the finite element model. This numerical simulation method has some validity and feasibility.【期刊名称】《福建建筑》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】5页(P60-64)【关键词】OpenSEES;数值模拟;钢筋混凝土框架结构【作者】罗水华;官强【作者单位】福建江夏学院福建福州 350108;福建省建筑科学研究院福建福州350001【正文语种】中文【中图分类】TU30 引言基于计算机技术和结构计算分析理论研究的快速发展，计算机仿真技术在结构工程实际应用和学术研究中都发挥着强大作用。
不同地震激励输入方法下框架结构振动台试验与数值分析结果对比
不同地震激励输入方法下框架结构振动台试验与数值分析结果对比摘要：结构地震反应分析中，常用的地震激励输入方法有等效荷载法和位移输入法。
本文回顾对比了这两种地震激励输入方法的理论推导，并根据某框架结构缩尺模型振动台试验数据，通过数值模型分析与某验证了这两种方法所得结果的一致性和可靠性，为进一步研究地震激励下结构反应分析方法研究有一定的参考价值。
关键词：地震激励输入方法，等效荷载法，位移输入法，框架结构缩尺模型振动台试验Abstract: the structure seismic response analysis, common seismic excitation input methods have equivalent load method and the displacement input method. This review paper compared the two kinds of seismic excitation theory is the input method, and based on a certain frame structure scale model shaking table test data, through the numerical model analysis and a verified the two methods of the results of consistency and reliability, for further research in earthquake excitation response analysis method for structure is of certain reference value.Keywords: earthquake excitation input method, the method of equivalent load and displacement input method, the frame structure scale model shaking table test1 引言在地震激励下，结构响应的分析模型通常有两种：加速度输入模型和位移输入模型。
振动台试验方案设计实例.
一、振动台试验方案1试验方案1.1工程概况本工程塔楼结构体系为“三维巨型空间框架－钢筋混凝土核心筒”结构体系，主要由4个核心筒、钢骨混凝土（SRC）外框架、3个避难层联系桁架三部分构成，图1-2、图1-3分别是B塔结构体系构成示意图和建筑效果图。
特别指出的是本工程在14、24楼层的联系桁架的腹杆以及32、48楼层的斜撑为防屈曲支撑（UBB）构件。
设计指标为小震不屈服，大震屈服耗能。
具体位置示意见图1-4。
本工程的自振周期约为6.44秒，超过了《建筑抗震设计规范》(GB-50011-2001)设计反应谱长为6秒的规定。
本工程存在5个一般不规则和2个特别不规则类型，5个一般不规则类型分别是扭转不规则、凹凸不规则、刚度突变、构件间断和承载力突变。
2个特别不规则是高位转换和复杂连接。
1.2模拟方案1、模拟方案选择动力试验用的结构模型必须根据相似律进行设计，模型动力相似律的建立以结构运动方程为基础，选择若干主要控制参数作为模拟控制的对象，依据Buckingham的π定理，经无量纲分析导出控制参数的无量纲积，据此确定各控制参数的相似比率。
结构动力试验的相似模型大致分为四种：（1）弹塑性模型理论上可以重现结构反应的时间过程，使模型和原型的应力分布一致，并可模拟结构的破坏。
由于要严格考虑重力加速度对应力反应的影响，必须满足S a=S g=1（S a=模型加速度/原型加速度，S g为重力加速度相似系数，各相似系数之间的关系见表1），即模型加速度反应与原型加速度反应一致，这一要求大大限制模型材料的选择。
因为在缩尺模型中，几何比（S l）很小，在Sa=Sg=1的条件下，要满足Sa=S E/S l Sρ=1，即S l=S E/Sρ，必须使模型材料的弹模很小或材料密度很大，弹模小导致模型浇筑困难，容易损坏；密度大则要求在模型材料中加入大量铅粉之类容重大的掺合物。
这对大型建筑动力试验模型是难以办到的。
即使弹模或密度满足了相似条件，材料的其他性质如泊松比和阻尼等也难以满足相似关系，所以全相似模型只是一种理想化的模型，在实际工程中很难采用。
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摘 要 为 了对 自复位钢 筋混凝 土框 架结 构 的抗 震 性 能进 行研 究 ， 同济 大 学 土木 工程 防 灾 国家重 点 实
验 室根 据相 似 关 系设 计 与制 作 了一 大比例 自复位 钢 筋 混凝 土框 架 ， 并进 行 了模 拟 地 震振 动 台试验 。振
动 台试 验模 型 为单跨 两层 两榀 框 架 ，采 用 了 自复位 形 式 的柱 脚 节 点 与 梁柱 节 点 ， 由后 张拉 无黏 结预 应 力筋提供 恢 复 力 。试验选 取 了 Ｅ １ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ波和 汶川 波作 为单 向（ Ｘ 方向 ） 激励输 入 ， 研 究 了结 构在 多遇 地 震、 基 本地 震和 军遇 地震 下 的抗 震性 能 。本 文主 要 采 用 Ｏ ｐ ｅ ｎ Ｓ Ｅ Ｅ Ｓ有 限元 软 件 对试 验 模 型框 架进 行 数
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｓ ｅ ｌ ｆ － ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｉｎｇ ｒ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｌａ ｆ ｍｅ，ａ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｓ ｈ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｉ ｎ Ｓａ ｔ ｅ Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｄｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｒｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ
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值模拟 ， 并对梁柱节点与柱脚节点提 出有效的模拟方法。此外， 对该框架进行 弹塑性时程分析并与试验
实测 结果进 行 对 比 ， 对 比结 果表 明本 文所提 的数 值模 拟 方案 能较好 地反 映试 验模 型 结构 的振动 特性 。
关 键词 自复位 钢 筋混凝 土框 架 ， 数值 模 拟 ， Ｏ ｐ ｅ ｎ Ｓ Ｅ Ｅ Ｓ ，振动 台试 验
（ １ ９ ４ ０ ， Ｎ Ｓ ）ａ ｎ ｄ Ｗｅ ｎ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ｗ ａ ｖ ｅ（ ２ ０ ０ ８ ， Ｎ Ｓ ）ｗ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｓ ｉ ｎ ｐ ｕ ｔ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｍ ｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ．Ｂ ｏ ｔ ｈ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｍ ｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
第３ Ｏ卷第 １期
２ ０ １ ４年 ２月
结
构
工
程
师
Ｖ０ １ ． ３ Ｏ．Ｎｏ ．１
Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｓ
Ｆｅ ｂ ．２ ０１ ４
自复位 钢 筋 混凝 土框 架振 动 台试 验 的 数 值 模 拟
高 文俊 吕西林
（ 同济大学结构工程 与防灾研究 所 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ）
ｗｅ ｒ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｏ ｎ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｘ— ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ａ ｌ ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｍｅ ｎ ａ ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｂｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｕ ｎｄ ｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｔ
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