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使用新算法的剪切型子结构振动台试验稳定性

同济大学学报（自然科学版） 2016年第8期44卷 1160-1165页

作者：傅博蒋欢军同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

提出了使用无条件稳定显式Chen-Ricles(CR)积分新型算法的剪切型子结构振动台试验方法,包括子结构划分以及试验流程图.通过推导子结构的运动方程进行子结构方法的数值验证,考虑了两种不同量级试验子结构频率的情况.结果表明:当试验子结... 详细信息

提出了使用无条件稳定显式Chen-Ricles(CR)积分新型算法的剪切型子结构振动台试验方法,包括子结构划分以及试验流程图.通过推导子结构的运动方程进行子结构方法的数值验证,考虑了两种不同量级试验子结构频率的情况.结果表明:当试验子结构频率较小时,子结构方法可以保证稳定性和准确性,反之则不能.最后利用离散控制理论推导出子结构方法方框图的离散闭环传递函数,通过求解传递函数的极点位置判断离散系统的稳定性,进一步论证了数值模拟发现的结果.

关键词：子结构振动台试验稳定性离散控制理论

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钢筋混凝土框架结构基于时变的抗震性能研究

建筑结构学报 2019年第3期40卷 134-141页

作者：刘小娟蒋欢军华侨大学土木工程学院福建厦门361021 华侨大学福建省结构工程与防灾重点实验室福建厦门361021 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

钢筋混凝土结构在使用过程中由于钢筋锈蚀抗震性能退化。为了研究钢筋混凝土框架结构在正常使用环境下随使用时间的增加其抗震性能的退化规律,采用通用有限元分析软件ABAQUS对锈蚀钢筋混凝土框架进行多尺度建模以提高计算精度并保证计... 详细信息

钢筋混凝土结构在使用过程中由于钢筋锈蚀抗震性能退化。为了研究钢筋混凝土框架结构在正常使用环境下随使用时间的增加其抗震性能的退化规律,采用通用有限元分析软件ABAQUS对锈蚀钢筋混凝土框架进行多尺度建模以提高计算精度并保证计算效率。基于锈蚀钢筋混凝土构件及单榀框架的试验数据,验证了多尺度建模方法的正确性。采用多尺度模型对4层钢筋混凝土框架结构进行了静力推覆分析及弹塑性时程分析,对比不同使用时间的钢筋混凝土框架结构的地震反应和损伤情况。结果表明:当使用时间为25 a时,结构的抗震性能与新建结构接近;当使用时间超过50 a时,随着使用时间的增加,结构的承载能力及刚度退化明显,在地震作用下的位移响应逐渐增大,地震损伤范围不断扩大;相比新建结构,当使用时间为50、75 a和100 a时,结构的抗侧承载力分别降低了6.2%、14.1%及18.1%,罕遇地震作用下的最大层间位移角分别增大了9.2%、19.8%及25.1%。

关键词：锈蚀钢筋混凝土框架多尺度建模方法静力推覆分析弹塑性时程分析抗震性能

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RC联肢剪力墙宏观数值计算模型研究

建筑结构学报 2016年第5期37卷 218-225页

作者：蒋欢军王宇同济大学结构工程与防灾研究所上海200092 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092

已有的钢筋混凝土联肢剪力墙宏观数值计算模型在墙体单元和连梁单元连接处采用水平变形协调,即连梁单元的梁端转动与墙体单元水平刚性梁的转动变形相协调。然而,水平变形协调并不能反映墙体和连梁的实际变形协调条件。为此,提出了一种... 详细信息

已有的钢筋混凝土联肢剪力墙宏观数值计算模型在墙体单元和连梁单元连接处采用水平变形协调,即连梁单元的梁端转动与墙体单元水平刚性梁的转动变形相协调。然而,水平变形协调并不能反映墙体和连梁的实际变形协调条件。为此,提出了一种钢筋混凝土联肢剪力墙宏观数值计算模型,该模型中墙体单元为具有分布式剪切弹簧且考虑平面外自由度的三维宏观墙体单元模型,连梁单元为具有3个子单元串联的一维杆单元模型,墙体单元与连梁单元的连接采用竖向变形协调,即连梁单元的梁端转动与墙体单元边垂直杆元的变形相协调。并通过算例对其模拟的准确性进行校验。结果表明:采用竖向变形协调方式建立的计算模型能更加准确地模拟联肢剪力墙的力学行为,提出的钢筋混凝土联肢剪力墙宏观数值计算模型可用于三维的非线性分析,其中墙体单元能更好地模拟剪切变形和面外变形,连梁单元能够更好地模拟与墙肢的变形协调。

关键词：钢筋混凝土联肢剪力墙非线性分析变形协调宏观数值计算模型受力性能

基于变形的非均匀锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能研究

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土木工程学报 2022年第S01期55卷 1-8页

作者：陈尚蒋欢军同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院结构防灾减灾工程系上海200092

为研究非均匀锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能,采用经验证的锈蚀损伤钢筋混凝土柱精细化建模方法,建立了660个非均匀锈蚀钢筋混凝土柱的有限元模型。分析了钢筋平均锈蚀率、轴压比、配箍率和非均匀锈蚀特征值对锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能的... 详细信息

为研究非均匀锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能,采用经验证的锈蚀损伤钢筋混凝土柱精细化建模方法,建立了660个非均匀锈蚀钢筋混凝土柱的有限元模型。分析了钢筋平均锈蚀率、轴压比、配箍率和非均匀锈蚀特征值对锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能的影响。基于本文锈蚀钢筋混凝土柱极限状态的定义,以塑性转角作为变形性能指标,对数值模拟结果进行统计分析。结果表明:低锈蚀率条件下,锈蚀构件的变形性能与无损构件差别不大;随着整体锈蚀程度的增加,构件变形性能显著退化;随着非均匀锈蚀特征值的增加,构件变形能力逐渐降低;随着轴压比的增大,构件的变形能力降低;轴压比较小的构件受非均匀锈蚀特征值的影响更明显。为正确评价锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能,应充分考虑锈蚀的非均匀性。

关键词：钢筋混凝土柱非均匀锈蚀有限元分析抗震性能基于变形的性能指标

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锈蚀钢筋混凝土柱基于变形的性能指标研究

建筑结构学报 2015年第7期36卷 115-123页

作者：蒋欢军刘小娟同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

采用ABAQUS有限元软件,对按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》设计的342个锈蚀钢筋混凝土柱进行有限元分析,研究钢筋的锈蚀率、轴压比、剪跨比、配箍率和纵向钢筋配筋率等参数对钢筋混凝土柱... 详细信息

采用ABAQUS有限元软件,对按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》设计的342个锈蚀钢筋混凝土柱进行有限元分析,研究钢筋的锈蚀率、轴压比、剪跨比、配箍率和纵向钢筋配筋率等参数对钢筋混凝土柱变形性能的影响。结果表明:当钢筋的锈蚀率较小时,构件的变形性能受锈蚀率影响不大;当钢筋的锈蚀率达到10%以后,构件的破坏形态发生改变,变形能力急剧退化;随着轴压比的增大,构件的变形能力降低;轴压比较小的构件变形性能受剪跨比影响比轴压比较大的构件明显;随着配箍率和纵向钢筋配筋率的增大,构件的变形能力有所提高;提出了锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能等级和性能界限状态的划分方法,以塑性转角作为变形性能指标,对数值计算结果进行统计分析,得到了锈蚀钢筋混凝土柱各性能界限点的塑性转角统计特征值。研究成果可为钢筋混凝土结构全寿命的性能化抗震设计和抗震性能评估提供参考。

关键词：锈蚀钢筋混凝土柱基于变形的性能指标有限元分析抗震性能等级参数分析

框架-核心筒结构框架承担最小剪力比例限制的合理性

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同济大学学报（自然科学版） 2017年第9期45卷 1265-1272页

作者：蒋欢军项远辉同济大学土木工程防灾国家重点试验室上海200092 同济大学结构工程与防灾研究所上海200092 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092

规范《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》规定框架-核心筒结构中框架部分按刚度计算承担的楼层地震剪力最大值不宜小于基底总剪力的10%,而实际工程受建筑布置等因素的限制有时难以满足,工程界对此颇有争议.为探讨其合理性,设... 详细信息

规范《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》规定框架-核心筒结构中框架部分按刚度计算承担的楼层地震剪力最大值不宜小于基底总剪力的10%,而实际工程受建筑布置等因素的限制有时难以满足,工程界对此颇有争议.为探讨其合理性,设计了5个钢筋混凝土框架-核心筒结构,主要的变化参数为框架刚度、框架强度和连梁的形式.利用PERFORM-3D软件进行了弹性反应谱分析和小震、中震和大震下的动力时程分析,考察了各个结构的响应规律.分析表明:当框架部分按刚度计算承担的剪力最大值小于基底总剪力的10%时,增大框架刚度的做法不经济,结构的抗震性能反而更差;增大框架强度的做法减小了框架梁的损伤,改善了结构的抗震性能,但没有形成有效的"强柱弱梁"机制;采用宽连梁和可更换连梁都可以使核心筒自身具有双重抗震体系特征,连梁耗能能力的提高有效地保护了墙肢和外框架,结构的抗震性能得到了显著改善.

关键词：框架-核心筒结构刚度强度连梁双重抗震体系

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锈蚀钢筋混凝土悬臂梁变形性能有限元分析

建筑结构学报 2015年第S2期36卷 309-317页

作者：刘小娟蒋欢军同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

采用ABAQUS有限元软件,对按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》设计的锈蚀钢筋混凝土悬臂梁进行有限元分析,研究钢筋的锈蚀率、纵向钢筋配筋特征值及剪跨比对钢筋混凝土梁变形性能的影响。研究... 详细信息

采用ABAQUS有限元软件,对按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》设计的锈蚀钢筋混凝土悬臂梁进行有限元分析,研究钢筋的锈蚀率、纵向钢筋配筋特征值及剪跨比对钢筋混凝土梁变形性能的影响。研究结果表明:当钢筋的锈蚀率小于10.0%时,RC梁的变形性能受锈蚀率影响不大;当钢筋的锈蚀率超过10.0%时,由于钢筋与混凝土之间的黏结失效而发生破坏,RC梁变形能力急剧退化。对于锈蚀率小于10.0%的RC梁,其极限变形随纵向钢筋配筋特征值的增大而减小。相比纵向钢筋配筋特征值大的RC梁,剪跨比对纵向钢筋配筋特征值小的RC梁的变形性能影响更明显;对于发生黏结失效的RC梁,其极限变形受剪跨比和纵向钢筋配筋特征值影响不大。对数值计算结果进行回归分析,得到锈蚀钢筋混凝土梁屈服转角和极限塑性转角的计算公式。研究成果可为钢筋混凝土结构考虑全寿命的抗震设计和抗震性能评估提供参考。

关键词：锈蚀钢筋混凝土梁屈服转角极限塑性转角有限元分析变形性能参数分析

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带可更换部件的联肢剪力墙抗震性能研究

建筑结构学报 2020年第1期41卷 24-32,41页

作者：蒋欢军李书蓉同济大学土木工程防灾国家重点试验室上海200092 同济大学结构防灾减灾工程系上海200092

钢筋混凝土联肢剪力墙结构在地震作用下,钢筋混凝土连梁和剪力墙的墙脚常遭到严重破坏,修复困难。为此,提出了一种带有可更换连梁和可更换墙脚部件的可恢复功能联肢剪力墙,介绍了带可更换部件的联肢剪力墙的设计方法。为了研究带可更换... 详细信息

钢筋混凝土联肢剪力墙结构在地震作用下,钢筋混凝土连梁和剪力墙的墙脚常遭到严重破坏,修复困难。为此,提出了一种带有可更换连梁和可更换墙脚部件的可恢复功能联肢剪力墙,介绍了带可更换部件的联肢剪力墙的设计方法。为了研究带可更换部件的联肢剪力墙的抗震性能和破坏模式,以一片10层联肢剪力墙为例,对带有可更换部件的联肢剪力墙和传统联肢剪力墙进行了地震反应时程对比分析。计算结果表明,在地震作用下,可更换连梁和可更换墙脚部件先后屈服,破坏集中在可更换部件上,带可更换部件的联肢剪力墙的抗震性能显著提高。

关键词：可恢复功能结构钢筋混凝土剪力墙可更换部件设计方法抗震性能

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带可更换连梁的新型联肢剪力墙的设计与分析

同济大学学报（自然科学版） 2018年第7期46卷 868-876页

作者：李书蓉蒋欢军同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点试验室上海200092

提出了一种新型可更换连梁,在连梁中部设置耗能部件,地震时塑形变形集中在耗能部件(可更换段),震后方便更换,非更换段在地震作用下不屈服.介绍了可更换连梁的设计方法,并对带有可更换连梁的新型联肢剪力墙和传统联肢剪力墙进行了时程分... 详细信息

提出了一种新型可更换连梁,在连梁中部设置耗能部件,地震时塑形变形集中在耗能部件(可更换段),震后方便更换,非更换段在地震作用下不屈服.介绍了可更换连梁的设计方法,并对带有可更换连梁的新型联肢剪力墙和传统联肢剪力墙进行了时程分析和对比.分析结果表明:在小震作用下,可更换连梁没有屈服,对墙肢提供约束,在中震和大震作用下,可更换连梁屈服,其塑形变形集中在可更换段,非更换段保持弹性;与传统联肢剪力墙相比,新型联肢剪力墙的抗震性能显著改善.最后,提出了新型连梁变形与层间位移角的关系,为可更换段的设计提供依据.

关键词：可恢复功能结构钢筋混凝土剪力墙可更换连梁设计方法抗震性能