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In-Plane Creep Buckling of Concrete-Filled Steel Tubular Arches

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Transactions of Tianjin University 2014年第3期20卷 168-173页

作者：蒋伟吕大刚 School of Civil Engineering Harbin Institute of Technology

The creep-induced deformation of the arch rib of concrete-filled steel tubular （CFST） arches under a sustained load can increase the bending moment, which may lead to earlier stability failure called creep buckling. To investigate the influences of concrete creep on the buckling strength of arches, a theoretical analysis for the creep buckling of CFST circular arches under distributed radial load is performed. The simplified Arutyunyan-Maslov （AM） creep law is used to model the creep behavior of concrete core, and the creep integral operator is introduced. The analytical solutions of the time-dependent buckling strength under the sustained load are achieved and compared with the existing formula based on the age-adjusted effective modulus method （AEMM）. Then the solutions are used to determine the influences of the steel ratio and the first loading age on the creep buckling of CFST arches. The results show that the analytical solutions are of good accuracy and applicability. For CFST arches, the steel ratio and the first loading age have significant influences on creep buckling. An approximate log-linear relationship between the decreased degrees of the creep buckling strength and the first loading age is found. For the commonly used parameters, the maximum loss of the buckling strength induced bv concrete creen is close to 40%

关键词： arch concrete-filled steel tubular(CFST) concrete creep buckling Arutyunyan-Maslov (AM)creeplaw steel ratio first-loading age

钢筋混凝土框架结构底部相邻两柱失效的抗连续倒塌性能研究

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建筑结构学报 2018年第1期39卷 61-68页

作者：钱凯罗达贺盛于晓辉广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为研究钢筋混凝土结构在角柱和相邻边柱同时失效情况下的抗连续倒塌性能,采用12点等效均布荷载加载系统,对移除角柱和相邻边柱后的钢筋混凝土梁-板-柱子结构进行PUSHDOWN加载,并对钢筋混凝土子结构的破坏模式、承载能力、变形能力、钢... 详细信息

为研究钢筋混凝土结构在角柱和相邻边柱同时失效情况下的抗连续倒塌性能,采用12点等效均布荷载加载系统,对移除角柱和相邻边柱后的钢筋混凝土梁-板-柱子结构进行PUSHDOWN加载,并对钢筋混凝土子结构的破坏模式、承载能力、变形能力、钢筋局部应变、支座水平位移及边梁扭转变形进行分析。试验结果表明：角柱和相邻边柱同时失效的钢筋混凝土梁-板-柱子结构反应与悬挑板相近,梁与板无法形成有效的压拱机制、悬链线机制或薄膜机制来抵抗连续倒塌的发生。采用有限元软件DIANA建模对试验结果进行了数值模拟分析,证明了数值模型的合理性。采用塑性铰线法对试验屈服荷载和第一极限荷载进行分析,理论分析结果表明,与试验结果相比,塑性铰线法的分析结果偏于保守。

关键词：钢筋混凝土结构多柱失效试验研究数值模型连续倒塌

基于动力方法的RC框架结构整体超强能力分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2015年第1期42卷 62-67页

作者：陈伟宏崔双双吴波福州大学土木工程学院福建福州350108 福建工程学院土木工程学院福建福州350108

结构超强系数是结构在强震作用下不发生倒塌的重要因素,但是目前中国现行抗震规范没有纳入结构超强能力的影响,对于结构安全性的计算都是考虑结构构件,没有更多地考虑整体结构的承载能力.考虑不同设防烈度,不同层数严格按现行抗震规范... 详细信息

结构超强系数是结构在强震作用下不发生倒塌的重要因素,但是目前中国现行抗震规范没有纳入结构超强能力的影响,对于结构安全性的计算都是考虑结构构件,没有更多地考虑整体结构的承载能力.考虑不同设防烈度,不同层数严格按现行抗震规范设计了17个典型RC框架结构,采用OpenSees进行有限元建模与分析,并采用结构拟静力试验数据对有限元模型进行验证.采用非线性动力方法对所设计典型结构的地震反应进行了分析,得到了按现行抗震规范所设计结构的整体动力超强系数能力值的取值及其变化规律.结果表明:通过结构整体动力超强系数能力值,可以预测临界倒塌状态时结构的最大承载能力.分别按Ⅵ度,Ⅶ度和Ⅷ度抗震设防设计的结构,结构整体动力超强系数能力值分别至少要达到6,4和3,其最低值和NEHRP2000推荐条文中给出的结构整体超强系数限值3一致.

关键词：结构整体超强系数能力值非线性动力分析临界倒塌状态钢筋混凝土框架结构

基于随机Pushdown方法的钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌能力概率评估

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建筑结构学报 2017年第2期38卷 83-89页

作者：于晓辉钱凯吕大刚哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004

为了评估钢筋混凝土框架结构的不确定性参数对其抗连续倒塌能力的影响,将确定性Pushdown分析与可以控制相关性的拉丁超立方体抽样方法(LHS)相结合,提出一种随机Pushdown方法。为说明方法的建立和应用,选择一栋8层4跨的钢筋混凝土框架结... 详细信息

为了评估钢筋混凝土框架结构的不确定性参数对其抗连续倒塌能力的影响,将确定性Pushdown分析与可以控制相关性的拉丁超立方体抽样方法(LHS)相结合,提出一种随机Pushdown方法。为说明方法的建立和应用,选择一栋8层4跨的钢筋混凝土框架结构,考虑结构的荷载、材料强度以及几何尺寸等17个不确定性参数,采用Pushdown方法分析获得的结构所能承受的最大竖向荷载作为其抗连续倒塌能力,统计得到结构连续倒塌易损性函数,并采用"龙卷风图"方法对不确定性参数的灵敏度进行了分析。结果表明,结构不确定性参数对抗连续倒塌能力影响显著,结构的抗连续倒塌能力的变异系数达到20%,其中,活荷载、楼层恒荷载、钢筋极限应力以及梁截面钢筋面积等参数对结构抗连续倒塌能力的影响最为显著。

关键词：钢筋混凝土框架随机Pushdown方法连续倒塌拉丁超立方体抽样易损性

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钢筋混凝土框架结构拟静力倒塌实验数值模拟

工程力学 2012年第A02期29卷 205-209页

作者：李雁军吕大刚王震宇王光远哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

该文来源于由清华大学和中国建筑学会抗震防灾分会建筑结构抗倒塌专业委员会组织的钢筋混凝土框架拟静力倒塌实验数值模拟的盲测竞赛。该文采用基于纤维截面的有限元模型以及通过修正斜压场理论确定节点域受力性能的方法,对钢筋混凝土... 详细信息

该文来源于由清华大学和中国建筑学会抗震防灾分会建筑结构抗倒塌专业委员会组织的钢筋混凝土框架拟静力倒塌实验数值模拟的盲测竞赛。该文采用基于纤维截面的有限元模型以及通过修正斜压场理论确定节点域受力性能的方法,对钢筋混凝土框架柱、节点以及整体结构的拟静力实验进行了数值模拟,对比分析结果表明:分析结果与实验结果吻合较好,分析方法客观、合理、可靠,为以后的结构倒塌实验分析提供了理论指导。

关键词：钢筋混凝土数值模拟 OpenSees 修正斜压场理论节点

双向水平加载下钢筋混凝土柱抗震性能的数值模拟

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东南大学学报（自然科学版） 2013年第2期43卷 414-419页

作者：吕大刚李雁军王震宇哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

为了研究双向水平荷载作用下钢筋混凝土柱的抗震性能,基于地震工程模拟平台OpenS-ees,采用纤维模型对钢筋混凝土柱空间受力性能进行了数值模拟,模拟结果与已有试验结果吻合较好.在此基础上,讨论了双向水平加载下轴压比、体积配箍率等参... 详细信息

为了研究双向水平荷载作用下钢筋混凝土柱的抗震性能,基于地震工程模拟平台OpenS-ees,采用纤维模型对钢筋混凝土柱空间受力性能进行了数值模拟,模拟结果与已有试验结果吻合较好.在此基础上,讨论了双向水平加载下轴压比、体积配箍率等参数对柱抗震性能的影响规律.结果表明:双向水平加载对柱构件的界限轴压比几乎没有影响,界限轴压比为0.4～0.5;轴压比小于0.1时,柱斜向水平承载力较主轴方向略有提高;在界限轴压比附近,柱斜向水平承载力下降10%左右,主轴方向水平承载力下降幅度达35%左右,同时主轴方向上柱的极限位移角及滞回耗能均随轴压比的增大而显著降低,故实际设计时应充分考虑空间作用对单一主轴方向的不利影响;体积配箍率对柱的延性有较大影响,但对峰值承载力的影响不明显.

关键词：钢筋混凝土柱双向水平加载抗震性能 OpenSees 纤维模型

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钢管混凝土拱的面外徐变稳定性分析

哈尔滨工业大学学报 2013年第10期45卷 1-6页

作者：蒋伟吕大刚杨大伟哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

为研究混凝土徐变对钢管混凝土拱面外稳定的影响,提出了一种面外徐变稳定的数值分析方法,该方法将混凝土徐变分析的修正龄期有效模量法和有限单元法进行结合,通过引入时变的初始几何缺陷描述钢管混凝土拱在任意时刻的徐变变形,并将该缺... 详细信息

为研究混凝土徐变对钢管混凝土拱面外稳定的影响,提出了一种面外徐变稳定的数值分析方法,该方法将混凝土徐变分析的修正龄期有效模量法和有限单元法进行结合,通过引入时变的初始几何缺陷描述钢管混凝土拱在任意时刻的徐变变形,并将该缺陷引入有限元模型求解面外徐变稳定承载力.基于该方法,以已有的钢管混凝土拱试验模型为基本研究对象,讨论了持荷水平、长细比、矢跨比、横向扰动力、截面含钢率和混凝土加载龄期对面外徐变稳定承载力的影响.计算结果表明:该方法具有较好的有效性和适用性;不同参数对钢管混凝土拱面外稳定承载力影响的差异较大,其中长细比、截面含钢率和混凝土加载龄期的影响较大,而矢跨比和横向扰动力的影响相对较小;徐变导致钢管混凝土拱面外稳定承载力的降低幅度可达13.8%,设计时应予以考虑.

关键词：钢管混凝土拱面外失稳徐变稳定 AEMM 时变几何缺陷

基于自适应POA和IDA的RC框架填充墙结构超强系数分析

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工程力学 2017年第B06期34卷 197-201页

作者：李雁军吕大刚王震宇济南大学土木建筑学院济南250022 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

结构整体超强系数是结构整体抗震性能系数的重要组成部分。针对不同结构高度严格按照现行设计规范设计了6个高烈度区具有代表性的结构模型,并采用OpenSees分析平台建立有限元模型,同时通过与已有试验结果的对比验证了建模方法的客观准... 详细信息

结构整体超强系数是结构整体抗震性能系数的重要组成部分。针对不同结构高度严格按照现行设计规范设计了6个高烈度区具有代表性的结构模型,并采用OpenSees分析平台建立有限元模型,同时通过与已有试验结果的对比验证了建模方法的客观准确性。基于自适应POA和IDA得到了设计结构模型的整体超强系数及其变化规律,通过对比分析得出:填充墙对RC框架结构的整体超强系数影响显著,但随着结构高度的增加,填充墙对结构超强系数的影响逐渐减弱。按现行规范设计VIII度设防的结构模型中RC框架结构的超强系数最小值为1.2,考虑填充墙作用的RC框架填充墙结构的超强系数最小值为2.1。分析方法的选择对超强系数分析有重要影响,静力分析方法低估了结构的超强系数。

关键词： RC框架填充墙自适应PushOver 增量动力分析超强系数

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考虑模型不确定性的结构可靠度分析方法

哈尔滨工业大学学报 2011年第10期43卷 1-5页

作者：吕大刚宋鹏彦王光远哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

为了更充分地研究模型不确定性对结构可靠度的影响,本文将综合考虑物理不确定性和模型不确定性,以Bayes理论为数学工具,对结构的统计可靠度问题进行研究.首先对Bayes理论进行概括和总结,采用该理论对结构工程中的模型不确定性进行建模... 详细信息

为了更充分地研究模型不确定性对结构可靠度的影响,本文将综合考虑物理不确定性和模型不确定性,以Bayes理论为数学工具,对结构的统计可靠度问题进行研究.首先对Bayes理论进行概括和总结,采用该理论对结构工程中的模型不确定性进行建模和分析;然后研究考虑模型不确定性的结构可靠度分析方法,给出考虑模型不确定性的各种结构可靠性测度,并研究综合考虑主观不确定性与客观不确定性的整体式与分离式可靠度计算方法;最后通过2个算例,分析模型不确定性对结构可靠度的影响.

关键词：随机可靠度统计可靠度物理不确定性模型不确定性 Bayes统计学