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基于stm模型的框架—剪力墙结构抗震性能分析

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基于STM模型的框架—剪力墙结构抗震性能分析

作者：殷志强哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

大量的地震震害、结构模型试验和分析研究表明,剪力墙结构体系在强地震作用下能有效地吸收地震能量,具有较好的抵抗侧力的强度和刚度。试验和理论分析还表明,正确设计的钢筋混凝土剪力墙在地震中表现出较好的延性和以弯曲变形为主的特... 详细信息

大量的地震震害、结构模型试验和分析研究表明,剪力墙结构体系在强地震作用下能有效地吸收地震能量,具有较好的抵抗侧力的强度和刚度。试验和理论分析还表明,正确设计的钢筋混凝土剪力墙在地震中表现出较好的延性和以弯曲变形为主的特征。近20年来,为找到能描述剪力墙非线性动力滞变特征的力学模型,许多学者进行了大量的理论和试验研究,通过不懈的努力,已提出了许多简单、实用而又合理精度的比较符合剪力墙受力特性的分析模型。本文对分析剪力墙的stm(Strut-and-Tie Model)桁架模型进行简化,通过大型有限元计算软件ANSYS对剪力墙的简化模型实现模拟并进行剪力墙弹塑性地震反应分析。本文根据stm拉压杆模型的设计方法、杆件与节点的分类以及设计准则,引出基于stm拉压杆模型的简化模型以及杆件特征,给出了stm简化模型两侧链杆及腹板斜杆的截面面积计算公式。基于stm模型,对三层带边柱剪力墙进行静力分析,绘制了剪力墙顶点位移与基底剪力的关系曲线,并与文献所提供的试验曲线进行对比,两者符合较好,证明stm拉压杆简化模型用于剪力墙静力分析是可行的。以12层框架-剪力墙结构为研究对象,梁柱采用梁单元,楼板采用壳单元,剪力墙采用Beam189单元。给出了stm简化模型在ANSYS中的建模实现方法,同时进行了地震响应分析,并基于该研究对象,采用常规的三维有限元方法进行了地震作用下的结构响应计算,将两种模型进行了对比。通过计算,分别得到结构顶层位移曲线、加速度随时间变化曲线、位移随层变化曲线、加速度随层变化曲线以及层间变位角随层变化曲线,通过图形和列表对比出两种方法分析结果较接近;验证了stm拉压杆简化模型分析剪力墙结构是可靠的,对结构的抗震性能研究以及合理设计有参考价值。

关键词：地震反应 stm模型框架-剪力墙结构时程曲线

基于stm模型钢筋混凝土开洞深梁的设计及有限元分析

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基于STM模型钢筋混凝土开洞深梁的设计及有限元分析

作者：石跃兵西华大学

学位级别：硕士

深梁作为现代钢筋混凝土结构中的重要构件,以其独特的承载能力在建筑结构中得到广泛的应用。由于深梁跨高比较小不符合平截面假定,普通梁的正截面和斜截面承载力理论不再适用于深梁,国外如美国、欧洲和澳大利亚等,在混凝土结构设计规范... 详细信息

深梁作为现代钢筋混凝土结构中的重要构件,以其独特的承载能力在建筑结构中得到广泛的应用。由于深梁跨高比较小不符合平截面假定,普通梁的正截面和斜截面承载力理论不再适用于深梁,国外如美国、欧洲和澳大利亚等,在混凝土结构设计规范中均推荐使用stm(strut-and-tie Model)模型方法进行设计。国内混凝土结构设计规范在附录G中有专门的规定对深梁进行设计,但是该设计方法使用的是基于普通梁的分析方法,采用经验公式进行设计。按照国内规范设计的普通深梁(无开洞、受荷简单)其安全性能得到保障。对于钢筋混凝土开洞深梁这种复杂受力机理的构件,目前为止国内规范没有相关的条文可以参考使用,属于规范空白区。因此,需要探究一种科学合理的设计方法,对钢筋混凝土开洞深梁进行设计。目前对于钢筋混凝土深梁基于stm模型的设计进行的研究较多,但是对于钢筋混凝土开洞深梁的研究还很少,针对以上情况,本文主要做了如下工作:(1)详细对比分析了美国《混凝土结构设计规范》(ACI318-11)附录A中关于stm模型的设计方法,和我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)附录G中关于深梁的设计方法。(2)利用双向渐进结构优化法(BESO)对钢筋混凝土开洞深梁进行拓扑优化,通过对若干实例的分析,总结出利用BESO优化法建立钢筋混凝土开洞深梁stm模型的原则和方法,并给出深梁开洞位置、大小、等的限制与建议。(3)对一钢筋混凝土开洞简支深梁,在集中荷载作用下分别采用美国《混凝土结构设计规范》(ACI318-11)和我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)进行设计。总结出基于stm模型对钢筋混凝土开洞深梁进行设计的方法。(4)应用通用有限元软件ANSYS对两种计算方式计算的钢筋混凝土开洞深梁进行了分离式建模分析比较。数值建模分析验证了基于stm模型钢筋混凝土开洞深梁的设计方法的可行性和可靠性。

关键词：钢筋混凝土开洞深梁 stm模型 ACI318-11 GB50010-2010 BESO ANSYS

基于stm模型变截面节点配筋设计及试验研究

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基于STM模型变截面节点配筋设计及试验研究

作者：周震兰州理工大学

学位级别：硕士

在地震作用下,梁柱节点需要承受较大的剪力,是结构中容易受到损伤而发生较早破坏的部位。在隔震结构中一般将框架底柱以下至隔震支座以上的部分称为上支墩,由于隔震支座安装的要求,上支墩的截面面积通常比框架柱要大,当隔震上支墩的高... 详细信息

在地震作用下,梁柱节点需要承受较大的剪力,是结构中容易受到损伤而发生较早破坏的部位。在隔震结构中一般将框架底柱以下至隔震支座以上的部分称为上支墩,由于隔震支座安装的要求,上支墩的截面面积通常比框架柱要大,当隔震上支墩的高度较低时,其近似等同于变截面的梁柱节点,因此,在隔震结构中隔震上支墩与框架底柱连接的节点就多为变截面节点。现阶段,我国实际工程设计中通常按照偏心受压构件来考虑,但隔震上支墩截面尺寸较大且高度较低,其压应力在柱端荷载与梁端荷载共同作用下,在内部形成“斜压杆”传力机理,不应按偏心受压构件考虑。这样的变截面节点受力相对复杂,且构件内部应变不符合平截面假定,而我国一般按照偏心受压构件(截面内力法)进行设计。因此,对于这样的变截面梁柱节点设计既没有合理的计算模型,也没有明确的理论指导。针对此问题,本文主要研究内容及结论如下:(1)对变截面梁柱节点进行有限元仿真模拟,分析变截面节点在柱端轴压比、核心区配箍率、纵筋配筋率和构件混凝土强度等因素变化下节点的传力机理,发现节点柱端传递的压应力与梁端传递的压应力共同作用后,压应力会在节点内沿对角线方向向下柱传递,形成“斜压杆”;轴压比的增大会使“斜压杆”现象更加明显,而混凝土强度的增大则会使“斜压杆”现象减弱。(2)分析变截面节点在荷载作用下传力机理及应力迹线,结合stm模型理论,建立用于变截面节点设计的计算模型。根据模型计算结果,给出了三种不同的设计思路。第一种配筋设计思路“总和法”,该方法将模型内拉杆上的力都视为节点区内水平向钢筋应承担的力,对各杆件上的力叠加来进行配筋设计;第二种设计思路为“最大值法”,该方法按照节点区内最大轴力处的杆件内力来配置钢筋;第三种设计思路为“分部设计法”,该方法根据节点区拉压杆模型中各杆件位置处的轴力来布置钢筋。(3)对传统设计方式以及基于stm模型的三种设计方式,分别进行配筋并设计构件,对这四种构件进行拟静力加载试验,研究各构件的延性、刚度的退化情况、骨架曲线和耗能能力等抗震性能,试验研究发现,本文提出的“分部设计法”设计的构件耗能能力高,变形能力强,刚度退化较平缓,抗震性能优于其他构件。因此,本文提出的基于stm模型“分部设计法”更符合工程实际。

关键词：变截面节点 stm模型低周往复加载试验配筋设计

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对象空间踪迹的自动跟踪与管理

计算机工程 2006年第15期32卷 158-161页

作者：曾承曹加恒武汉大学计算机学院武汉430072

提出了一种在多个观察点对目标空间踪迹自动跟踪的方法(MOTT)。每条踪迹由若干个空间等距的节点连接构成,而节点信息从2个相似摄像头捕捉的视频流中提取。该文构造了一个三维方位模型(3DOM)来确定目标当前的位置,并预测了运动轨迹,构造... 详细信息

提出了一种在多个观察点对目标空间踪迹自动跟踪的方法(MOTT)。每条踪迹由若干个空间等距的节点连接构成,而节点信息从2个相似摄像头捕捉的视频流中提取。该文构造了一个三维方位模型(3DOM)来确定目标当前的位置,并预测了运动轨迹,构造了一个空间踪迹模型(stm),用来记录对象行为信息,识别对象行为特征,并通过代理对象分类管理这些踪迹。该方法可在视频防盗、航空视频监控等领域广泛应用。

关键词：空间踪迹 MOTT方法 3DOM模型 stm模型代理对象

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城市交通出行方式选择的随机弹性分析

交通运输系统工程与信息 2012年第2期12卷 132-136,161页

作者：张蕊杨静雷熙文北京建筑工程学院北京100044

影响城市交通出行方式选择的因素有很多,本文致力于分析具有随机特性的因素对出行方式选择的影响程度,即随机弹性.使用具有较好收敛性的集计交通战略stm模型作为分析出行方式选择的工具,并根据对道路实测数据的统计分析,验证了作为影响... 详细信息

影响城市交通出行方式选择的因素有很多,本文致力于分析具有随机特性的因素对出行方式选择的影响程度,即随机弹性.使用具有较好收敛性的集计交通战略stm模型作为分析出行方式选择的工具,并根据对道路实测数据的统计分析,验证了作为影响出行方式选择的重要因素——小汽车出行速度为随机变量并服从k阶爱尔朗分布.根据经济学的随机弹性理论,推导出小汽车出行速度对出行方式选择的随机弹性计算模型,利用北京市的实际数据验证了模型的有效性.并得出结论:交通政策指标(影响因素)的可靠度越高,政策目标对政策指标的弹性值越稳定、集中,即政策目标达到的可靠度越高,随机弹性分析模型可作为一种交通政策量化分析的工具.

关键词：城市交通随机弹性 stm模型出行方式选择随机分布

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外包U型钢—混凝土组合深梁试验研究

外包U型钢—混凝土组合深梁试验研究

作者：杨延岐长春工程学院

学位级别：硕士

随着我国经济的不断发展,对建筑行业提出了更高的要求,在不损失建筑功能的前提下,要求节约材料,减少投资。由于组合结构是发挥各种材料特征和潜能的最佳结构形式,采用组合结构是节约材料、节省投资的有效途径,因此组合结构被广泛应用在... 详细信息

随着我国经济的不断发展,对建筑行业提出了更高的要求,在不损失建筑功能的前提下,要求节约材料,减少投资。由于组合结构是发挥各种材料特征和潜能的最佳结构形式,采用组合结构是节约材料、节省投资的有效途径,因此组合结构被广泛应用在各个工程领域。并且随着建筑功能的多样化,结构体系的梁构件截面尺寸逐渐增大,深梁越来越多的出现在结构体系中。外包U型钢—混凝土组合深梁作为一种新型的组合结构,有着刚度大、承载力高、施工方便等众多优点,因此有着广泛的应用前景。本文对外包U型钢—混凝土组合深梁进行了试验研究,研究的主要内容有:（1）外包U型钢—混凝土组合深梁的破坏模式与破坏机理;（2）外包U型钢对混凝土的约束作用;（3）利用ABAQUS对组合深梁进行非线性有限元分析,根据试验结果修正分析模型,然后利用该模型对试验参数进行发散。得出影响外包U型钢—混凝土组合深梁抗剪承载力的因素;（4）利用stm模型得出外包U型钢—混凝土组合深梁抗剪极限承载力计算公式。通过对3个外包U型钢—混凝土组合深梁试件的试验研究和有限元分析,得到如下结论:（1）得到外包U型钢—混凝土组合深梁的破坏模式和受力机理;（2）得出外包U型钢—混凝土组合深梁中核心混凝土受到U型钢梁约束后承载力提高的程度;（3）得出影响外包U型钢—混凝土组合深梁抗剪承载力的因素;（4）推导出外包U型钢—混凝土组合深梁的抗剪承载力计算公式。

关键词：组合结构深梁 stm模型抗剪承载力

我国广义货币供应量M2的结构时间模型实证分析及预测

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金融发展评论 2016年第8期 104-113页

作者：郇志坚赵龙中国人民银行乌鲁木齐中心支行中国人民银行哈密地区中心支行

我国的M2是传统的货币政策调控中介目标,也是用来综合反映经济系统中现实和潜在购买力的重要经济指标。本文使用stm模型将M2这一可观测时间序列分解为趋势、周期、季节、不规则成分等不可观测的成分,通过对其构成成分的分析和对其变化... 详细信息

我国的M2是传统的货币政策调控中介目标,也是用来综合反映经济系统中现实和潜在购买力的重要经济指标。本文使用stm模型将M2这一可观测时间序列分解为趋势、周期、季节、不规则成分等不可观测的成分,通过对其构成成分的分析和对其变化的预测了解经济的动态特性。通过实证分析,发现stm预测性能总体上高于ARIMA模型,stm模型借助状态空间的表达形式,通用性更强,能够更加灵活的表达真实的经济系统。

关键词： stm模型 M2 可观测时间序列不可观测的成分经济动态特性

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深承台板的载荷传递机制(英文)

华中科技大学学报（城市科学版） 2006年第Z1期23卷 54-57,63页

作者：沙马司王元汉郭宏磊华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074

采用stm模型,进行了双向剪切破坏的深四桩承台板的静力分析.分析中使用ANSYS软件和试验得到的数据,简要的参数分析以进一步理解分析过程.结果清楚地显示,深承台板的载荷传递机制与相应的双向剪切破坏模式.对于分析得到的结果进行了图形... 详细信息

采用stm模型,进行了双向剪切破坏的深四桩承台板的静力分析.分析中使用ANSYS软件和试验得到的数据,简要的参数分析以进一步理解分析过程.结果清楚地显示,深承台板的载荷传递机制与相应的双向剪切破坏模式.对于分析得到的结果进行了图形表示和解释,同时,对于分析中的某些限制及假定进行了说明.最后,提出了进一步研究的意见和建议.

关键词：承台板应力分布 ANSYS stm模型