摘要：爆炸冲击荷载作用下结构构件的反应分析方法常用的是等效单自由度模型,在现有的有关资料中,等效单自由度模型主要用于钢筋混凝土构件和钢构件。等效单自由度模型的关键是确定等效弹性位移、破坏位移和屈服强度。以通用有限元分析软件LS-DYNA为基础,研究了钢骨混凝土(SRC)柱在爆炸冲击荷载作用下的反应特征,确定出了等效单自由度模型的等效弹性位移和破坏位移;以常规SRC柱设计理论为基础,提出了等效单自由度模型的等效屈服强度计算公式。最后用所建立的等效单自由度模型和LS-DYNA软件分别对8根SRC柱共48种爆炸冲击荷载工况进行对比分析,验证了所提出的等效单自由度模型。

摘要：在基于位移的高桩码头抗震设计方法中,准确合理地确定码头地震位移需求是关键。在位移需求分析方法中,非线性时程分析方法可以很好地考虑地震动的不确定性,但由于复杂的桩-土相互作用,使得直接对码头结构进行时程分析的计算量较大。为简便确定码头地震位移需求,提出了一种可用于码头非线性时程分析的等效单自由度模型。该模型可以很好地模拟码头的承载力和刚度退化以及土体耗能,并可通过对码头结构进行往复加载分析来确定模型的恢复力特性。为验证所提出的等效单自由度模型的合理性和准确性,以两个高桩码头为例,选取60条地震波,分别对码头及其等效单自由度模型进行非线性时程分析,结果表明二者的最大位移相关性很好,位移比的均值接近于1,且变异性很小。

摘要：为评估单自由度(SDOF)模型在结构抗爆设计中的适用性,分别采用SDOF模型和通用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对简支钢柱承受爆炸荷载时的动力响应进行模拟;对比二者计算结果,并以有限元模拟为准,分析SDOF模型的适用范围。研究表明:可按照自由振动阶段SDOF模型位移结果的振幅大小,将其位移响应划分为有限变形阶段、临界阶段、失稳破坏阶段,有限变形阶段SDOF模型与有限元结果基本一致;截面高宽比、翼缘宽厚比对钢柱动力破坏形式有重要影响,高宽比越大、翼缘的宽厚比越小,越容易发生平面外弯扭失稳;在SDOF模型中通过假定塑性铰分布长度计算塑性阶段应变及应变率,采用随时间变化的应变率计算Cowper-Symonds本构关系中的应力放大系数是可行的。

摘要：消能摇摆钢框架结构(SRF)通过摇摆钢桁架抑制各楼层发生不均匀地震变形,通过位于转动底脚的阻尼器消耗地震输入能量,抗震性能良好.推导消能摇摆钢框架结构的弹性计算方法,提出SRF等效单自由度(SDOF)分析模型,基于等效线性化原理给出SRF非线性地震反应的计算方法.采用ATC-63推荐的地震动记录集进行结构弹塑性地震反应分析,得到SRF在3类地震动激励下的延性需求谱.研究表明,由弹性计算方法可以得到SRF在水平作用下的力学反应,等效单自由度分析模型能准确描述整体结构的受力机理和非线性地震反应,依此推导所得的SRF地震反应计算方法可用于预估实际结构的地震反应.相比于普通钢框架结构,SRF屈服后刚度比的取值范围更大,计算所得的延性需求谱与之匹配,可作为设计参考.

摘要：基于统一强度理论,推导了钢管混凝土柱的塑性极限弯矩和均布荷载作用下简支梁的极限位移。考虑爆炸反应过程中钢管混凝土柱质量和刚度改变产生的非线性影响,采用等效单自由度模型和逐步积分法,分析了爆炸荷载作用下钢管混凝土柱的动态响应。将理论计算结果与相关文献计算结果进行对比,验证了理论计算方法的正确性。研究结果表明：随着套箍系数的增大,塑性极限弯矩及极限位移增大;随着侧压系数的增大,塑性极限弯矩增大;考虑钢管对受压区混凝土抗压强度的提高比不考虑时塑性极限弯矩提高了12%-19%;提出的计算方法满足钢管混凝土柱抗爆分析的精度要求,可为钢管混凝土柱的抗爆设计和防护提供参考。