沈阳市嘉禾宾馆设计-英文翻译

完整CAD，三维模型设计图纸请联系本人，参见豆丁备注。/lzj781219英文翻译InelasticCyclicModelforSteelBraces李和根01021022土木工程01-8班钢支柱的非弹性循环模型JunJin1andSherifEl-Tawil,P.E.,M.ASCE2摘要：一种能够精确模拟钢支撑非弹性循环反复运动的梁—柱构件已经出现。在压力—合成领域，一种采用以前的Euler运算法则的约束表面可塑性模型用来演示横截面塑性的变化轨迹。由于局部带扣而引起的横截面刚度的衰退可以通过一种损伤模型来计算。提出的计算公式已经应用于一个大的变形分析程序上面，通过观察模拟地震条件下各种不同的构件在承受反复循环荷载和冲击时的非弹性工作性能显示其能够预算变形并有足够的精确度。DOI:10.1061/~ASCE!0733-9399~2003!129:5~548!CE数据库受以下因素的影响：扣件，扣件的位置，边界曲面，可塑性。绪论有支撑的钢—框架结构在地震高发区域很流行。钢支撑提高了结构体系的侧向刚度和强度，在地震期间通过非弹性变形的方式帮助分散地震能量。钢支撑能够被设计成仅仅抵抗张力或者同时抵抗轴向的张力和压力。仅抵抗张力的钢支撑是体形很薄建筑的结构构件，这些构件的带扣早已经在承受压力的作用，所以在设计时可以不考虑这些张拉支撑的抗压能力。在强地震期间，仅有张拉支撑的建筑表现不尽如人意。并且在经常遭受强地震的地区这种结构不是很流行尤其是在（Bruneauetal.1998!.）。实验表明在总体上，张—压支撑体系在强地震期间的表现更为出色，但是这种支撑在严重反复荷载的作用下，它的性能状况是很复杂的并且还没有被完全的研究透彻。这些支撑构件的非弹性循环反复工作性能比较复杂，它受以下的物理现象影响：张拉屈服，受压状态下的扣件，扣件处承受压荷载的能力的衰退，反复荷载作用下的轴向刚度的衰退，在塑性铰接接区的低循环疲劳破坏，Bauschinger效应。这些因素使得这种分析模型的表达试的有效率变得复杂，这种有效分析模型能够精确模拟钢支撑的非弹性工作状态，然而，实用且可靠的分析工具对于现行的说明性抗震规范到实际应用基本设计规范是很重要的，这种设计规范要求精确地预计到结构倒塌的非弹性极限。这篇文章中对于梁—柱构件给出的公式能够模拟管状钢支撑的非弹性循环反复工作状态。这个模型应用在计算机分析程序当中，通过与分析计算做比较，从而检验单个钢支撑及三向支撑实验数据。无弹性的支柱带扣模型根据要模拟梁柱非线性工作的具体要求，非弹性结构模型可以被分门别类，分为大模型或小模型。模型中所要强调的是与无明显屈服点应变所对应的无明显屈服点应力（列如：与弯曲现象对应的弯矩）或者恰恰相反，在以面后的章出项的有有明显屈服点应变所对应的应力。因此，大模型比起小模型来具有更高的计算精确度，构成了绝大多数两维和三维空间结构大规模分析的基础。典型的大模型或者是集中式或者是分散式。集中式的原理是所有非弹性都聚集在杆件的端上，在一个近似有效的方式中，以此来计算非弹性材料的工作性能。另一方面，分布式模型比集中式塑性模型更为合理，因为它考虑到了沿长度方向上的所有截面而不是仅仅考虑到杆件的两端。然而，也正因如此，这种模型的计算花费也比集中式模型的更多。根据Ikeda和Mahin的研究，已用于模拟钢支撑非弹性工作性能状态的结构构件模型能够被有选择性的分为有限构件模型，现象模型和物理理论模型。但是，现象模型和物理理论模型有归属于大模型类别。由于其自身的功能特性，支撑杆件有限构件模型是最为严格和合理模型。但是有限构件模型应用成本高。现象模型是基于简化的hysteretic规则，这个规则仅仅模拟相应支撑杆件中对应于轴向位移的可观察到的轴向应力。这些模型都拥有局部自由度，采用磁滞周期来表示荷载—位移，这种方法又采用大量的直线段来表示。现象模型的使用要求为每个要分析的杆件输入的经验参数具有一定的规范性。输入的经验数据来源于实验或者是更为精确的分析模型的结果。尽管决定要输入什么样的数据有困难，现象模型已经被广泛的应用于非线性地震分析。例如：1973年的Nilforoushan地震，1977年的Singh地震，1978年的Jain地震，1980年的Maison和Popov地震，1984的Ikeda地震和1989Fukuta地震。物理理论模型比现象模型更为基础，其表达式建立在能影响非弹性支撑工作性能状态的物理性质的基础上。例如：物理理论模型考虑到了挠度和轴向间相互作用的结果并且是大变形分析公式的一部分。跟现象模型不一样的是，给物理理论模型输入的参数是以材料的性质为基础的，比如：钢材的屈服强度，弹性模量，几何性质上的截面面积和惯量等等。支撑杆件的物理理论模型最简单最普遍的应用是在集中式大模型当中，比较特别的是，这样的模型是由在跨中铰接而成的弹性元件组成。使用边界条件是栓接，在杆件固接条件下，取有效长度部分作为栓接考虑。这种模型的例子可以在以下的文献中找到：Nilforoushan（1973），Nonaka（1973,1977），GugerliandGoel（1982），Shibata（1982），RemennikovandWalpole（1997b）。在已出版的物理理论模型当中，绝大多数都有大的限制，最为重要的是：（1）假设集中非弹性状态是发生在塑性铰接区域，并没有明确地考虑到沿构件长度方向塑性展开。（2）从塑性到塑性的过度迅速没有考虑到Bauschinger效应（3）循环反复作用下，轴向刚度的降低没有被模拟到。（4）边界条件是栓——栓接的。精确的物理理论模型试图解决一个或更多的这样的限制。例如：1984年的IkedaandMahin模型，1997年的RemennikovandWalpole模型都考虑到了Bauschinger效应和循环反复荷载作用下支撑轴向刚度的降低。这篇文章描述了被用来演示非弹性支撑扣的梁——柱模型。提出的模型解决了前面的所有限制。也就是说它考虑到了沿长度方向和截面方向塑性的逐渐展开，模拟了循环反复荷载作用下轴向刚度的降低，在边界条件上也没有限制。这个模型属于分布试大模型，利用到了约束表面的塑性模型（约束表面塑性模型应用在截面水平上表现应力合成和无明显屈服点的截面应变之间的联系，也就是和重心的轴向应变和弯曲之间的联系。提出的这个模型是对其他先前已经被El-TawilandDeierlein（2001a,b）发明的模型的一种延伸，并且被公式化。这个公式也考虑到了由模拟钢支撑杆件非弹性工作状态带来的挑战。通过分析数据和1979年Popov的实验结果；1980年Black的实验结果；1980年Ghanaat的实验结果之间的比较校验已发明的模型应力——合成塑性梁柱的应力——合成塑性模型涉及到对用以模拟在轴向力和弯矩共同作用下非弹性状态的古典应力——空间塑性规则的适应。对于集中铰接模型，杆件力跟杆件的端变形有关（轴向缩短和旋转），然而，对于分布试模型，如例1所示，截面力跟无明显屈服点的截面应变有关（重心轴向应变和弯曲）。增加的截面力dF和无明显屈服点的应变dE被定义为：dF=<dPdMzdMy>T（1）dE=<d∈dΦzdΦy>T（2）Fig.1.Stressresultantsandcorrespondinggeneralizedstrains其中：P=轴向荷载；Mz和My分别等于最大，最小弯矩;ε=轴向重心截面应变；Фz和Фy分别是最大最小轴向弯曲率。增加的应变能进一步被分成弹性和塑性分量：de=dee+dep约束表面模型运动学塑性公式的运动学受约束表面模型的支配。塑性模型的受荷平面和约束表面如例2所示（二维空间平面）。模型由两个嵌套表面组成，在由内表面或者受荷表面包围的一个区域里，我们假设横截面是弹性的。两个表面相交的部分对应于横截面的部分屈服，约束表面代表完全的塑性。这两个表面的运动受一个运动学的硬性规则所支配，在规则中规定这两表面可以被调动但不能被改变形状和旋转。出于计算方便的目的，我们假设受荷表面是约束表面的鳞片化版本，这样就能确保受荷表面的位置在约束表面之内且没有与约束表面交迭。例2图中点A表明：当受荷表面里的合成应力达到适当值时，横截面里就开始出现最初的屈服。在塑性受荷的起始值一定，且连续受荷情况下，约束表面上的一个变化点决定受荷表面沿连接A和的连线U调整。约束表面的调整方向跟受荷表面一样，但是速度慢一些。如例2所示，在约束表面上的这个变化的点是决定了的，这样才能使受荷和约束表面上的A和点处的法线相互平行。受荷表面的运动方向跟Mroz’s运动学上硬性规则所指方向一致（Mroz1967）。为加强连续性条件，表面运动的量级是一定的，这样可以维持加强点与受荷表面之间的联系。一旦受荷表面与约束表面接触，Mroz’s规则就不再适用，因为此面运动发生在表面倾斜方向上，也就是说平行于例2中的g。两表面接触后持续荷载就必然使用以往的Euler方案，这将在本章后面讨论。时U是不明确的，并且，这样的话，表面运动是假定由Prager规则支配的（Prager1956），此时，表Fig.2.BoundingsurfacemodelforsteelmembersJOURNALOFENGINEERINGMECHANICS©ASCE/MAY2003/549有明显屈服的应力——应变关系使用受力和约束表面时，后面的公式给出了相对于主要弯矩和轴向力的塑性横截面刚度系数并如例3所示：（4）Fig.3.Forceversusgeneralizedplasticstrainrelationship其中：弹性截面刚度系数；=每个主要方向i的模型系数。对于例3，参数控制了残余硬性刚度，同理参数控制了横截面屈服开始后柔化率。表示最接近约束表面的力点。当d=时，截面是弹性的并且塑性刚度摸量设为无穷大。当d=0时，力点在约束表面上，表明塑性刚度的软化率等于。在两极限之间（d=，0），塑性刚度是d的函数。Table1.PlasticityCalibrationParametersDirectionζk2ζkAxial0,0056,01,00,11,0Major0,0050,71,22,03,0BendingMinor0,0050,70,852,03,0Bending反之，在应力—基本塑性变形中，距离d一般被当作是受荷表面和约束表面上力和变化点之间的距离。这对于应力合成塑性是很不相称的，此时，轴向应力和弯矩的容许值在大小上有显著的不同。在弯矩与轴向荷载相对应时，容许值在单位上还是不一样的。采用的这种方法分别求出三个主要方向上的塑性刚度模量，求出的值用来区分三个方向上的不同距离在每个主要方向上，是新的塑性荷载进程开始处的距离。不管什么原因，d超过时，取值d。这在卸载时或是当方向发生大的改变以至一个新的塑性进程开始时都会发生。当三个方向的任何一个d值超过时，每个方向上的初值都将被重新设定。卸载—加载循环的幅度过大也能引起问题，我们采用SfakianakisandFardis（1991）研究的出来的方法来处理。研究中使用的塑性参数用光纤截面模型来校准。把使用精确的（4）时与有明显屈服应变所对应的应力与截面为w350*147的完全弹性的可塑性钢试件的光纤分析数据做比较以达到校准的目的。该方法的详细内容读者可以查阅资料E1-Tawil和Deierlein(2001b)。选择这种特殊截面用以代替典型中等重度包金箔的w型钢。使用（4）的实验表明相应的横截面与所选的校准参数的大小之间没有关联，并且实验在一定的截面重量和类型包括管状杆件范围内进行顺利。校准参数列在表1中。塑性流公式的一项功能就是以应力合成结果F（一个描述在应力合成空间表面位置的补偿向量）描述受荷表面和变硬参数K。提出的公式中，这个表面表示横截面的初始屈服。当塑性能量的增量是正时，塑性加载发生。1959年，Drucker把强化塑性材料的工作定义为一项在荷载增量为正时完成的工作，并且在加载-卸载循环中完成的这项工作是非负的，渐渐地，这个定义就作为Drucker假定为大家所知。虽然最初是为研究应力-应变性质发明的，但可以延伸应用到横截面应力合成分析研究。这个假定产生了两个对强化横截面工作很重要的结果，在Druckerde判断中，在正常条件下，对于受荷表面的突出部分来说，强化横截面的工做是稳定的。正常条件意味着受荷表面（屈服表面）的塑性变形是正常的，这一点对于非弹性刚度矩阵的引出及为塑性受荷和塑性卸荷的检验提供一种简便方法是至关重要的。如果执行正常假定的话，在屈服表面上的受力点，增加的塑性应变矢量就必须跟常量g成正比。dep=dlg（5）对于受荷横截面来说，这里的dλ=塑性变形参数，g=常量，下面给出的公式：1998年，E1-Tawil和Deierlein通过一系列的的分析首先研究了应力合成塑性假设的精确度，在这些分析当中，塑性流的方向用假定的受荷表面表示，正常条件被比喻成塑性流，这就决定了使用不受假定影响的光纤截面分析法分析。他们指出：虽然根据Mrozde的研究，对于部分塑性化，正常态规则和表面移动是相当精确的，但是两轴对称截面容易受两轴向弯曲的影响，对于受单轴弯曲和轴向荷载的影响的部分塑性化截面，正常态规则和表面移动的相关性对部分塑性化截面是不利的。同时，他们还指出在约束表面上，在受力点接近全塑性化条件的过程中，数据上的流角跟理论上的流角之间有一致性。研究到最后，E1-Tawil和Deierlein于1998年提出两点建议（1）在轴向应变和弯曲应变之间严格执行相关流规则时应当避开部分塑性化截面，尤其是当受荷表面是完全塑性约束表面下开鱼鳞状并且跟本章中假设的真正初始表面不匹配时更要避开。（2）当截面是完全塑性化时，正常态条件应当确定。这些建议表明在截面是部分塑性化时，典型塑性规则不再适用，而是在钢宽翼缘承受小弯矩时，提高计算结果。因此此规则在基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单