带有单侧局部裙楼的不规则框剪结构的抗震性能研究

摘要

随着我国经济建设的繁荣发展，高层建筑结构不断涌现，为了满足一些建筑特殊的功能要求，常出现一些体型复杂、平立面不规则的结构形式。这类结构的受力情况比较复杂，在结构设计时难以预见其薄弱环节和破坏形态，因此，研究此类结构在地震作用下的抗震性能有着重要意义。本文以山东省交通医院医疗综合楼结构为研究对象，该结构带有单侧局部裙楼，属于扭转不规则和立面收进竖向不规则结构。主要内容如下:
　　(1)通过有限元软件PMCAD建立结构模型，利用SATWE软件对其进行多遇地震下的振型分解反应谱法分析和弹性时程分析，分析在小震作用下结构的内力和变形。山东省交通医院医疗综合楼结构在多遇地震下处于弹性状态，抗震设计满足弹性阶段的抗震设防要求，符合抗震设计的小震弹性目标。
　　(2)利用EPDA/PUSH软件对该结构进行罕遇地震下的静力和动力弹塑性分析。在罕遇地震下，塑性铰出现的顺序和位置满足设计预期，最大层间位移角满足规范要求，能够达到预期的抗震目标，结构部分构件破坏严重，但整体并未倒塌。通过两种弹塑性分析方法的对比发现，静力弹塑性分析判断的薄弱层位置偏下，而动力弹塑性分析对地震过程中各个时刻都进行了位移和内力的计算，能够更加准确地模拟结构在地震发生时的情况。
　　(3)静力弹塑性分析时，采用三种不同的侧向加载方式进行推覆分析，对本文结构，三种加载形式的计算结果相差不大，但与动力弹塑性分析相比，仍有明显差异。
　　(4)除对结构的X向、Y向进行弹塑性分析以外，还通过对荷载方向与X轴呈45度夹角的情况来进行补充验算，分析结构在罕遇地震下的破坏情况。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 国内外高层建筑的发展

1．2 选题背景及意义

1．2．1 选题背景

1．2．2 选题意义

1．3 规范对不规则结构的有关规定

1．3．1 平面不规则的主要类型

1．3．2 竖向不规则的主要类型

1．4 国内外研究现状

1．4．1 高层框架剪力墙结构的研究现状

1．4．2 平立面不规则结构的研究现状

1．4．3 弹塑性分析方法的研究现状

1．5 本论文的主要内容

2 常见的抗震分析方法概述

2．1 目前框剪结构抗震分析的基本方法

2．2 静力分析方法

2．3 反应谱分析法

2．3．1 抗震设计反应谱

2．3．2 振型分解反应谱法

2．4 弹性时程分析法

2．4．1 线加速度法建筑抗震设计

2．4．2 振型叠加时程分析法

2．5 静力弹塑性分析(Pushover)法

2．5．1 基本假定

2．5．2 结构构件单元介绍

2．5．3 Pushover分析的一般步骤

2．5．4 水平加载模式

2．5．5 侧向力分布形式的选择

2．5．6 Pushover法的适用范围

2．6 动力弹塑性时程分析法

2．6．1 结构动力方程

2．6．2 恢复力模型的拐点处理

2．6．3 动力弹塑性分析法按照实现方式的分类

2．7 本章小结

3 本文研究的工程对象

3．1 工程概况

3．2 本文结构的不规则判定

3．3 计算程序及模型简介

3．4 本章小结

4 多遇地震下的小震弹性分析

4．1 振型分解反应谱法分析

4．1．1 计算假定和相关参数设置

4．1．2 主要计算结果

4．1．3 计算结果汇总

4．2 多遇地震下的弹性时程分析

4．2．1 地震波的选取

4．2．2 时程分析的结果

4．2．3 弹性时程分析的结果汇总

4．3 本章小结

5 罕遇地震下的静力与动力弹塑性分析

5．1 山东交通医院医疗综合楼的静力弹塑性分析

5．1．1 静力弹塑性分析的结果

5．1．2 结构静力弹塑性分析结果汇总

5．1．3 不同水平荷载加载形式的对比分析

5．1．4 Pushover分析方法存在的一些问题

5．2 山东交通医院医疗综合楼的动力弹塑性分析

5．2．1 软件介绍

5．2．2 参数的设置

5．2．3 地震波的选取

5．2．4 两方案的部分计算结果(X向)

5．2．5 塑性铰模型与纤维束模型的选用分析

5．2．6 动力弹塑性分析结果

5．2．7 位移时程曲线

5．2．8 结构的塑性分布状态

5．3 动力弹塑性时程分析与静力弹塑性分析的对比研究

5．3．1 主要控制指标的数据

5．3．2 对比分析与结论

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献