基于弹塑性理论分析高层建筑结构的抗震性能研究

摘要

随着中国经济的高速发展和工程技术的不断革新,近些年来城市中涌现出大量的高层及超高层建筑,这些建筑物在结构体系日趋多样化,建筑平面布置及竖向体型也越来越复杂,从而对建模、分析及设计等技术发展提出了更高的要求,特别是近些来地震灾害给城市造成了的巨大人员伤亡和经济损失,地震灾害的高度不可预见性,使得国内外地震界学者和工程技术人员,对传统的抗震设计理论和抗震设计方法进行了不断反思,如何进行在罕遇地震作用下的弹塑性分析,满足超限结构的审查要求,达到建筑抗震性能设计的目标,越来越成为设计中所必须面对的难题。
　　正是基于此难题下,本文在总结已有研究成果的基础上,对于超限高层通过工程实例,着重的进行结构抗震性能分析及研究,内容如下:
　　1、简要的介绍了在抗震设计中的一些常用方法,概述了基于抗震性能设计的理论,以及国内外对于静力弹塑性Pushover分析方法的发展情况和研究现状。根据实际工程概况,使用有限元设计软件,对多塔超限高层结构进行了模型的建立和计算分析。从整体结构层面上定义了结构超限情况,确立了结构抗震性能分析的必要性。
　　2、对超限塔楼进行针对性分析,并使用两种有限元设计程序,对结构模型进行详细的模态分析、结构动力时程分析及地震反应谱法分析。通过对比检验两种软件分析结果的可靠性,分析了结构的自振周期、地震力、剪重比、最大层间位移角等计算结果是否满足规范要求,评价了塔楼在多遇地震作用下,即小震作用下的安全性,判断出结构的整体协调性是否良好。
　　3、概述了静力弹塑性Pushover分析的基本原理。并对超限塔楼进行罕遇地震作用下的Pushover分析研究,求出了结构的能力曲线和6度罕遇地震下需求曲线,找出了性能控制点。根据在罕遇地震作用下,结构梁、柱和剪力墙出现的塑性铰情况,评价出结构是否能够经受6度罕遇地震的考验,从而对结构的整体抗震性能进行评估。
　　4、文章最后结合我国的现行抗震设计规范,从结构概念设计和工程应用等方面着手,得出有关静力弹塑性Pushover分析方法的主要结论,提出了Pushover分析方法的展望,为今后的完善提出了一些建议和研究方向,为该方法在工程实践中的应用提供了依据。
　　本文在目前研究成果的基础上,通过对实际工程的全面分析,得到了较为满意的结果,对今后的抗震性能设计工作起到了积极的指导作用。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1引言

1.2结构抗震理论的发展

1.3基于性能的抗震设计理论

1.4论文课题的背景及内容

第2章 工程实例介绍与初步分析

2.1工程实例介绍

2.2设计标准及参数

2.3结构体系及超限情况

2.4抗震设计性能目标

2.5针对性设计措施

2.6本章小结

第3章 动力特性分析与反应谱分析

3.1有限元模型的建立

3.2结构动力特性分析

3.3地震反应谱分析

3.4本章小结

第4章 结构弹性时程反应分析

4.1弹性时程分析理论

4.2地震波的选用

4.3结构弹性时程分析

4.4本章小结

第5章 弹塑性静力推覆（Pushover）分析

5.1引言

5.2弹塑性静力推覆（Pushover）分析方法的基本概念

5.3弹塑性静力推覆（Pushover）分析

5.4静力弹塑性分析结论

第6章 结 论

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况