钢筋混凝土框架结构地震反应分析

摘要

在地震发生时，建筑物发生破坏，甚至倒塌是造成重大人员伤亡和财产损失的主要原因。在实际地震过程中，框架结构多出现侧向位移过大，节点核心区混凝土开裂、钢筋屈服的破坏形式，最终框架结构呈现出“强梁弱柱”式破坏。为了加强框架结构抗震性能，《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对框架结构抗震设计提出了“强柱弱梁、强节点弱构件”的设计要求。但根据多次震害调查发现，目前框架结构设计并未真正完全达到“强柱弱梁”的设计要求，框架结构破坏时仍出现较为薄弱的节点区及与之相连的柱端破坏。因此，如何增强框架结构抗震能力，提升框架结构的整体抗震性能与稳定性，减少未来地震中的人员伤亡和财产损失，是目前亟待解决的问题。
　　本文所做的具体工作如下:
　　1.使用ABAQUS有限元软件对一座两跨三层的框架结构进行建模，并输入EL-Centro地震波，Accel人工波，Taft地震波，汶川地震波，Tar-Tarzana波进行结构地震动反应计算;根据计算结果，考察结构在中震、大震以及强震作用下框架结构的抗震能力及抗震性能。
　　2.利用ABAQUS软件建立三种不同模型，分别考察混凝土现浇楼板、增加柱的配箍率和箍筋强度、设置不同梁柱线刚度比三种情况下框架结构的抗震能力与抗震性能，分析结构的加速度、层间位移反应及结构破坏形式在不同波形、地震动情况下的区别，以此找出影响框架结构破坏的关键因素，进而对框架结构抗震设计提出建议。
　　3.通过试验实例进一步考察框架结构在强震作用下抗震能力与抗震性能，选取试验中框架结构的一个子单元进行对比分析，证明试验所得结果与有限元模拟分析所得结果具有较高的一致性，说明有限元软件所得结论较为准确，适用于结构动力分析。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 框架结构抗震性能研究现状

1．2．1 结构抗震设计发展

1．2．2 国外研究现状

1．2．3 国内研究现状

1．3 本文研究目的与主要研究内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

2 钢筋混凝土框架结构抗震性能有限元分析

2．1 ABAQUS有限元软件概述

2．1．1 有限元分析简介

2．1．2 ABAQUS软件简介

2．1．3 ABAQUS分析步骤

2．2 结构有限元模型建立

2．2．1 混凝土本构关系

2．2．2 钢筋本构关系

2．2．3 结构模型建立

2．3 框架结构抗震性能分析

2．3．1 结构加速度响应

2．3．2 结构位移响应

2．3．3 结构破坏形态分析

2．4 本章小结

3 影响框架结构抗震性能因素的有限元分析

3．1 影响框架结构抗震性能的主要因素分析

3．2 楼板对框架结构抗震性能的影响

3．2．1 结构加速度响应

3．2．2 结构位移响应

3．2．3 “纯框架”结构损伤分析

3．3 配箍率和箍筋强度对框架结构抗震性能的影响

3．3．1 结构加速度响应

3．3．2 结构位移响应

3．3．3 改变配箍率与箍筋强度后结构的损伤分析

3．4 梁柱线刚度比对节点抗震性能的影响

3．4．1 结构加速度响应

3．4．2 结构位移响应

3．4．3 改变梁柱线刚度比后结构的损伤分析

3．5 本章小结

4 框架结构振动台试验实例对比分析

4．1 试验概况

4．1．1 原型结构概况

4．1．2 模型结构设计

4．1．3 模型材料与模型制作

4．2 试验方案

4．2．1 传感器和测点布置

4．2．2 试验过程

4．3 振动台试验结果

4．3．1 模型加速度响应试验结果

4．3．2 模型位移响应试验结果

4．3．3 模型损伤情况

4．4 模拟与试验实例比较分析

4．5 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

声明