钢筋混凝土框架结构地震失效模式搜索与改善

摘要

本文在钢筋混凝土结构非线性分析和基于可靠度理论的结构失效模式研究的基础上，结合结构地震反应分析方法，以一榀十层三跨的钢筋混凝土平面框架结构为例，对钢筋混凝土框架结构地震失效模式进行了搜索与改善。针对钢筋混凝土结构的非线性静力弹塑性和非线性动力分析，基于钢筋和混凝土材料的本构关系和有限元分析的纤维模型，采用地震工程模拟的开放体系OpenSees作为本文的分析平台，给出了程序分析的流程图，并采用Matlab语言编制了相应的结构地震失效模式搜索程序。根据已得的失效模式提出了一些改善结构地震失效模式的措施。
　　本研究首先在地震工程模拟平台OpenSees上建立了一榀十层三跨的钢筋混凝土框架纤维模型，根据是否考虑现浇楼板效应，分为两种工况，分别进行静力弹塑性分析。然后运用Matlab将Pushover对比结果做后处理，分析了现浇楼板对结构地震失效模式的影响。分析结果表明：现浇楼板的存在增大柱的转动、减小梁的转动，削弱了设计时所期望的“强柱弱梁”效果，改变了梁柱达到屈服状态与极限状态的先后顺序。因此在分析模型中考虑现浇楼板效应是十分有必要的。其次对已建立考虑现浇楼板效应的OpenSees钢筋混凝土框架结构模型进行了Pushover分析，利用OpenSees程序的Recorder模块对相应的纤维进行了应力应变监测。根据结构失效准则，用Matlab语言编制OpenSees分析结果后处理程序，搜索出结构地震失效模式。根据已得的失效模式，通过加强部分构件等工程措施来改善结构地震失效模式。同样针对合理选择地震波重要性，提出了地震波选用与调整方案，对建立好的OpenSees模型进行IDA分析。利用与Pushover分析相同的方法来搜索和改善结构地震失效模式。通过本文的深入研究，能为有效地揭示建筑结构地震弹塑性发展和破坏倒塌规律，最终为建立结构整体抗震能力分析理论做铺垫。

目录

钢筋混凝土框架结构地震失效模式搜索与改善

SEARCH AND IMPROVEMENT FOR FAILUREMODES OF REINFORCED CONCRETE FRAMESTRUCTURES UNDER EARTHQUAKE

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 结构地震失效模式的研究现状

1.3 结构地震反应分析理论的研究状况

1.4 本文主要研究内容

第2章 钢筋混凝土框架结构非线性分析有限元建模

2.1 引言

2.2 OpenSees简介及其特点

2.3 钢筋混凝土非线性有限单元模型

2.4 钢筋混凝土框架结构的平面分析模型

2.5 钢筋混凝土框架结构非线性分析求解方法

2.6 钢筋混凝土结构非线性分析的数据输出及后处理

2.7 本章小结

第3章 基于OpenSees建立钢筋混凝土框架结构分析模型

3.1 引言

3.2 钢筋混凝土框架结构设计

3.3 建立有限元模型时的参数取值

3.4 建立考虑现浇楼板及其板内钢筋作用的梁模型

3.5 本章小结

第4章 基于Pushover方法搜索与改善结构地震失效模式

4.1 引言

4.2 Pushover分析方法基本原理

4.3 现浇楼板对框架结构失效模式的影响

4.4 结构地震失效模式的搜索

4.5 结构地震失效模式的影响因素

4.6 结构地震失效模式的改善

4.7 本章小结

第5章 基于IDA方法搜索与改善结构地震失效模式

5.1 引言

5.2 IDA方法介绍

5.3 地震波的选择

5.4 结构IDA分析及抗震性能分析

5.5 结构地震失效模式的搜索

5.6 两种分析方法搜索出的结构地震失效模式的对比

5.7 结构地震失效模式的改善

5.8 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢

作者简介