剪力墙结构超限高层地震反应的弹塑性分析

摘要

高层建筑是社会发展的结果，随着我国国民经济的迅速发展，超限高层建筑在我国大量的出现，目前国内外很多学者都对该类建筑进行研究，但是对超限剪力墙高层建筑的设计和整体性的研究方面的工作相对还是比较少。本文以武汉市锦绣长江项目中的一栋超限高层建筑作为研究背景，采用大型有限元软件abaqus对该结构进行弹塑性时程分析，并结合结构的振动台试验进行分析，评价结构的抗震性能。本文的主要工作和结论如下：
　　 (1)对结构进行了模态分析，结构一二阶振型主要以平动为主，三阶振型是扭转为主，模型的第三周期T3与第一周期T1的比值为0.5022不大于规范的规定0.85，满足规范的要求，表明结构的平面布置较为合理，扭转效应在结构中不是主要的。
　　 (2)通过结构模型的振动试验和有限元模型的计算结构发现，结构的上部结构首先出现细微裂缝，因为结构顶部的鞭梢效应较为明显，而且混凝土的的轴压力对结构裂缝的发展有一定的抑制作用，接近顶部的楼层由于轴压小，地震力大而易于出现裂缝，在结构设计应加以注意，对此做一定的加强措施。
　　 (3)结构的主次方向的地震波时程峰值按1:0.85的大小输入，进行双向地震分析。双向地震作用的破坏程度要比单向地震严重，单向地震作用只反映出双震下的部分损伤构件，不太全面。
　　 (4)地震输入时间的长短对结构的损伤程度有一定的影响，这是因结构在进入了塑性损伤后，结构的刚度和抗力有所下降，而在后续荷载作用下，结构的损伤会有所积累而变大。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 高层建筑结构概况

1.1.1 我国高层的定义

1.1.2 高层建筑结构概况

1.1.3 剪力墙在高层建筑的应用

1.2 规范对高层超限设计的要求

1.2.1 不规则判定

1.2.2 房屋总高度限制限

1.2.3 高宽比规定

1.2.4 高层建筑平面布置规定

1.3 地震灾害对我国的影响

1.4 论文课题的提出

第2章 弹塑性分析及时程分析方法的原理

2.1 非线性问题分类

2.1.1 几何非线性

2.1.2 材料非线性

2.1.3 接触非线性

2.1.4 变结构非线性

2.1.5 场耦合非线性

2.2 有限元弹塑性计算原理

2.2.1 非线性方程求解方法

2.2.2 弹塑性问题的有限元法

2.3 非线性时程计算原理

2.3.1 阻尼的选择

2.3.2 时程计算原理

2.4 地震波的选取问题

2.4.1 拟建场地波的来源

2.4.2 选波原则

2.5 本章小结

第3章 工程背景与有限元模型的建立

3.1 工程背景

3.1.1 工程概况

3.1.2 试验简介

3.2 有限元建模

3.2.1 ABAQUS软件介绍

3.2.2 结构单元模型选取

3.2.3 有限元模型

3.2.4 ABAQUS混凝土的本构模型

3.2.5 材料参数选定

3.4 本章小结

第4章 结构有限元模型分析

4.1 结构模态分析

4.2 试验现象和计算模型现象比较

4.2.1 试验现象

4.2.2 计算模型现象分析

4.3 时程分析

4.3.1 楼层层闻位移

4.3.2 加速度比与底部剪力

4.3.3 位移包络与时程图

4.2 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 本文结论

5.2 后续工作与展望

参考文献

附录I 攻读学位期间发表的论文

附录II 攻读学位期间参与的导师项目

致谢