平面不规则结构在地震作用下的弹塑性性能研究

摘要

建筑结构平面不规则对结构抗震性能有重要影响，地震波加速度幅值和地震波输入角度也会影响结构地震反应。控制结构在地震中的扭转效应是结构设计的重要概念，平面不规则会导致扭转效应。在这个背景下，本文主要研究平面不规则结构在不同峰值加速度幅值和不同地震波输入角度下由地震引起的扭转性能。
　　在国内外相关理论和方法的基础上，综合相关文献资料，对平面不规则结构做了下面几个方面的研究：
　　(1)简述国内外与平面不规则结构相关的研究概况和最新成果，介绍各国规范中平面不规则结构的定义及抗震设计相关规定；对一个由三片抗侧力单元构成的单层模型进行动力弹塑性分析，探讨刚度偏心、强度偏心、地震波幅值和地震波输入角度对弹塑性扭转反应的影响。
　　(2)对一个六层的三维钢筋混凝土框架进行动力弹塑性时程分析，探讨地震波幅值和地震波输入角度的作用，研究了模型柔性边柱的配筋率对结构扭转反应的作用。结果表明：调整柔性边柱的配筋率能有效控制结构体系的弹塑性扭转反应。
　　(3)简述静力弹塑性方法的基本理论和实现过程，对漩口中学A教学楼进行弹塑性分析，重点用Midas/Gen做Pushover和IDA分析；IDA分析考虑了地震记录的输入角度，得出不同地震波输入角度的IDA曲线，分析结果中得出的结构屈服机制和抗震性能，与建筑的实际震害大致吻合。
　　通过计算分析，本文建议地震波的输入角度应得到重视，尤其是在结构很不规则时，更应该综合考虑地震波的输入角度和地震波加速度幅值。另外，对不规则结构做IDA分析，也应该考虑地震记录的方向产生的影响。

目录

文摘

英文文摘

插图索引

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 建筑结构出现扭转效应的原因

1.2.1 建筑结构自身的因素

1.2.2 地震波扭转因素

1.3 平面不规则结构研究现状

1.3.1 平面不规则结构弹性扭转反应

1.3.2 平面不规则结构弹塑性扭转反应

1.4 本文的主要工作

第2章 平面不规则结构分类和分析方法

2.1 引论

2.2 平面不规则性的定义及判定标准

2.2.1 判定标准一：位移比值

2.2.2 判定标准二：周期比值

2.2.3 判定标准三：结构偏心率

2.3 各国规范关于平面不规则的规定

2.3.1 规范中平面不规则的定义

2.3.2 规范中平面不规则结构的设计方法

2.4 平面不规则结构地震反应分析方法

2.4.1 振型分解反应谱法

2.4.2 时程分析方法

2.5 弹性反应相关因素

2.6 弹塑性反应的影响因素

2.7 本章小结

第3章 平面不规则单层结构的弹塑性分析

3.1 引言

3.2 纤维模型及有限单元柔度法

3.2.1 有限单元柔度法的相关基本理论

3.2.2 纤维模型相关理论基础

3.2.3 钢筋混凝土构件纤维模型的构成

3.3 平面不规则结构几个偏心的定义

3.3.1 结构平面质量中心定义

3.3.2 结构平面刚度中心定义

3.3.3 结构平面强度中心定义

3.4 用实例探讨相关几个因素的影响

3.4.1 地震效应随峰值变化的规律

3.4.2 地震效应随强度偏心率变化的规律

3.4.3 刚度偏心率导致的变化规律

3.5 本章小结

第4章 平面不规则框架结构动力弹塑性反应

4.1 引言

4.2 模型1介绍

4.3 地震波选取

4.4 模型l时程分析

4.4.1 模型1在E1centro．ns波下的反应

4.4.2 模型1在多条 波下的反应

4.5 模型2时程分析

4.6 本章小结

第5章 平面不规则结构抗震性能实例分析

5.1 模型背景介绍

5.2 计算模型介绍

5.2.1 模型数据

5.2.2 Midas/Gen建立模型相关说明

5.3 Midas/Gen中的静力分析说明

5.3.1 Midas/Gen中的静力分析理论部分

5.3.2 Midas/Gen中的静力分析实例

5.4 Midas/Gen中的动力分析说明

5.4.1 动力计算理论

5.4.2 弹性时程计算实例

5.4.3 模型IDA分析

5.5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 模型几何数