框架-混合筒体结构抗震性能静力弹塑性分析

摘要

随着高层建筑的发展,建筑物对结构体系的要求也越来越高,研究具有良好抗震性能的结构形式是大势所趋。钢-混组合结构能充分发挥钢和混凝土的优点,大量的工程实例和分析证明其具有良好的抗震性能,受到越来越多人的关注。本文采用SAP2000分析软件对一种带钢组合连梁的新型框架-混合简体结构进行静力弹塑性分析(pushover分析),与实验对比,得出其抗震性能的优劣。主要的研究内容有以下几点:
　　 (1)比较几种不同的加载方式,得出顶点加载方式得到的结果与实验结果最接近,用此加载方式进行pushover分析;
　　 (2)进行模态分析得到周期和频率,与动力特性实验得到的结果对比,验证模型的正确性;
　　 (3)对已进行反复荷载作用下的实验模型进行pushover分析,研究其基底剪力和顶点位移的关系,比较发现基底剪力比实验结果大,顶点位移偏小;
　　 (4)得到结构的性能点,计算结构性能点处的层位移,层间位移,观察侧移曲线的变化规律。计算出层间位移角,并和规范中的限值比较,得出层间位移角在限制以内,说明此结构具有较好的抗震性能;
　　 (5)了解连梁塑性铰的发展情况,发现中上部楼层为薄弱层,和实验结果接近。观察剪力墙应力图,发现其底部受力最大;
　　 (6)考虑不同的连梁刚度折减系数、不同楼层数、不同混凝土强度对于结构响应造成的影响,提出抗震设计的建议。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究意义

1.2 国内外高层建筑发展

1.2.1 国内高层建筑发展

1.2.1 国外高层建筑的发展

1.3 混合结构研究现状

1.3.1 混合结构国内研究概况

1.3.2 混合结构国外研究概况

1.4 结构抗震非线性抗震分析方法研究现状

1.4.1 概述

1.4.2 非线性动力分析方法研究现状

1.4.3 非线性静力分析方法研究现状

1.5 存在的问题

1.6 本文主要工作

1.6.1 研究方法

1.6.2 研究内容

第二章 框架-混合简体结构分析模型的建立

2.1 模型材料本构关系

2.1.1 混凝土材料的本构关系

2.1.2 钢筋HPB235和钢材Q235的本构关系

2.2 单元的选择

2.2.1 梁柱单元的选择

2.2.2 楼板和剪力墙单元的选择

2.3 塑性铰的确定

2.3.1 塑性铰的基本知识

2.3.2 本文塑性铰的定义

2.3.2 算例

2.4 整体模型

2.4.1 模型的参数

2.4.2 荷载的施加

2.4.3 网格的划分

2.5 加载方式的确定

2.5.1 pushover分析加载模式

2.5.2 三种加载方式分析结果

2.6 本章小结

第三章 框架-混合简体结构静力弹塑性pushover分析

3.1 pushover分析方法

3.1.1 pushover法的基本原理

3.1.2 pushover法的基本步骤

3.2 模态分析

3.2.1 振型数量的选择

3.2.2 前三阶振型

3.2.3 周期与频率的对比

3.3 能力谱和需求谱

3.3.1 能力谱曲线

3.3.2 需求谱曲线

3.3.3 本模型采用的实际参数

3.4 pushover分析结果

3.4.1 基底剪力和顶点位移

3.4.2 位移和位移角

3.4.3 塑性铰发展过程

3.4.4 剪力墙应力发展过程

3.5 本章小结

第四章 不同因素对框架-混合简体结构的影响

4.1 不同连梁刚度折减的影响

4.1.1 概述

4.1.2 刚度折减对位移的影响

4.1.3 刚度折减对位移角的影响

4.1.4 刚度折减对塑性铰发展的影响

4.2 不同楼层数的影响

4.2.1 不同楼层数对位移的影响

4.2.2 不同楼层数对位移角的影响

4.2.3 不同楼层数对塑性铰发展的影响

4.3 不同混凝土强度的影响

4.3.1 不同混凝土强度对位移的影响

4.3.2 不同混凝土强度对位移角的影响

4.3.3 不同混凝土强度对塑性铰发展的影响

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 研究成果

5.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参与科研情况