基于最佳侧移刚度分布的多高层钢框架结构抗震设计方法

摘要

结构的抗震设计应全面注重结构的性能、安全及经济等诸多方面。而传统的结构设计方法往往偏于保守和安全，材料性能没有得到充分的发挥。本文研究的目的就是在保证结构抗震性能的前提下，降低建造的费用，提高设计质量和水平。 本文从能量的角度，通过优化布置结构侧移刚度研究结构构件截面分布规律，避免结构损伤集中，从而使结构达到最佳的抗震性能。目前国内外关于这方面的研究还非常少。 地震响应分析是结构抗震性能分析与设计的基础。目前，时程分析法对于重要建筑物的抗震分析已成为一种重要方法。我国现行《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》规定，时程分析法用于结构在地震作用下的破坏机理和改进抗震设计方法的研究。另外，推覆分析法和日本著名学者秋山宏提出的基于能量平衡的设计法也是获得必要地震响应值的有效方法。 基于上述背景，本文采用时程分析法结合SAP2000有限元分析软件，研究多高层钢框架结构的最佳侧移刚度和最佳截面惯性矩的分布规律，提出设计方法。并利用推覆分析法和能量预测法验算结果的合理性。 首先，建立多高层钢框架算例模型，以罕遇地震作用下结构各层累计塑性变形倍率相等为目标，利用地震响应弹塑性时程方法研究结构模型最佳侧移刚度和最佳截面惯性矩的分布规律，提出多高层钢结构的最佳侧移刚度和最佳截面惯性矩的分布式。 其次，建立不同侧移刚度分布的算例模型，对本文所揭示的最佳侧移刚度和截面惯性矩分布规律进行验证，提出基于最佳侧移刚度分布的多高层钢框架结构的抗震设计方法。 最后，以12层设计模型为例，利用推覆分析法和基于能量平衡的设计方法计算设计算例的地震响应值并进行分析比较，考察本文提出的抗震设计方法的可靠性以及在罕遇地震作用下结构的地震响应。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪 论

第2章 推覆分析法

第3章 能量预测法

第4章 静力弹塑性分析

第5章 时程分析法

第6章 钢框架结构设计算例

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致 谢