不均匀沉降与地震共同作用下框架结构的受力分析

摘要

煤矿开采与城市地下空间建设导致建筑物产生的不均匀沉降，对建筑物的破坏不容忽视。研究不均匀沉降与地震作用下对建筑物的变形及受力的影响，为解决建筑物下压煤开采、地下空间建设提供参照，对沉降区建筑物保护提供依据。混凝土框架结构是常见的结构形式，但目前对于不均匀沉降与地震作用下框架结构的受力的有限元模拟和试验较少，国内外关于不均匀沉降与地震作用下的框架结构受力研究参考文献也较少。因此，研究不均匀沉降与地震作用下框架结构的受力及变形情况，对了解结构在不均匀沉工况下的的内力、位移变化规律以及结构在不均匀沉降与地震作用下的薄弱部位、塑性发展情况具有很大帮助，对实际工程具有指导和借鉴意义。
　　本文主要借助大型有限元软件ANSYS，对框架结构进行了沉降范围扩大和沉降量增加两种工况变化下的的静力分析，研究框架结构的内力变化规律。本文还对不均匀沉降与地震作用下的框架结构进行了动力时程分析，研究框架结构在罕遇地震作用下的水平位移及塑性发展规律。本文研究的主要内容有:
　　(1)介绍本文选题来源、研究的目的及意义，阐述了导致建筑产生不均匀沉降的原因主要为煤矿的地下开采、城市地下空间建设和地基性质等，并分析其对建筑物影响及其研究现状。
　　(2)介绍了地表变形种类及其对建筑物的破坏，列举了建筑结构抗震设计理论方法，对振型分解法、时程分析法等相关结构地震反应理论进行了讨论。另外还介绍了大型有限元分析软件ANSYS及有限元模型的分析过程。
　　(3)通过ANSYS研究框架结构在沉降范围扩大、沉降量增加多个工况下的静力分析，研究框架结构梁柱构件在弹性阶段的内力变化规律，并且对沉降量超出弹性阶段后结构的塑性发展进行了研究。
　　(4)采用时程分析分析，研究框架结构在不均匀沉降和地震共同作用下的动力响应。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题来源

1．2 研究的目的及意义

1．3 国内外研究现状

1．4 本文的研究内容

2 基本理论和计算模型

2．1 地表变形及其对建筑物的影响

2．2 结构动力分析基本理论

2．3 结构地震反应分析理论

2．4 基于ANSYS有限元计算模型

2．5 本章小结

3 不均匀沉降对框架结构影响的静力分析

3．1 沉降范围变化对上部结构的影响

3．2 沉降量变化对上部结构的影响

3．3 不均匀沉降对框架结构的静力非线性分析

3．4 本章小结

4 框架结构在不均匀沉降与地震作用下的影响分析

4．1 结构的动力特性

4．2 框架结构在双重作用下的影响分析

4．3 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况

参考文献