高层异形柱框架—剪力墙结构构件截面延性及抗震性能分析

摘要

本文利用Section Builder软件对L形、T形和十字形柱的截面进行了非线性分析。研究了肢宽厚比、轴压比、荷载角和箍筋间距等因素对异形柱截面曲率延性比的影响，以及在不同轴压比和不同方向荷载作用下，异形柱的屈服承载力和极限承载力。通过对比，找到最合理的荷载角度和使构件性能最优的条件组合。 使用有限元分析软件SAP2000对-13层异形柱框架一剪力墙结构的两种剪力墙布置方案进行抗震性能分析(模态分析、反应谱分析、线性时程分析)，本文选取了三条地震波以及反应谱进行计算，经过对比两模型在地震波作用下的楼层位移和最大层间位移角，确定剪力墙的最佳布置方案。 确定剪力墙最优布置位置后，继续研究剪力墙的适宜高度。截断结构顶层剪力墙，其结构抗震性能与剪力墙沿全高设置相比比较接近，而且有更小的楼层位移和层间位移，此时，结构刚度没有产生突变，受力更为合理，因此剪力墙没有必要延伸到整个框架一剪力墙结构高度，可根据具体情况进行删减。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1异形柱的发展概况及研究现状

1.1.1双向偏压正截面承载力研究情况

1.1.2异形柱抗震性能研究情况

1.2异形柱的优缺点

1.2.1异形柱的优点

1.2.2异形柱的缺点

1.3异形柱框架—剪力墙结构的研究概况

1.4本文所作的主要工作

1.5本文的组织结构

第二章钢筋混凝土结构非线性分析理论

2.1钢筋混凝土结构非线性分析的目的

2.2钢筋和混凝土的本构关系

2.2.1钢筋的应力—应变关系

2.2.2混凝土的应力—应变关系

2.3混凝土的破坏准则

2.3.1 Ottosen的四参数模型

2.3.2 Willam-Warnker五参数模型

2.4非线性指标

第三章钢筋混凝土异形柱截面曲率延性分析

3.1钢筋混凝土结构延性与抗震

3.1.1结构抗震性能的特点

3.1.2延性的定义

3.2异形柱截面曲率延性分析内容及方法

3.3异形柱截面曲率延性分析的基本假定及原理

3.3.1基本假定

3.3.2异形柱截面非线性分析的数值计算原理

3.4计算结果分析

3.4.1 L形截面柱计算结果分析

3.4.2 T形截面柱计算结果分析

3.4.3十字形截面柱计算结果分析

3.5本章小结

第四章异形柱框架—剪力墙地震反应分析方法

4.1模态分析的基本理论

4.1.1动力微分方程

4.1.2模态方程的生成

4.1.3模态方程一般求解方法

4.1.4特征向量法

4.1.5 Ritz向量法

4.2反应谱分析

4.2.1反应谱分析的基本理论与方法

4.2.2振型组合的基本理论与方法

4.2.3本文所使用的设计反应谱曲线

4.3线性时程分析法的基本理论

4.3.1线性加速度法

4.3.2中点加速度法

4.3.3常加速度法

4.3.4 Newmark-β法

4.3.5 Wilson-θ法

4.4结构的离散化方法

4.4.1集中质量法

4.4.2广义坐标法

4.4.3有限单元法

4.4.4建立结构动力平衡方程的基本方法

4.5结构的刚度矩阵、阻尼矩阵与质量矩阵

4.5.1层模型刚度矩阵

4.5.2结构的质量矩阵

4.5.3结构的阻尼矩阵

第五章 异形柱框架—剪力墙结构地震反应结果分析

5.1概述

5.1.1 SAP2000有限元分析程序介绍

5.1.2工程介绍

5.2剪力墙最优布置分析

5.2.1结构计算模型

5.2.2结构构件基本参数

5.2.3本文中地震波的选取

5.2.4计算结果分析

5.3剪力墙适宜高度分析

5.3.1计算结果分析

5.3.2顶层剪力墙截断后的结构底部剪力验算

5.3.3小结

5.4本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文