预应力多层大板大开间住宅结构体系的抗震性能研究

摘要

预应力多层大板大开间住宅Ⅲ，采用预应力混凝土大板作为楼板，结构形式可为框架、框筒和剪力墙等常用形式，户内墙体采用轻质隔断。该体系可增加使用面积，实现住宅设计的灵活性、多样性、适应性和可改性。目前，国内对预应力多层大板大开间住宅的抗震理论研究还不够深入、系统，其内力分布规律及在地震作用下的分析与计算方法还没有传统的框架结构成熟。因此，本文就预应力多层大板大开间住宅的抗震动力性能展开讨论。 本文首先利用结构分析软件(SAP2000、PKPM)对预应力多层大板大开间住宅在小震及大震作用下进行动力分析，包括结构模态分析、振型分解反应谱分析、弹性时程分析及PushOver抗震计算，通过对比两种软件的计算结果，检验结构是否满足抗震设防要求，并且提出一些合理化的建议。然后，根据预应力混凝土板有限元分析中基于荷载传力路径的“二次分析法”的基本思想和预应力筋(束)集中布置处宜作为三维空间梁进行分析的思路，借助于有限元分析软件ANSYS，针对本结构楼板从最初的结构建模到最后的结果处理进行了全流程分析，以研究预应力楼板的抗震及承载性能。基于以上的分析，本文提出了一些有意义的建议，具有一定的参考价值。 本文的工作旨在通过对预应力多层大板大开间住宅的分析和研究，深入认识和了解这种结构，为在地震设防区推广应用此类住宅结构提供理论依据，并为今后的研究工作打下基础。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1选题背景

1.2国内外预应力多层大板大开间住宅的研究现状及工程应用实例

1.3本课题研究的意义

1.4本文所做的主要工作

第二章抗震设计方法

2.1基于性能/位移设计方法

2.2基于性能/位移抗震设计方法的研究现状

2.2.1直接位移设计法(等价线性化方法)

2.2.2能力谱方法

2.2.3控制延性的方法

2.2.4三种方法的比较

2.2.5静力弹塑性方法

2.3计算模型

2.3.1杆系结构模型

2.3.2杆系模型进行结构弹塑性分析

2.4地震波的选取

2.4.1地震动的三要素

2.4.2地震波的选取

2.5本章小结

第三章用SAP2000进行抗震分析

3.1 SAP2000程序简介

3.2上部结构的模拟

3.3计算结果分析

3.3.1.模态分析

3.3.2反应谱分析结果与时程分析结果的比较

3.3.3结构顶层在不同地震波作用下的加速度反应平均值

3.3.4 PushOver分析

第四章用PKPM进行抗震分析

4.1简介

4.1.1 SATWE

4.1.2 TAT

4.2用SATWE对结构进行抗震分析

4.2.1反应谱分析

4.2.2采用时程分析法与反应谱法的比较

4.3用TAT对结构进行抗震分析

4.3.1小震作用下各层的速度及加速度值(mm/s2)

4.3.2小震作用下的一些计算结果(用图表示)

4.3.3大震作用下的层间位移与转角

4.4对结构进行PushOver分析(仅显示塑性铰的分布)

4.4.1用SATWE对结构进行分析

4.4.2用TAT对结构进行分析

第五章无粘结预应力楼盖的分析方法和设计研究

5.1概述

5.1.1大开间住宅预应力混凝土楼板的特点：

5.2无粘结预应力混凝土板的现行设计方法

5.2.1单向板条法

5.2.2双向板条法

5.2.3等代框架法

5.3本工程楼板设计方法简述

5.3.1计算假定

5.3.2楼板厚度选择及荷载取值

5.3.3预应力等效荷载计算

5.3.4楼板应力、内力和变位分析、计算

5.3.5超静定结构次弯矩的影响

5.4预应力混凝土板壳体有限元分析过程的实施

5.4.1计算模型的确定

5.4.2预应力的计算

5.4.3有限元分析过程的实现

5.4.4有限元分析结果的后处理

5.5对本结构的有限元分析

5.5.1问题的描述

5.5.2外荷载作用下板的分析

5.5.3预应力荷载和外荷载共同作用下板的分析

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文