钢筋混凝土巨型框架结构抗震分析及概念设计研究

摘要

钢筋混凝土巨型框架结构是高层建筑巨型结构体系的一个重要分支,具有良好的经济效益。它在保证结构整体稳定性及抗侧刚度的同时,还能够有效降低建筑成本,合理解决建筑功能要求与结构布置要求之间的矛盾,具有较为广阔的应用前景。但因采用该结构的建筑物尚未经过强震作用的检验,无震害经验可供参考,加之该结构构件繁多,其原型试验和模型试验研究均较为复杂,我国现行《高规》也未对其进行详细说明。于是,开展巨型框架结构抗震概念设计方面的研究具有较为重要的理论价值和工程实践意义。
　　本文利用大型有限元分析设计软件SAP2000V14.1,分别建立了实腹梁式和空腹梁式钢筋混凝土巨型框架结构模型,对模型进行了模态分析、反应谱分析及弹塑性静力Pushover分析,从而对巨型框架结构的动力特性及抗震性能进行了较为深入地探讨。
　　结果表明:钢筋混凝土巨型框架结构具有较好的整体性,其变形主要由前几阶振型决定;结构的弹性和弹塑性侧移曲线均呈弯剪型,各大层层间位移角曲线呈抛物线型;材料用量相等的前提下,空腹梁式巨型框架结构比实腹式梁式获得更大的抗侧刚度,但同时延性会降低;空腹梁式巨型框架结构中采用倒V型撑和交叉撑时结构动力特性接近,且二者刚度均大于采用八字撑时。依据巨型框架结构自身受力特点和优势,结合反应谱分析及弹塑性静力Pushover分析结果,本文提出巨型框架结构抗震概念设计建议如下:(1)适当提高次框架相对于主框架的刚度;(2)主、次框架分别遵循“强柱弱梁”原则;(3)主框架着重提高承载力,次框架着重提高延性;(4)对薄弱层及薄弱构件进行加强。

目录

钢筋混凝土巨型框架结构抗震分析及概念设计研究

Study on Seismic Analysis and Conceptual Design of RC Mega-frame Structure

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 巨型框架结构概述

1.3 巨型框架结构体系国内外研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 Pushover分析方法综述

2.1 引言

2.2 Pushover分析方法的发展

2.3 Pushover分析方法的原理

2.4 Pushover分析在SAP2000中的实现

2.5 本章小结

第3章 巨型框架结构的弹性地震反应分析

3.1 巨型框架结构模型的设计

3.2 SAP2000有限元模型的建立

3.3 巨型框架结构模型的动力特性分析

3.4 巨型框架结构模型的反应谱分析

3.5 主框架构件刚度对结构弹性地震反应的影响

3.6 本章小结

第4章 巨型框架结构的静力弹塑性分析

4.1 引言

4.2 分析前准备

4.3 实腹梁式巨型框架的静力弹塑性分析

4.4 空腹梁式巨型框架的静力弹塑性分析

4.5 巨型框架结构弹塑性性能规律分析

4.6 抗震概念设计

4.7 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢