小截面柱高层钢结构住宅性能分析

摘要

随着住宅产业化的不断深入，钢结构住宅的运用越来越广泛。框架结构中柱子截面的大小影响住户的空间使用，为了使用小截面柱，并且又不降低结构的抗侧刚度，可以通过设置支撑的方式来完成。针对某十八层钢结构住宅，选择合适的结构方案，运用静力弹塑性分析与动力非线性时程分析对其进行性能研究，并检验是否满足预期的性能目标。
　　利用Midas Building有限元设计与分析软件，对比大截面柱(500×500)纯框架、小截面柱(400×400)加支撑、小截面柱(350×350)加支撑三种结构方案，通过周期、位移与用钢量的比较，选取最优方案。根据规范对该方案设定性能目标3(C)，并进行静力弹塑性分析，采用振型与层地震剪力两种加载方式分别从X、Y方向进行加载，得出四种工况在罕遇地震下性能点处的基底剪力、层间位移角以及塑性铰的开展顺序。再进行动力非线性时程分析，根据规范与有关文献选取两条天然波(El Centro波、Cape Mendocino波)以及适合该场地的人工波，得出结构在罕遇地震下的时程响应，并与静力弹塑性分析的结果进行对比。
　　数值分析结果表明:结构层间位移角满足性能目标3(C);在地震来临时，支撑基本体现出“第一道防线”的作用，先于钢梁屈服，结构总体上满足“强柱弱梁”的抗震思想。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 本文研究的背景和意义

1．1．1 钢结构住宅的优势

1．1．2 住宅产业化

1．2 高层钢结构住宅发展状况

1．2．1 国外发展状况

1．2．2 国内发展状况

1．3 本文的主要研究内容

第二章 高层钢结构住宅主要的结构体系

2．1 概述

2．2 框架结构体系

2．2．1 框架结构体系的组成

2．2．2 框架结构体系的特点

2．3 框架-支撑结构体系

2．3．1 框架-支撑结构体系的组成

2．3．2 框架-支撑结构体系的特点

2．3．3 框架-支撑结构体系的主要类型

第三章 小截面柱高层钢结构住宅的初步设计分析

3．1 概述

3．2 钢结构住宅总信息

3．2．1 工程概况

3．2．2 自然条件

3．2．3 荷载的选取

3．3 反应谱计算结果比较

3．3．1 周期比较

3．3．2 位移比较

3．3．3 用钢量比较

3．4 本章小结

第四章 基于性能的结构抗震设计及PUSHOVER分析

4．1 概述

4．2 基于性能的抗震设计理论

4．2．1 地震设防水准

4．2．2 结构的性能水准

4．2．3 性能目标的确定

4．2．4 性能目标的量化

4．3 静力弹塑性分析(Pushover分析)

4．3．1 Pushover分析的介绍

4．3．2 Pushover分析的基本思路

4．3．3 Pushover分析的处理方法

4．4 小截面柱高层钢结构住宅在Midas Building中的Pushover分析

4．4．1 Pushover分析前处理

4．4．1 Pushover分析后处理

4．5 本章小结

第五章 动力非线性时程分析

5．1 概述

5．2 动力非线性时程分析方法介绍

5．2．1 动力非线性时程分析的基本假定

5．2．2 动力非线性时程分析的基本步骤

5．2．3 地震波的选取

5．2．4 振动模型

5．2．5 滞回模型

5．2．6 动力非线性时程分析的微分方程

5．3 小截面柱高层钢结构住宅在Midas Building中的动力非线性时程分析

5．3．1 动力非线性时程分析的前处理

5．3．2 动力非线性时程分析的后处理

5．4 动力非线性时程分析与静力弹塑性分析的对比

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文