单跨三层预压装配式预应力混凝土框架拟动力分析

摘要

预压装配式预应力混凝土框架由预制柱和预制预应力梁拼装而成，组装时将梁柱运至现场直接吊装，梁柱就位后，将后张预应力筋穿过梁柱预留孔道，对节点施加预应力张拉预压形成整体。预制装配式结构可以提高机械化水平，降低劳动强度，加快施工进度，为未来建筑结构的发展提供了一种新的思路。
　　本文通过一榀单跨三层预压装配式预应力混凝土框架拟动力试验，研究了预压装配式框架的动力性能、变形能力及破坏机制。研究表明，预压装配式预应力结构在地震作用下具有很强的变形恢复能力，框架整体刚度未出现明显退化，最大层间位移角满足中震变形要求。在预应力筋的约束下，塑性铰首先出现在梁端，且节点核心区未见细微裂缝，可实现“强柱弱梁”及“强节点”的设计要求。
　　采用结构通用有限元分析软件MIDAS/Gen，对试验框架进行弹性时程分析，求出其位移反应，并与试验结果进行比较，两者吻合较好。然后对试验框架进行弹塑性时程分析，研究表明结构在破坏时具有良好的抗震性能。最后，选用不同的地震波，并将各地震波的峰值加速度按照抗震设防烈度7度(0.15g)时罕遇地震的加速度要求进行调整，对试验框架进行弹塑性时程分析，分析表明结构在各地震波作用下具有良好的抗震性能。

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第一章 绪论

1.1 装配式混凝上结构

1.1.1 装配式混凝土结构的分类及连接方式

1.1.2 装配式混凝土结构的应用

1.1.3 装配式混凝土结构的特点及缺陷

1.2 预应力混凝土结构

1.2.1 预应力混凝上结构的定义和特点

1.3 预压装配式预应力混凝上结构

1.3.1 预压装配式预应力混凝土结构的定义

1.3.2 预压装配式预应力混凝土结构的应用

1.3.3 预压装配式预应力混凝土结构的研究

1.4 拟动力试验的发展阶段

1.4.1 常规拟动力试验阶段

1.4.2 实时子结构试验阶段

1.4.3 网络化拟动力试验阶段

1.5 国内外拟动力试验研究成果

1.5.1 国外研究成果

1.5.2 国内研究成果

1.6 本文主要研究内容

第二章 框架拟动力试验概况

2.1 试验准备

2.1.1 材料力学性能

2.1.2 构件安装

2.1.3 试验装置

2.2 拟动力试验原理

2.3 试验加载

2.31 拟动力试验加载方法

2.3.2 拟动力试验加载制度

2.4 试验量测内容

2.5 拟动力试验过程

第三章 框架拟动力试验结果分析

3.1 位移、恢复力时程曲线

3.2 恢复力特征曲线

3.3 试验结果分析

3.4 本章小结

第四章 弹塑性时程分析的基本理论

4.1 弹塑性时程分析的应用背景

4.2 结构的离散化方法

4.2.1 质量集中法

4.2.2 广义位移法

4.2.3 有限单元法

4.3 建立结构动力平衡方程的基木方法

4.3.1 动平衡法

4.3.2 拉格朗日方程法

4.4 弹塑性动力方程的求解

4.4.1 线性加速度法

4.4.2 平均加速度法

4.4.3 Newmark-β法

4.4.4 中心差分法

4.5 弹塑性时程分析所采用的阻尼理论

4.5.1 粘滞阻尼与复阻尼理论

4.5.2 瑞雷阻尼

第五章 框架弹性动力时程分析

5.1 MIDAS/Gen简介

5.2 弹性动力时程分析

5.3 试验误差分析

5.4 本章小结

第六章 框架弹塑性时程分析

6.1 MIDAS/Gen恢复力模型

6.1.1 Clough滞回模型简介

6.1.2 Takeda滞回模型简介

6.2 弹塑性时程分析

6.2.1 位移时程曲线

6.2.2 框架各层层问位移

6.2.3 框架各层层问位移角

6.2.4 框架破坏特征分析

6.3 本章小结

第七章 不同地震波作用下框架弹塑性时程分析比较

7.1 地震波的选择

7.1.1 抗震规范的规定

7.1.2 抗震性能设汁通则的规定

7.2 所选用的地震波

7.3 不同地震波作用下框架弹塑性时程分析

7.3.1 位移时程曲线

7.3.2 框架各层位移

7.3.3 框架各层层间位移

7.3.4 框架各层层间位移角

7.3.5 框架塑性铰分布情况

7.4 本章小结

第八章 结论与展望

8.1 结论

8.2 对今后研究工作的建议

8.3 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

特别声明