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砌体结构的非线性分析与研究

作　者: 傅振芳
导　师: 赵世春
学　校: 西南交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 砌体结构 静力弹塑性分析 SAP2000 时程分析
分类号: TU364
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


砌体结构是世界各国所广泛采用的一种古老的结构形式,它以其独特的优势在我国现有的工业与民用建筑中占了相当大的比例,而且在今后很长的一个时期内,大量的建筑都将是以砌体结构为主。然而,由于砌体材料物理性质不均匀,承受外荷载时。由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点,砌体结构是我国当前建筑中使用最广泛的一种建筑形式；这种结构抗震能力差,在历次地震中遭受严重破坏。特别是“汶川地震”给砌体结构造成的严重震害,更是引起了国内外的学者的高度重视。为此,本文在国内外学者分析研究的基础上研究了砌体房屋的抗震分析,主要进行了以下几方面的工作：1.首先阐述汶川地震下砌体结构的震害特征及砌体结构研究现状；2.采用等效框架建模方法对砌体结构进行简化建模,并采用有限元软件SAP2000对结构进行静力弹塑性分析,进而得到结构的基底剪力与顶点位移曲线,各塑性铰的出现顺序；3.本文根据墙体开洞对抗震能力的影响,首先保持开窗宽度不变,改变其高度,进行一系列静力弹塑性分析,比较各种模型的能力曲线与塑性铰的分布情况；再根据开窗高度不变,改变其宽度,进行一系列静力弹塑性分析,比较各种模型的能力曲线与塑性铰的分布情况；最后以开窗宽度不变,改变其高度为基础,加设构造柱和圈梁,进行静力弹塑性分析,与未加构造柱和圈梁的模型进行比较；4.采用相同的地震地面运动但具有不同PGA系数,对砌体结构进行一系列非线性时程分析,得到各比例系数下的最大基底剪力与最大顶点位移值,由此绘成最大基底剪力与最大顶点位移曲线,本文采用SAP2000中的地震波进行运算。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 选题背景  10
  1.2 砌体结构房屋震害  10-14
    1.2.1 砌体结构主要震害特征  11-13
    1.2.2 砌体结构震害规律  13-14
  1.3 砌体结构研究现状分析  14-16
    1.3.1 基本力学性能研究现状  14-15
    1.3.2 砌体结构分析方法研究现状  15-16
  1.4 砌体结构数值分析理论研究现状  16-18
    1.4.1 静力弹塑性分析研究现状  16-18
    1.4.2 非线性时程分析研究现状  18
  1.5 本文研究的主要内容  18-20
第2章 PUSHOVER分析方法及其在砌体结构中的应用  20-30
  2.1 概述  20
  2.2 PUSHOVER分析方法的基本概念  20-23
    2.2.1 基本原理  20
    2.2.2 基本假定  20-23
  2.3 PUSHOVER分析的水平侧向力分布模式  23-25
    2.3.1 均匀分布水平加载模式  23
    2.3.2 倒三角分布水平加载模式  23-24
    2.3.3 指数分布水平加载模式  24
    2.3.4 自适应模态分布水平加载模式  24-25
  2.4 PUSHOVER分析方法的优点与不足  25-26
    2.4.1 Pushover分析方法的优点  25
    2.4.2 Pushover分析方法的不足之处  25-26
  2.5 砌体墙体PUSHOVER分析模型  26-29
    2.5.1 砌体墙体计算分析的简化模型  26-27
    2.5.2 等效框架建模  27-29
  2.6 本章小结  29-30
第3章 动力时程分析法及其在砌体结构中的应用  30-36
  3.1 动力时程分析概述  30
  3.2 结构动力方程的建立和求解  30-33
    3.2.1 结构动力方程的建立  30
    3.2.2 结构动力方程的求解  30-33
  3.3 时程分析的基本步骤  33-34
  3.4 砌体结构恢复力模型及特性  34-35
  3.6 本章小结  35-36
第4章 砌体结构抗震性能的计算与影响因素分析  36-66
  4.1 影响砌体结构抗震能力的因素  36-38
    4.1.1 构造措施对结构抗震能力的影响  36-37
    4.1.2 墙体厚度  37
    4.1.3 纵墙、横墙及开洞大小  37-38
  4.2 墙体开洞对砌体结构抗震能力的影响  38-40
    4.2.1 墙体的抗侧刚度  38-39
    4.2.2 墙体开洞高宽比对抗震承载力的影响  39-40
  4.3 PUSHOVER分析中塑性铰的计算  40-42
  4.4 PUSHOVER分析中算例概况  42-60
    4.4.1 第一组计算  43-48
    4.4.2 第二组计算  48-54
    4.4.3 第三组计算  54-59
    4.4.4 对pushover分析结论的总结  59-60
  4.5 非线性时程分析算例  60-66
    4.5.1 非线性连杆的计算  60
    4.5.2 非线性时程分析  60-66
结论与展望  66-68
  结论  66
  展望  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-72

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 土、砖、石、竹、木结构 > 大型砖砌块结构及大型板壁（大板墙）结构
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