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高层住宅短肢剪力墙结构振动台试验研究

作　者: 杜广辉
导　师: 杨树标
学　校: 河北工程大学
专　业: 结构工程
关键词: 振动台试验 动力特性 短肢剪力墙 有限元分析 抗震性能 地震反应
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 35次
引　用: 1次
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内容摘要


国内外大量的震害表明,结构在中等强度或强烈地震作用下,会产生严重破坏甚至倒塌,造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此,研究工程结构抗震能力和破坏机理是地震工作者的一项重要工作。地震模拟振动台可以真实地再现地震过程,是目前研究结构抗震性能最准确的实验方法,是目前抗震研究中的重要手段之一。地震模拟振动台试验主要用于检验结构抗震设计理论、方法和计算模型的正确与否,尤其是许多高层结构和超高层结构都是通过缩尺模型的振动台试验来检验设计和计算结果的。随着社会的迅速发展,建设用地日趋紧张,住宅建筑的规模和高度越来越大,使得普通框架外露柱或普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分割的设计不再能满足使用要求。短肢剪力墙结构作为一种新的高层结构住宅形式,是在原有剪力墙的基础上吸取框架结构的优点,同时在很大程度上克服了这两种结构形式的缺点,因此近年较受业主和住户的欢迎,加上其建筑节能的特点符合国家墙体改革方向这一产业政策,今后必将进一步推广。本文就某高层建筑短肢剪力墙结构的抗震性能,进行了1/10缩尺的整体结构模型振动台模拟地震试验。在模拟多遇地震作用试验阶段,将量测到的模型自振频率、位移、加速度反应结果,与有限元计算程序SAP2000计算得到的结果作对比,验证了其用于此类结构的可靠性。在模拟设防烈度和罕遇大地震作用的试验阶段,通过对模型开裂部位、裂缝发展和破坏状态的观察分析,对此类结构的抗震构造措施提出了若干建议。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 高层建筑结构的发展  10-14
    1.1.1 国外高层建筑的发展  10
    1.1.2 高层建筑的结构体系  10-13
    1.1.3 我国高层建筑结构的发展  13-14
  1.2 地震与高层建筑的抗震设计原则  14-15
    1.2.1 地震的危害  14-15
    1.2.2 高层建筑的抗震设计原则  15
  1.3 短肢剪力墙结构体系的特点和受力性能  15-17
    1.3.1 短肢剪力墙及其适用范围  15-16
    1.3.2 短肢剪力墙的受力特点  16-17
    1.3.3 短肢剪力墙结构的优点  17
  1.4 本文的研究的内容及意义  17-19
第二章 相似理论和模型设计、制作  19-36
  2.1 相似理论  19-21
  2.2 模型试验介绍  21-23
    2.2.1 模型试验的发展  21
    2.2.2 结构模型的分类  21-22
    2.2.3 模型试验的应用范围  22-23
    2.2.4 模型试验的优点  23
  2.3 模型试验的设计、制作和主要材料性能参数  23-35
    2.3.1 模型设计的程序与原则  23-24
    2.3.2 用量纲分析法求相似准数  24-26
    2.3.3 完全弹性相似关系与一致相似律  26-28
    2.3.4 原型结构概况  28-29
    2.3.5 模型类型与主要材料性能参数  29-31
    2.3.6 模型刚性底座设计  31-32
    2.3.7 模型配筋设计公式  32-33
    2.3.8 确定各相似常数及计算附加质量  33-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章 振动台试验研究  36-57
  3.1 试验方案  36-41
    3.1.1 试验用模拟地震振动台系统  36
    3.1.2 试验用地震波  36-38
    3.1.3 量测系统和测点布置  38-39
    3.1.4 试验工况和顺序  39-41
  3.2 试验结果分析  41-56
    3.2.1 模型的动力特性  41-43
    3.2.2 模型结构动力反应分析  43-55
    3.2.3 模型开裂及破坏情况  55-56
  3.3 本章小结  56-57
第四章 有限元分析  57-69
  4.1 有限元模型  57-60
    4.1.1 单元与约束  57-60
    4.1.2 建模及计算方法  60
  4.2 有限元计算与试验结果对比  60-66
    4.2.1 周期对比  61
    4.2.2 加速度反应对比  61-63
    4.2.3 位移反应对比  63-66
    4.2.4 扭转反应对比  66
  4.3 有限元计算的层间位移反应分析  66-68
  4.4 本章小结  68-69
结论与展望  69-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
作者简介  75-76
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果  76

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 结构理论、计算 > 结构力学 > 结构动力学
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