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底部两层框架—抗震墙砖房结构的地震响应有限元分析

作　者: 王晶仁
导　师: 马福
学　校: 太原理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 底部两层框架—抗震墙砖房 反应谱法 层间位移 时程分析
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


底部两层框架—抗震墙砖房是由两种不同材料组成的复合结构,具有“头重脚轻”、“上刚下柔”的结构特点,其刚度分布不均匀,底部剪力墙布置对结构在地震作用下的内力和变形的影响较为突出。为此,本文以一底部为两层框架抗震墙、上部为四层砖混结构房屋为研究对象,运用大型有限元分析软件—MIDAS/GEN,根据该结构各构件的受力特征,将整个结构模拟为空间梁、板单元的三维整体计算模型进行静力、反应谱法及时程分析的动力计算。通过对不同结构方案的分析比较,结果表明,在地震作用下,底部抗震墙的不同布置情况对底部各层特别是过渡层砖墙的地震反应有较大的影响。研究了底部两层在静力和地震作用下的内力分布规律,得出了利用平面简化分析方法无法得到的内力和变形的分布规律。并运用大型有限元分析软件—ANSYS较好地描述墙梁受力的力学特性。通过本文的研究,使人们对由于底部抗震墙的变化对此类结构抗震性能的影响有一个直观、深入的了解,对进一步提高同类结构的抗震性能具有现实的指导意义。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章 绪论  7-24
  1.1 引言  7-8
  1.2 底部两层抗震墙砖房结构特点及结构体系综述  8-11
    1.2.1 底部框架抗震墙砖房的结构受力、变形特点  8
    1.2.2 底部两层框架抗震墙砖房的结构体系  8-10
    1.2.3 合理控制层侧移刚度比和薄弱层位置  10-11
  1.3 结构地震反应分析方法简介  11-16
    1.3.1 底部剪力法  11-13
    1.3.2 振型分解反应谱法  13-15
    1.3.3 时程分析法  15-16
  1.4 研究现状  16-19
  1.5 本文研究的主要内容及采用的方法  19-24
第二章 分析软件原理简介以及计算模型的建立  24-39
  2.1 有限元法概述  24-27
    2.1.1 有限元法的基本原理  24
    2.1.2 三维空间有限元分析基本步骤  24-27
  2.2 有限元分析软件MIDAS 简介  27-30
    2.2.1 MIDAS 动力有限元分析简介  27-30
  2.3 结构的本构关系  30-39
    2.3.1 砌体的本构关系  30-34
    2.3.2 钢筋的本构关系  34-35
    2.3.3 混凝土的本构关系  35-39
第三章 有限元分析模型的建立  39-48
  3.1 计算模型的建立  39-43
    3.1.1 计算模型基本数据  39-42
    3.1.2 计算参数取值  42-43
      3.1.2.1 材料参数  42-43
      3.1.2.2 荷载  43
  3.2 建模的基本要求  43-44
  3.3 计算模型  44-46
    3.3.1 计算模型的有关说明  44
    3.3.2 模型总体  44-46
    3.3.3 模型细部  46
  3.4 模型可靠性保障  46-48
第四章 地震反应谱响应计算分析  48-68
  4.1 模态分析  48-52
  4.2 地震反应谱分析计算结果  52-63
    4.2.1 7 度多遇地震作用层间位移反应分析  52-58
    4.2.2 8 度多遇地震作用层间位移反应分析  58-63
  4.3 内力  63-68
    4.3.1 柱底轴力  63-65
    4.3.2 柱端弯矩  65-68
第五章 地震反应时程分析  68-81
  5.1 输入地震波的选用原则  68-69
  5.2 输入地震波的选用  69-70
  5.3 阻尼取值  70-71
  5.4 时程分析结果  71-79
    5.4.1 模型1 时程分析结果  71-73
    5.4.2 模型2 时程分析结果  73-75
    5.4.3 模型3 时程分析结果  75-77
    5.4.4 模型4 时程分析结果  77-79
  5.5 综合分析  79-81
第六章 墙梁结构的有限元分析  81-94
  6.1 概述  81-82
  6.2 墙梁研究概况  82-88
    6.2.1 国外研究状况  82-85
    6.2.2 国内的研究状况  85-88
  6.3 单元开裂和破坏后的处理  88-91
    6.3.1 裂缝模式  88-89
    6.3.2 墙梁单元破坏后的处理  89-91
  6.4 墙梁结构内力分析  91-94
    6.4.1 材料参数  91
    6.4.2 有限元模型建立  91-93
    6.4.3 墙梁计算分析结果  93-94
第七章 结论与展望  94-97
  7.1 结论  94-95
  7.2 展望  95-97
参考文献  97-100
致谢  100-101
攻读学位期间发表的学术论文  101

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 特种结构 > 抗震动结构、防灾结构 > 耐震、隔震、防爆结构 > 抗震结构
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