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钢筋混凝土巨型框架结构弹塑性地震反应分析的研究

作　者: 严平
导　师: 叶献国
学　校: 合肥工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 巨型框架空腹式结构实腹式结构有限元动力弹塑性分析
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

巨型框架结构具有独特的二级受力体系不仅有利于加强结构的整体性,改善结构的安全性能,减少材料用量和工程造价,也给建筑设计带来了更大的灵活性;但不同的构件形式对其巨型框架结构的整体抗震性能影响也不同,针对这一特点,本文对不同构件形式的巨型框架结构抗震性能进行了研究。本文利用有限元软件SAP2000分别对采用实腹式巨型梁柱与采用空腹式巨型梁柱的巨型框架结构进行了动力弹塑性分析对比,深入研究了不同结构形式下巨型框架结构的抗震性能和破坏机制。计算结果表明:空腹式巨型框架结构相比较于实腹式巨型框架结构在抗震性能方面具有良好的抗侧移能力,但是空腹式柱在罕遇地震作用下其节点相对薄弱,若应用于工程实例中需加强抗震措施。为了解空腹式梁与实腹式梁对巨型框架结构抗震性能的影响,本文对两种模型进行了弹塑性时程分析,得出结论:两种结构形式均基本符合三道设防原则;巨型梁采用空腹式并不能有效减小巨型结构的侧移从而提高其抗侧移能力。综合两章的计算结果得出结论:巨型柱采用空腹式结构相比较于巨型梁采用空腹式能更有效提高巨型框架结构的抗侧移能力。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-13
第一章绪论  13-20
  1.1 巨型结构体系的概念  13-14
  1.2 巨型框架结构的特点  14-15
  1.3 巨型框架的分类  15-17
  1.4 巨型框架结构相关问题  17
  1.5 巨型框架结构体系研究现状  17-18
  1.6 本文研究方法及主要工作  18-20
第二章巨型框架地震反应分析的方法  20-32
  2.1 建筑结构地震反应方法概述  20-22
    2.1.1 静力理论阶段  20-21
    2.1.2 反应谱理论阶段  21
    2.1.3 动力理论阶段  21-22
  2.2 巨型框架结构动力时程分析研究  22-30
    2.2.1 时程分析的功能和主要步骤  22
    2.2.2 线性与非线性时程分析[16]  22-30
  2.3 巨型框架结构计算模型和分析方法  30-32
    2.3.1 二维分析方法  30
    2.3.2 三维梁元法  30-31
    2.3.3 有限元分割有限元法  31
    2.3.4 QR 法  31
    2.3.5 等效模型简化分析方法  31-32
第三章有限元软件SAP2000 的相关介绍  32-42
  3.1 SAP2000 软件概述  32-33
  3.2 SAP2000 单元介绍  33
    3.2.1 框架单元  33
    3.2.2 壳单元  33
  3.3 三维框架的有限元分析  33-40
    3.3.1 单元几何方程  33-35
    3.3.2 单元物理方程  35
    3.3.3 空间框架单元刚度矩阵  35-38
    3.3.4 空间框架单元质量矩阵  38-39
    3.3.5 坐标变换  39-40
  3.4 框架塑性铰曲线的定义  40-42
第四章空腹式梁柱与实腹式梁柱的巨型框架结构对比分析  42-52
  4.1 引言  42
  4.2 结构分析算例  42-50
    4.2.1 材料参数的选择  43
    4.2.2 塑形铰的类型和位置  43
    4.2.3 地震波的选取  43-45
    4.2.4 动力时程分析  45-50
  4.3 结论  50-52
第五章空腹梁与实腹梁式巨型框架结构动力弹塑性分析  52-65
  5.1 引言  52
  5.2 巨型框架结构动力时程分析响应  52-55
    5.2.1 工程概况  52-54
    5.2.2 荷载工况  54-55
  5.3 分析结果及结论  55-64
    5.3.1 模态分析  55-56
    5.3.2 多遇地震作用下结构响应  56-60
    5.3.3 罕遇地震作用下结构破坏形式  60-64
  5.4 结论  64-65
第六章结论与展望  65-67
  6.1 本文研究总结  65
  6.2 展望  65-67
参考文献  67-70

钢筋混凝土巨型框架结构弹塑性地震反应分析的研究

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