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钢框架—混凝土核心筒住宅体系结构动力性研究

作　者: 马靖超
导　师: 钟岱辉
学　校: 山东建筑大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢框架-混凝土核心筒住宅 模态分析 Pushover 动力弹塑性分析
分类号: TU973.17
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 39次
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内容摘要


钢框架—混凝土核心筒住宅已经在发达国家发展多年,但是在我国还处在起步阶段。随着经济的发展,我国逐渐重视钢结构住宅和新型体系的研究,随着推动钢结构住宅发展相关政策的出台,对各种钢结构住宅体系的研究和应用已经逐步展开。本文针对钢框架—混凝土核心筒住宅体系的非线性结构性能和影响动力性能的因素进行了研究,内容主要作了以下几个方面的工作：(1)建立了高层钢—混凝土混合结构的三维空间有限元分析模型,并对其进行了模态分析。分析了结构的动力特性,并根据质量参系数,平动、扭转等特性分析模型在高阶振型下的反应。(2)对钢框架--混凝土核心筒结构的三维空间有限元分析模型进行Pushover分析,确定加载方式,观察塑性铰在结构的出现部位、出现次序、和塑性铰的发展,并分析了结构的屈服特点。(3)混凝土核心筒建模时利用分层壳单元进行模拟,并分析了混凝土筒体在推覆过程中的应力变化情况,最后将其结果与运用等代框架建模分析的结果进行比较,得出相关结论。(4)对高层钢—混凝土混合结构模型进行了地震作用下的弹塑性动力反应分析,通过改变影响结构地震反应的因素(结构布置、楼板厚度、核心筒壁厚、轴向变形等),对高层钢—混凝土混合结构模型进行动力非线性分析,得到结构在不同地震烈度；不同场地；不同地震波下的顶层位移时程、加速度时程、楼层位移及层间位移角反应,研究了地震作用下混合结构的动力性能、屈服与破坏情况。通过对不同结构因素；不同地震波作用的结构动力反应对比分析得出相关结论。(5)将pushover分析方法和动力时程分析方法的结果形成结论,在结构方案阶段和计算过程中,发挥了良好的作用。最后,在总结论文全部工作的基础形成一定的结论。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章 绪论  8-13
  1.1 高层混合结构的定义  8
  1.2 高层混合结构的特点  8
  1.3 高层混合结构住宅的工程应用情况  8-9
  1.4 高层混合结构的研究情况  9-11
    1.4.1 在试验研究方面  9-11
    1.4.2 在理论研究方面  11
  1.5 本文主要研究内容  11-13
第2章 高层混合结构分析模型及地震波的选择  13-19
  2.1 高层建筑结构弹塑性分析方法概述  13-16
    2.1.1 弹塑性静力分析方法  13-14
    2.1.2 弹塑性动力分析方法  14-15
    2.1.3 通用有限元软件SAP2000在动力弹塑性分析中的应用  15-16
  2.2 地震波的选择  16-18
  2.3 本章小结  18-19
第3章 高层混合结构模型建立与模态分析  19-34
  3.1 结构模型建立  19-21
  3.2 高层混合结构模态分析  21-34
    3.2.1 特征向量法和Ritz向量法  21-22
    3.2.2 质量参与系数和荷载参与系数  22-26
    3.2.3 模型计算与分析  26-34
第4章 高层混合结构Pushover分析  34-51
  4.1 高层混合结构Pushover分析  34-49
    4.1.1 Pushover分析的目的  34
    4.1.2 侧向力分布模式  34
    4.1.3 塑性铰的指定  34-35
    4.1.4 核心筒模型选择  35-36
    4.1.5 Pushover分析过程  36-40
    4.1.6 结构反应分析  40-46
    4.1.7 等代框架模拟剪力墙结果对比  46-49
  4.2 本章小结  49-51
第5章 高层混合结构动力性能分析  51-61
  5.1 结构布置的影响  51-53
  5.2 楼板厚度的影响  53-55
  5.3 核心筒厚度的影响  55-58
  5.4 轴向变形的影响  58-59
  5.5 本章小结  59-61
第6章 高层混合结构的工程实例  61-71
  6.1 工程概况  61-62
  6.2 结构设计  62-70
    6.2.1 结构方案选取  62
    6.2.2 结构计算与分析  62-66
    6.2.3 轴向变形分析  66-70
  6.3 本章小结  70-71
第7章 结论与展望  71-73
  7.1 主要工作及结论  71-72
  7.2 展望  72-73
参考文献  73-78
后记  78
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况  78

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 高层建筑 > 高层建筑结构 > 结构类型与体系 > 筒体体系
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