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基于OpenSees的预应力混凝土框架非线性数值模拟与抗震性能初步分析

作　者: 李少巍
导　师: 简斌
学　校: 重庆大学
专　业: 结构工程
关键词: 预应力混凝土 框架结构 OpenSees 地震反应 非线性
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 607次
引　用: 6次
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内容摘要


面向对象开放的大型有限元结构分析软件OpenSees,因其强大的分析功能和开放特性,成为目前最适合进行建筑结构非线性地震反应分析的软件之一。但目前该软件主要应用于非预应力结构的分析研究,本文将其开发应用于预应力混凝土结构的抗震性能研究,为后续大型预应力混凝土框架结构抗震能力的研究打下良好的基础。本文根据预应力筋两阶段工作原理理论,运用OpenSees进行预应力混凝土框架结构的非线性分析数值模拟,完成了预应力混凝土框架结构低周反复荷载试验模拟和地震波输入下的非线性时程分析,并对设防烈度为8度(抗震等级为一级)的多层多跨预应力混凝土框架结构的非线性动力时程分析结果进行了初步探讨,得到以下主要结论:①将预应力筋两阶段工作原理理论应用于预应力混凝土结构的地震反应分析,合理准确考虑预应力作用并在求解时加入相应的预应力钢材的本构关系,与分析普通钢筋混凝土构件一样,进行预应力混凝土构件的分析,是模拟预应力效应的有效方法;②预应力混凝土框架结构低周反复荷载试验模拟和地震波输入下的非线性时程分析表明,基于截面纤维模型的大型有限元结构分析软件Opensees,同样适合预应力混凝土结构的地震反应分析;③设防烈度为8度的多层多跨预应力混凝土框架结构的非线性动力时程分析结果表明,预应力混凝土框架结构柱脚为其薄弱环节,可能较早出现塑性铰;预应力框架结构弹塑性状态下的内力因为重分布而与弹性状态有较大差别,是造成底层中柱柱脚最先出铰的主要原因;④严格按照国家规范8度设防烈度设计的抗震等级为一级的八层两跨预应力框架结构在8度罕遇地震作用下以较大的结构抗力抵御地震作用,且具有较大的强度储备;部分预应力混凝土框架结构在罕遇地震下能够形成梁端为主加底层中柱柱脚的塑性铰耗能机制,具有较好的抗震能力。

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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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