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高层钢骨混凝土框架结构的抗震性能研究

作　者: 梁海明
导　师: 魏华；孙海霞
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢骨混凝土框架结构 pushover分析时程分析配钢率
分类号: TU973.19
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

钢骨混凝土结构具有承载力高,延性和韧性好,抗震性能优等诸多优点,近年来在多高层建筑中得到越来越广泛的应用。但国内在地震区却很少采用全钢骨混凝土结构体系,对这种结构体系的抗震性能的研究也不是很充分。因此,分析在不同配钢率情况下钢骨混凝土框架结构的抗震性能具有较高的工程应用价值。基于这一点,本文采用Pushover分析法和时程分析法对钢骨混凝土框架结构抗震性能进行了分析。论文的主要工作有以下部分:首先采用ETABS对结构进行模态分析得到结构的模态参数,通过模态参数来验证结构模型的正确性。模态分析为Pushover分析和动力时程分析提供了振型。通过振型分解反应谱法得到了结构的受力和变形特点,为塑性较的位置指定提供了方便。其次通过ETABS中pushover分析了解结构在大震下的非线性行为并得到结构性能指标,最后利用能力谱曲线来评估六种不同配钢率结构模型的整体抗震性能。最后通过ETABS进行时程分析。得到六种不同配钢率结构模型的时程变化情况,根据时程分析与pushover分析结果的综合考虑,提出钢骨混凝土框架结构体系的配钢率范围在4%~8%左右比较合理。从结构整体的抗震性能考虑,通过对计算结果进行综合分析可知:钢骨混凝土柱的配钢率取4%~8%左右是比较合理的范围,既能满足承载力及延性要求,又能做到经济省材。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 钢骨混凝土结构特点及发展历程  10-12
    1.1.1 引言  10
    1.1.2 钢骨混凝土结构的特点  10-11
    1.1.3 钢骨混凝土构件的力学特性  11-12
  1.2 钢骨混凝土结构在国内外应用及研究的进展  12-14
    1.2.1 钢骨混凝土结构在国外应用及研究进展  12-13
    1.2.2 钢骨混凝土结构在我国的应用及研究进展  13-14
  1.3 选题的背景及本文研究的内容  14-16
    1.3.1 选题的背景  14-15
    1.3.2 本文研究的主要内容  15-16
第二章钢骨混凝土构件的有限元分析理论  16-22
  2.1 钢骨混凝土结构有限元模型的特点  16
  2.2 有限元单元介绍  16-22
    2.2.1 空间梁柱单元  16-19
    2.2.2 楼板薄壳(板)单元  19-22
第三章钢骨混凝土结构的抗震方法  22-34
  3.1 静力弹塑性分析法(pushover 法)  22-30
    3.1.1 pushover 的基本原理和假设  22
    3.1.2 pushover 的计算模型  22
    3.1.3 pushover 分析步骤  22-23
    3.1.4 加载模式  23-24
    3.1.5 分析结果  24-25
    3.1.6 能力谱法对结构抗震能力的评估  25-30
  3.2 动力弹塑性分析法（时程分析法）  30-34
    3.2.1 时程分析法的数值计算方法  30-31
    3.2.2 时程分析的阻尼问题  31-32
    3.2.3 时程分析时地震波的选用  32-33
    3.2.4 时程分析时地震波的调整  33-34
第四章钢骨混凝土结构的抗震性能分析  34-64
  4.1 结构模型的建立  34-37
    4.1.1 模型介绍  34-36
    4.1.2 计算模型尺寸  36-37
  4.2 钢骨混凝土框架模态分析  37-38
  4.3 常遇地震作用分析  38-40
  4.4 结构在罕遇地震作用下的 pushover 分析  40-55
    4.4.1 能力谱分析  40-44
    4.4.2 楼层位移和层间位移分析  44-47
    4.4.3 合成基底剪力与监测位移分析  47-49
    4.4.4 塑性铰的发展状况  49-55
  4.5 结构在罕遇地震作用下的时程分析  55-64
    4.5.1 地震波的选取  55-57
    4.5.2 计算结果  57-64
第五章结论  64-65
参考文献  65-68
在学研究成果  68-69
致谢  69

高层钢骨混凝土框架结构的抗震性能研究

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