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钢筋混凝土框架—核心筒结构钢结构加层的抗震性能研究

作　者: 于风波
导　师: 杨晓明
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢结构加层 框架-核心筒结构 整体阻尼比 抗震性能 反应谱法 时程分析法 加层层数 柱脚刚度
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


由于钢结构自重轻、抗震性能好等优点,钢结构加层改造技术正越来越多的应用到实际工程中。现行抗震设计规范对加层改造后形成的混合结构体系无明确规定,而且国内外的研究工作,主要以具体的工程实例为背景,存在一定的局限性。鉴于上述原因,本文以在钢筋混凝土框架-核心筒结构上进行钢结构加层改造时所遇到的问题为出发点,对不同参数的计算模型采用有限元分析程序进行分析,寻找钢结构加层技术在钢筋混凝土框架-核心筒加层改造中存在的一般规律,以供设计者参考。主要研究工作包括:(1)钢筋混凝土框架-核心筒结构加层改造的必要性和可行性分析;钢结构加层改造技术在钢筋混凝土框架-核心筒结构加层改造中的优势和加层后整体结构抗震研究的必要性以及适用于加层结构的抗震基本理论。(2)框架-核心筒结构加层体系的地震反应分析:在钢结构加层改造工程的中,由于加层部分和原结构采用的材料不同,所以定性的将整体结构的阻尼比设为某值是不合理的,应采用以应变能法(能量法)精确计算整体结构的阻尼比;然后利用能量法所得阻尼比进行加层结构的反应谱分析和多遇地震下的时程分析。(3)框架-核心筒结构加层体系抗震性能的影响因素分析:从钢结构加层层数、支撑布置的不同位置、柱脚刚度等因素入手全面分析钢结构加层结构的整体抗震性能,为框架-核心筒结构的钢结构加层改造技术的发展及其设计方法的研究提供一定的参考依据。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章 绪论  10-23
  1.1 引言  10-11
  1.2 国内外加层改造技术的应用及研究现状  11-18
    1.2.1 国外加层改造技术的应用  11-12
    1.2.2 国内加层改造技术的应用和发展  12-14
    1.2.3 建筑加层改造的常见方案  14-16
    1.2.4 钢结构直接加层技术  16
    1.2.5 国内加层改造技术的研究现状  16-18
  1.3 课题背景与选题意义  18-21
    1.3.1 钢结构直接加层改造的可行性分析  18
    1.3.2 钢结构直接加层的优越性和有待解决的技术问题  18-20
    1.3.3 选题意义  20-21
  1.4 本文研究的主要内容  21-23
第2章 结构抗震分析理论和方法及工程背景  23-34
  2.1 引言  23
  2.2 结构抗震分析理论和方法  23-30
    2.2.1 结构抗震分析理论  23-24
    2.2.2 结构的地震反应谱分析理论  24-28
      2.2.2.1 振型分解反应谱法的理论推导  25-26
      2.2.2.2 振型分解反应谱法中影响结构地震作用的因素  26-28
    2.2.3 结构的时程反应分析理论  28-30
      2.2.3.1 结构动力方程的建立  28-29
      2.2.3.2 结构动力方程的求解  29
      2.2.3.3 地震波的选取  29-30
  2.3 工程背景  30-34
第3章 框架-核心筒结构加层体系的地震反应分析  34-76
  3.1 引言  34
  3.2 框架-核心筒结构加层体系整体阻尼比的分析  34-42
    3.2.1 经典阻尼理论  34-36
    3.2.2 阻尼比  36-37
    3.2.3 加层结构体系整体阻尼比的计算方法  37-42
  3.3 框架-核心筒结构加层体系的自振特性分析  42-53
    3.3.1 概述  42-47
    3.3.2 结构基本自振周期  47-48
    3.3.3 结构振型  48-53
  3.4 框架-核心筒结构加层体系的反应谱分析  53-65
  3.5 框架-核心筒结构加层体系在多遇地震下的时程反应分析  65-74
  3.6 本章小结  74-76
第4章 框架-核心筒结构加层体系抗震性能的影响因素分析  76-103
  4.1 引言  76
  4.2 钢结构加层层数对加层体系抗震性能的影响  76-83
    4.2.1 结构模态分析  76-77
    4.2.2 结构层剪力  77-79
    4.2.3 结构层位移及层间位移角  79-83
  4.3 支撑的不同布置位置对加层体系抗震性能的影响  83-94
    4.3.1 支撑的三种常见布置方案  83-85
    4.3.2 支撑的不同布置位置对加层体系抗震性能的影响分析  85-94
  4.4 柱脚刚度对加层体系抗震性能的影响  94-102
    4.4.1 工程中常用的柱脚处理方式  94-95
    4.4.2 柱脚刚度对加层体系抗震性能的影响分析  95-102
  4.5 本章小结  102-103
第5章 结论与展望  103-105
  5.1 结论  103-104
  5.2 展望  104-105
参考文献  105-108
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作  108-109
致谢  109

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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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