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大跨度拱形立体桁架自适应推倒分析方法研究

作　者: 张艳龙
导　师: 尹越
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 大跨度空间结构 推倒分析 弹塑性时程分析 能力谱法 自适应能力谱法 塑性铰
分类号: TU323.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


推倒分析方法是一种静力弹塑性分析方法,它是与反应谱相结合,并以结构性能为基础的抗震设计方法,近几年来在国内外得到广泛应用。推倒分析作为实现抗震设计的重要方法,已经在高层结构中得到了普遍地认可,但在大跨度空间结构的抗震研究中还处于初级阶段。本文以国内外相关的理论和方法为基础,采用两种推倒分析方法对多种罕遇地震作用下的大跨度空间结构进行分析,并与弹塑性时程分析进行比较,从而验证两种推倒分析方法在大跨空间结构中的适用性与优劣性。自适应能力谱法(Adaptive Capacity Spectrum Method,简称ACSM)是一种以位移为基础的自适应推倒技术,是以性能为基础的工程理论。该理论考虑了结构刚度的退化,用结构的实际变形来反应结构的特征变化。本文以某火车站站台雨棚大跨度拱形立体桁架结构的一榀为例。选取八度、八度半和九度三种地震烈度下的Elcentro波作为地震输入,采用弹塑性时程分析(NTHA)法、CSM法及ACSM法分析研究结构在罕遇竖向地震作用和横向地震作用下的抗震性能。比较由这三种方法所得到的目标位移和塑性铰分布,从而验证自适应推倒分析在大跨度结构抗震设计中的适用性与精确程度,并比较了在更高振幅下自适应能力谱法与能力谱法的优劣性。通过研究分析得到,与弹塑性时程分析相比,在震级为八度时,能力谱法和ACSM法能够较准确的预测结构的目标位移,但当震级为八度半或九度时,两种方法的预测精度就有所下降;同时作为反应结构薄弱部位的塑性铰,推倒分析都能够较准确地预测其大概位置,但对其数量的预测还有待提高。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 引言  7-9
  1.2 推倒分析方法的研究现状  9-12
  1.3 本文主要研究工作  12-13
第二章 传统推倒分析方法  13-22
  2.1 传统推倒分析方法基本理论  13-15
    2.1.1 等效单自由度体系  13-14
    2.1.2 推倒分析的实施步骤  14-15
  2.2 加载模式  15-16
  2.3 目标位移的确定  16-22
    2.3.1 能力谱法  16-20
    2.3.2 推倒曲线的双线性化方法  20-22
第三章 自适应能力谱法  22-26
  3.1 自适应能力谱法概述  22-26
    3.1.1 评估原则的描述  23-24
    3.1.2 方法的对比  24-26
第四章 大跨度立体桁架结构的竖向推倒分析  26-47
  4.1 分析模型及自振特性分析  26-31
    4.1.1 工程介绍  26-27
    4.1.2 有限元分析模型的建立  27-28
    4.1.3 模型自振特性分析  28-29
    4.1.4 滞回分析  29-30
    4.1.5 时程分析  30-31
  4.2 能力谱法  31-37
    4.2.1 以八度Elcentro 波作为地震输入（竖向）  31-34
    4.2.2 以八度半Elcentro 波作为地震输入（竖向）  34-36
    4.2.3 以九度Elcentro 波作为地震输入（竖向）  36-37
  4.3 ACSM 法  37-39
    4.3.1 以八度Elcentro 波作为地震输入（竖向）  37-38
    4.3.2 以八度半Elcentro 波作为地震输入（竖向）  38-39
    4.3.3 以九度Elcentro 波作为地震输入（竖向）  39
  4.4 竖向地震分析结果对比  39-45
    4.4.1 目标位移的比较  39-44
    4.4.2 塑性铰分布的比较  44-45
  4.5 本章小结  45-47
第五章 大跨度立体桁架结构的横向推倒分析  47-62
  5.1 能力谱法  47-52
    5.1.1 以八度Elcentro 波作为地震输入（横向）  47-49
    5.1.2 以八度半Elcentro 波作为地震输入（横向）  49-50
    5.1.3 以九度Elcentro 波作为地震输入（横向）  50-52
  5.2 ACSM 法  52-54
    5.2.1 以八度Elcentro 波作为地震输入（横向）  52-53
    5.2.2 以八度半Elcentro 波作为地震输入（横向）  53-54
    5.2.3 以九度Elcentro 波作为地震输入（横向）  54
  5.3 横向地震分析结果的对比  54-61
    5.3.1 目标位移的比较  54-59
    5.3.2 塑性铰分布的比较  59-61
  5.4 本章小结  61-62
第六章 结论与展望  62-64
  6.1 结论  62
  6.2 展望  62-64
参考文献  64-68
发表论文和参加科研情况说明  68-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 杆件系统结构 > 杆件结构 > 桁架
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