学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

汶川地震典型框架结构震害分析和防倒塌对策研究

作　者: 马玉虎
导　师: 叶列平
学　校: 清华大学
专　业: 土木工程
关键词: 汶川地震 RC框架结构多尺度有限元模型倒塌率防倒塌对策
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 226次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文以汶川地震震中附近映秀镇漩口中学教学楼和办公楼的典型RC框架结构震害为背景,通过结构弹塑性分析和IDA倒塌率分析对汶川地震中典型RC框架结构的抗倒塌能力、倒塌机理进行研究,并根据分析结果有针对性的提出抗倒塌措施,为改进框架结构的抗地震倒塌能力设计提供参考。主要研究工作和成果如下:(1)RC框架结构弹塑性数值分析模型的开发。在基于大型通用有限元分析软件MSC.MARC的平台上,针对震害特征,分析了传统计算模型存在的问题,开发了相比于传统纤维梁模型更为精确的多尺度模型和能考虑楼板影响及基础转动的改进宏观有限元模型,为结构抗倒塌分析提供了工具。(2)研究漩口中学教学楼A和办公楼H的框架结构震害原因。利用弹塑性动力时程分析方法对漩口中学教学楼A和办公楼H的震害进行计算,模拟其倒塌过程,并用IDA方法研究了其抗倒塌能力,对其倒塌模式、倒塌机理及其影响因素进行了分析比较,找出两结构抗倒塌能力差异的内在原因和影响结构抗地震倒塌能力的关键部位,为改进框架结构抗震倒塌能力设计提供参考。(3)研究箍筋约束对典型框架结构抗倒塌能力的影响。总结归纳了目前常用的箍筋约束混凝土本构模型,采用基于MSC. MARC的纤维梁单元模型,通过与多个实验结果的对比,对各模型进行了验证。选择合适的箍筋约束混凝土本构模型,对考虑箍筋约束效果后的漩口中学教学楼A和办公楼H进行抗倒塌分析。(4)提出改进框架结构抗倒塌能力的方法。采用结构加固和重新设计的方法提高教学楼A的抗倒塌能力。结构加固方法包括加普通支撑、加BRB支撑、加阻尼器方案;重新设计方法包括增大柱子截面、提高箍筋约束效果、提高设防烈度等方案。对各方案分别进行了倒塌率IDA分析和推覆分析,研究各方案的加固效果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章引言  9-18
  1.1 课题研究背景和意义  9
  1.2 结构弹塑性分析方法综述  9-16
    1.2.1 弹塑性静力分析  10
    1.2.2 弹塑性动力时程分析方法  10-11
    1.2.3 IDA 分析  11-12
    1.2.4 基于IDA 的结构倒塌率分析  12-14
    1.2.5 倒塌率分析方法中地震动记录的选取和指标选取  14-16
  1.3 本文的主要研究工作  16-18
    1.3.1 研究目的  16
    1.3.2 研究思路和研究内容  16-18
第2章漩口中学典型框架震害  18-24
  2.1 漩口中学震害情况  18-19
  2.2 漩口中学教学楼A 震害  19-22
    2.2.1 建筑概况  19-20
    2.2.2 震害描述  20-22
  2.3 漩口中学教学楼H 震害  22-23
    2.3.1 建筑概况  22
    2.3.2 震害描述  22-23
  2.4 震害分析  23-24
第3章漩口中学震害模拟  24-43
  3.1 算例及其参数  24-25
  3.2 分析模型概述  25-27
  3.3 传统纤维梁模型计算结果  27-30
    3.3.1 传统计算模型存在的问题  27-29
    3.3.2 考虑楼板影响的宏观纤维梁模型  29-30
  3.4 微观-宏观多尺度模型  30-35
    3.4.1 微观实体单元与宏观纤维梁单元界面的处理  31-34
    3.4.2 多尺度模型的计算结果  34-35
  3.5 考虑基础影响的宏观模型（宏观模型3）  35-39
  3.6 基于IDA的结构抗倒塌能力分析  39-42
  3.7 小结  42-43
第4章约束混凝土研究  43-58
  4.1 箍筋约束混凝土模型概述  43-45
  4.2 约束混凝土模型的验证  45-54
    4.2.1 试件的选取  45
    4.2.2 有限元分析模型  45-46
    4.2.3 分析结果和比较  46-54
  4.3 考虑箍筋约束后的漩口中学抗倒塌能力分析  54-57
  4.4 小结  57-58
第5章防倒塌加固对策  58-74
  5.1 加固方案  58-59
  5.2 普通支撑加固方案  59-66
    5.2.1 普通支撑滞回模型  59-61
    5.2.2 普通支撑加固方案的推覆分析结果  61-62
    5.2.3 普通支撑方案IDA 倒塌率分析结果  62-66
  5.3 BRB支撑加固方案  66-70
    5.3.1 BRB 支撑模型  66
    5.3.2 支撑加固方案的推覆分析结果  66-67
    5.3.3 BRB 支撑加固方案的IDA 倒塌率分析  67-70
  5.4 加阻尼器加固方案  70-71
    5.4.1 阻尼器模型  70
    5.4.2 阻尼器加固方案IDA 分析结果  70-71
  5.5 各加固方案比较  71-72
  5.6 小结  72-74
第6章防倒塌设计对策  74-81
  6.1 控制轴压比方案  74-75
  6.2 加强箍筋约束方案  75-77
  6.3 提高设防烈度方案  77-78
  6.4 提高柱梁强度比方案  78-79
  6.5 各方案比较  79-81
第7章结论与展望  81-83
  7.1 主要工作  81-82
  7.2 研究展望  82-83
参考文献  83-86
致谢  86-87
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  87

汶川地震典型框架结构震害分析和防倒塌对策研究

内容摘要

全文目录

相似论文