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高层建筑的改进Modal Pushover分析方法

作　者: 杨杰
导　师: 刘蓉华
学　校: 西南交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 静力弹塑性Pushover分析 高阶振型 改进的模态Pushover(MPA)分析 高层钢筋混凝土结构 动力时程分析
分类号: TU973.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


目前,静力弹塑性分析方法以其实用性较强的优点受到越来越多的关注,已经被列入《建筑结构抗震设计规范》作为结构弹塑性变形验算之一。本文首先概述了建筑结构的抗震设计思想、抗震分析、设计方法,接着介绍了静力弹塑性Pushover分析方法的国内外现状,对目前比较流行的几种Pushover方法进行了研究,指出其不足之处:这种方法很大程度上依赖于水平荷载分布模式,只考虑了对应基本振型的地震作用,忽略了高阶振型的影响。在实际的高层建筑结构中,结构的位移向量是由多阶振型共同决定的。尤其对于长周期结构,高阶振型对结构的地震作用效应是不可忽略的。其考虑与否直接影响Pushover分析结果的准确程度。鉴于此情况,本文采用了模态Pushover分析方法(MPA),并结合能力谱法对其进行改进。在本方法中,考虑了合理振型数的选择,采用了振型分解方法的基本原理,考虑强度折减的弹塑性反应谱,使分析结果更接近结构在大震作用下的实际性能。利用有限元分析软件SAP2000和ETABS针对二幢高层钢筋混凝土框架分别进行时程分析和Pushover分析及改进的MPA分析,算例表明由于改进的MPA方法考虑了高阶振型的影响,从而使其结果更准确。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 引言  10
  1.2 基于性能抗震设计方法的提出  10-11
  1.3 结构抗震设计的分析方法  11-13
    1.3.1 动力时程分析方法  12
    1.3.2 静力弹塑性(PUSHOVER)分析方法  12-13
  1.4 本文所研究的内容  13-14
第2章 静力弹塑性分析方法  14-31
  2.1 引言  14-15
  2.2 PUSHOVER分析方法的理论基础  15-18
    2.2.1 PUSHOVER分析方法的基本假定  15-16
    2.2.2 等效单自由度体系的建立  16-18
  2.3 PUSHOVER分析方法的基本工作  18-28
    2.3.1 建立水平荷载作用下的荷载—位移曲线  18-20
    2.3.2 结构抗震能力评估  20-28
  2.4 PUSHOVER分析方法的实施步骤  28-29
  2.5 PUSHOVER分析方法的优点和不足之处  29-31
    2.5.1 PUSHOVER分析方法的优点  29
    2.5.2 Pushover分析方法的缺点  29-31
第3章 考虑高阶振型影响的PUSHOVER分析方法  31-39
  3.1 引言  31
  3.2 静力弹塑性分析中考虑高阶振型的影响  31-32
  3.3 适应谱PUSHOVER分析方法  32-34
  3.4 模态PUSHOVER(MPA)分析方法  34-36
    3.4.1 MPA分析方法的基本假定  34
    3.4.2 MPA分析方法的基本原理及公式推导  34-35
    3.4.3 MPA分析方法的基本步骤  35-36
  3.5 改进的模态PUSHOVER(MPA)分析方法  36-39
    3.5.1 形状向量的选取  37
    3.5.2 改进的(MPA)分析方法的基本理论  37-38
    3.5.3 加载模式的改进  38
    3.5.4 改进的模态PUSHOVER(MPA)分析方法的基本步骤  38-39
第4章 钢筋混凝土结构的弹塑性分析  39-68
  4.1 引言  39
  4.2 工程概况  39-41
  4.3 动力时程分析方法  41-54
    4.3.1 结构分析模型的选取  42-44
    4.3.2 地震波的选用  44-46
    4.3.3 恢复力特征曲线  46-47
    4.3.4 结构动力方程的建立与求解  47-52
    4.3.5 动力时程分析结果  52-54
  4.4 改进的模态PUSHOVER(MPA)分析研究  54-64
    4.4.1 合理振型的选取  54-56
    4.4.2 构件塑性铰的定义和布置  56-57
    4.4.3 抗震性能评估  57
    4.4.4 计算结果分析  57-64
  4.5 几种分析方法的比较研究  64-68
    4.5.1 比较结果  65-68
第5章 结论与展望  68-70
  5.1 结论  68
  5.2 展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-76
攻读硕士学位期间发表的论文  76

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 高层建筑 > 高层建筑结构 > 各种结构设计 > 抗震设计
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