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基于连续化分析方法的三维框架—剪力墙结构抗震性能研究

发布时间:2018-03-28 06:26

  本文选题:框架-剪力墙结构 切入点:三维 出处:《福州大学》2014年硕士论文


【摘要】:框架—剪力墙结构体系是目前高层结构中最常用的结构形式之一,因此开展该类结构的基于性能抗震性能分析对震害防御具有重要的应用价值和经济价值。目前,基于动力时程分析的增量动力分析方法(IDA)是评价结构抗震性能较为准确的方法。但由于实际工程中的结构构件较多,非线性动力分析计算量巨大,限制了非线性动力分析在实际工程中的应用。因此探讨一种对框架-剪力墙结构合理的、能够满足工程要求和易为广大工程师们所接受的简化分析计算方法是迫切需要的。已有的二维连续性框架-剪力墙简化模型仅适用于平面规则且扭转地震响应变形可以忽略的结构,然而,大部分框架剪力墙结构的的扭转变形不可忽略,且扭转是导致建筑结构破坏的主要因素之一。因此,本文提出了考虑扭转作用的三维连续性框架-剪力墙简化模型。基于此目的,本文的研究内容包括一下几方面:1、框剪结构简化分析模型的理论研究。二维连续性简化模型为一个包含弯曲悬臂梁和剪切悬臂梁的多自由度体系。基于连续性连杆法的解析解,由剪力墙配筋和设计风压可以得到弯曲悬臂梁和剪切悬臂梁的骨架滞回曲线,得到x向和y向的总弯曲刚度和总剪切刚度。本文通过求各单榀框架的近似剪切刚度来求得各榀框架的刚度比,将由此得到的总剪切刚度按单榀框架刚度之比分配给各榀框架,得到各单榀框架的骨架滞回曲线。基于上述理论研究,提出并介绍了简化模型的构建流程。2、框剪结构简化分析模型准确性的验证。为了探讨简化分析模型的准确性,本文以一栋15层的非对称框架-剪力墙结构为例,并以OpenSees为分析软件,对详细模型和简化模型均进行了pushover分析、弹塑性时程分析、非线性增量动力分析。结果表明,简化模型计算的剪力墙剪力、层间位移及扭转角和详细模型较为吻合。3、简化模型参数分析。对建模过程中涉及到的参数刚度特征比α、剪切屈服力σy和静力偏心距e进行参数分析。结果表明参数α对结构抗震位移的影响在小震作用下较小,它随着地震动强度的增加而增加;剪切屈服力的变化不影响结构能力谱曲线中的弹性刚度,但会影响屈服基底剪力的大小,对楼层的抗震位移没有明显的影响;简化模型和详细模型的层间位移角和扭转角的差异值随着地震动强度和相对偏心距的增加而变大。4、分析结果表明,本文提出的三维框架-剪力墙结构简化模型具有简便、高效、准确等优点。可用于框架-剪力墙结构抗震性能的初步评估,具有实用价值。
[Abstract]:Frame shear wall structure system is one of the most common structure form of high-rise structure at present, so the development of this kind of structure analysis has an important application value and economic value of earthquake disaster prevention, seismic performance based on performance. At present, the incremental dynamic dynamic time history analysis method (IDA) is based on the method of seismic assessment of structure performance is accurate. But due to the large structural components in practical engineering, analysis of the great amount of calculation of nonlinear dynamic analysis, limit the application in practical engineering. Therefore a nonlinear dynamic study on frame shear wall structure is reasonable, and can satisfy the engineering requirements and easy for the engineers to accept the simplified calculation method is urgent the simplified model. The existing two-dimensional continuous frame shear wall is only applicable to the regular plane and torsional seismic response of structure deformation can be ignored, however, large Part of the deformation of the frame shear wall structure torsion cannot be neglected, and the reverse is one of the main factors causing the breakage of the structures. Therefore, this paper proposes a simplified model considering three-dimensional continuous frame torsion shear wall. Based on this purpose, the research contents of this paper include the following aspects: 1, a simplified analysis of frame shear wall theoretical study on the model structure. Two dimensional continuous simplified model for a multi degree of freedom system contains bending cantilever beam and a shear cantilever beam. Analytical method based on the solution of the continuous rod, by shear wall reinforcement and design wind pressure can be bent suspension arm frame beam and cantilever beam shear lag back curve, get to X and y to the total bending stiffness and shear stiffness. The approximation for the single frame shear stiffness to get each frame stiffness ratio and total shear stiffness obtained by single frame stiffness score Assigned to each frame from each single frame skeleton hysteresis curve. Based on the theoretical research, and puts forward the construction of the simplified model of.2 process, verify the accuracy of the model analysis of frame shear wall structure is simplified. In order to investigate the accuracy of the simplified analysis model, based on the asymmetric frame - a 15 story shear wall structure for example, with OpenSees as the analysis software of the detailed model and simplified model were carried out pushover analysis, elastic-plastic time history analysis, incremental dynamic nonlinear analysis. The results show that the simplified model for calculating the shear wall shear and layer displacement and torsion angle and the model coincides with.3, a simplified model of parameter analysis. The parameters involved in the process of modeling the rigidity characteristic ratio, shear stress y and static eccentricity e parameters are analyzed. The results show that the influence of parameters on the seismic displacement under small earthquakes is small, with it The increase in ground motion intensity increases; variation of shear yield strength does not affect the structure of capacity spectrum curve in the elastic stiffness, but will affect the size of the base shear yield, seismic displacement on the floor has no obvious effect; difference of simplified model and detailed model of the layer displacement angle and torsion angle values with the increase of ground motion the strength and the relative eccentricity and change of.4, the analysis results show that the proposed 3D frame - shear wall structure simplified model is simple, efficient and accurate etc.. Can be used for preliminary assessment of shear wall structure seismic performance of frame, has practical value.

【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU973.16;TU973.31

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本文编号:1675131

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