柱网参数对框架核心筒结构抗震性能的影响研究

发布时间：2017-08-09 21:09

  本文关键词：柱网参数对框架核心筒结构抗震性能的影响研究

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【摘要】：框架核心筒结构是由框架和剪力墙二者共同组成的一种混合结构形式,因其融合了框架结构和剪力墙结构各自的优点,在地震作用下有着较为良好的力学性能,因此这种结构形式被广泛用于有抗震设计要求的高层建筑。为了研究不同柱网参数对框架核心筒抗震性能的影响,本文利用SAP2000有限元分析软件进行数值模拟。通过改变柱网参数设计了八个框架核心筒模型,对其分别进行了静力弹塑性分析和动力弹塑性分析,从多角度、多方面对各结构模型在地震作用下的抗震响应情况作出了评价,并对分析结果进行了对比。旨在研究不同柱网参数下,框架核心筒结构的受力情况,基于所得出的研究数据,给出优化设计建议。通过对比不同模型下对应框架核心筒结构的基底剪力与顶点侧移曲线、极限层间位移角、塑性铰分布以及内力分配规律等,探求柱网参数对结构体系抗震性能的影响。结合相关理论以及既有研究成果,通过纵、横向的详细对比,总结了柱网参数对结构抗震性能影响的一般规律,对以后的理论研究和工程实践具有一定参考价值。研究结果表明,柱网参数的差异对结构的抗震性能会产生一定影响,当内、外柱网尺寸及间距发生变化时,结构的自振周期、层间位移角、塑性铰分布及发展规律、核心筒和框架部分的内力分配等都会相应发生变化。层间位移角在结构底部二、三层附近都会有一个较为明显的突变,而其余各层层间位移角的大小则相对稳定在某一数值附近。结构的总基底剪力的大部分由核心筒分担,框架部分仅仅只承担其中很小的一部分;总倾覆力矩的分配规律也与之相似,但相比较而言框架部分所占的比重有所上升,且内、外柱网尺寸及间距的变化对其有着较为显著的影响。
【关键词】：框架核心筒结构 柱网参数 静力弹塑性分析 动力弹塑性分析 抗震性能
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU973.17;TU973.31
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 选题背景及研究意义9-11
• 1.1.1 选题背景9
• 1.1.2 研究意义9-11
• 1.2 框架核心筒结构研究现状及发展趋势11-14
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.2.3 发展趋势13-14
• 1.3 本文的主要研究内容14-15
• 2 结构弹塑性分析方法15-21
• 2.1 静力弹塑性分析方法15-18
• 2.1.1 概述15-16
• 2.1.2 目标位移计算方法16
• 2.1.3 侧向荷载分布方式16-17
• 2.1.4 塑性铰的定义17-18
• 2.1.5 优点和局限性18
• 2.2 动力弹塑性分析方法18-19
• 2.2.1 概述18
• 2.2.2 地震波的输入18-19
• 2.2.3 优点和局限性19
• 2.3 静力和动力弹塑性分析方法对比19-21
• 3 有限元分析模型21-24
• 4 静力弹塑性分析24-48
• 4.1 引言24
• 4.2 静力弹塑性分析方法的基本原理24-27
• 4.2.1 Pushover分析方法的基本假设24
• 4.2.2 等效单自由度体系的建立24-26
• 4.2.3 Pushover分析方法的基本步骤26
• 4.2.4 Pushover分析方法的主要内容26-27
• 4.3 水平侧向力加载模式27-28
• 4.4 目标位移的计算28-31
• 4.4.1 能力谱法28-30
• 4.4.2 位移系数法30-31
• 4.4.3 UBC规范反应谱与中国规范反应谱转换31
• 4.5 塑性铰的确定31-32
• 4.6 模型分析32-46
• 4.6.1 模态分析32-33
• 4.6.2 基底剪力与顶点位移对比分析33-36
• 4.6.3 层间变形对比分析36-37
• 4.6.4 塑性铰分布发展规律对比分析37-43
• 4.6.5 内力变化对比分析43-46
• 4.7 静力弹塑性分析结论46-48
• 5 动力弹塑性分析48-66
• 5.1 引言48
• 5.2 动力弹塑性分析方法的基本原理48-49
• 5.2.1 动力弹塑性分析方法的基本假设48-49
• 5.2.2 动力弹塑性分析方法的基本步骤49
• 5.3 地震波的选择49-51
• 5.3.1 地震波的选用原则49-50
• 5.3.2 本文所选用的地震波50-51
• 5.4 结构动力方程的建立与求解51-56
• 5.4.1 结构动力方程的建立51-53
• 5.4.2 结构动力方程的求解53-56
• 5.5 模型分析56-64
• 5.5.1 时程曲线对比分析56-57
• 5.5.2 结构侧向变形对比分析57-58
• 5.5.3 塑性铰对比分析58-61
• 5.5.4 内力变化对比分析61-64
• 5.6 动力弹塑性分析结论64-65
• 5.7 静力和动力弹塑性分析对比65-66
• 6 柱网参数对结构抗震性能的影响评估66-69
• 6.1 外柱网参数对结构抗震性能的影响66-67
• 6.2 内柱网参数对结构抗震性能的影响67-68
• 6.3 内、外柱网间距对结构抗震性能的影响68-69
• 7 结论与展望69-71
• 7.1 结论69
• 7.2 展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75
• 附录75

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本文编号：647312