不同支撑下的平面不规则钢框架结构地震反应研究

发布时间：2017-08-25 22:57

  本文关键词：不同支撑下的平面不规则钢框架结构地震反应研究

  更多相关文章： 平面不规则结构 抗震性能 反应谱分析 时程分析 消能减震分析

【摘要】：高层建筑是经济繁荣与科技进步以及新材料、新工艺不断发展下的产物。近年来,高层建筑数量迅速增多,高度大幅提升,结构形式也发生了很大变化。目前,随着各种建筑钢材的不断推广和普及,人们利用钢材具有材质均匀,强度高,延性好,易于批量生产的优良性质,建成了许多不规则高层钢结构建筑。而我国是地震灾害多发的国家,因此,对不规则高层钢结构的抗震研究具有重要的现实意义。本文主要论述了钢结构的发展近况、优点以及各国的高层钢结构发展现状,并且介绍了钢结构的震害以及钢框架支撑体系,包括支撑的类型和分类。对于抗震研究理论及方法,本文做了相关介绍,主要介绍几种常用的抗震分析理论。接下来,对结构进行有限元分析,有限元分析利用的是大型有限元分析软件SAP2000,通过对几种采用不同支撑的钢框架结构进行一系列的分析,研究分析结果。利用抗震减震技术,在结构上设置相应的减震措施,对结构进行消能减震分析。本文中的结构属于平面不规则钢框架支撑结构,总共建立了四种结构模型,分别采用了两种支撑体系,一种是中心支撑体系,另一种是偏心支撑体系。通过对采用不同支撑的各个结构进行了模态分析获得结构的周期、频率、质量参与系数,判定分析结构的平扭和周期特性。通过反应谱分析得到了四种结构的楼层位移、层间位移和层间位移角,并分析了不同支撑类型及布置位置对四种结构抗震性能的影响。通过线性时程分析得到四种结构在EL-Centro波、TAR_TARZANA波与人工波作用下的抗震性能。数据对比分析表明,对于该钢框架结构将支撑布置在中跨位置具有较好的抗震性能。此外,将第一种结构进行非线性时程分析,获得该结构的地震响应数据,分析其在该分析工况下的变形特点。为了研究耗能减震的效果,在第一种结构上设置粘滞阻尼器,在非线性动力时程分析下,研究结构的耗能减震性能,并与不设置耗能减震装置的结构进行对比,研究减震效果。
【关键词】：平面不规则结构 抗震性能 反应谱分析 时程分析 消能减震分析
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU391;TU311.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 高层钢结构发展概况15-18
• 1.2 地震的灾害18-20
• 1.3 钢结构的震害20-21
• 1.4 不规则建筑的定义及分类21-22
• 1.4.1 不规则建筑抗震发展和现状21-22
• 1.4.2 我国的规范对不规则的定义22
• 1.5 钢框架支撑体系22-25
• 1.5.1 中心支撑结构23-24
• 1.5.2 偏心支撑结构24
• 1.5.3 偏离中心支撑结构24-25
• 1.6 研究的目的与内容25-27
• 第二章 抗震研究理论与方法27-35
• 2.1 结构抗震设计27
• 2.1.1 工程抗震设防的目的和要求27
• 2.1.2 抗震设计的总体内容27
• 2.2 有限元的发展27-28
• 2.3 模态分析理论28-29
• 2.4 反应谱分析理论29-32
• 2.4.1 单质点水平地震作用29-30
• 2.4.2 多质点水平地震作用30-32
• 2.5 时程分析法32-34
• 2.5.1 时程分析法简介32
• 2.5.2 时程分析基本理论32-34
• 2.6 地震波的选取34
• 2.7 本章小结34-35
• 第三章 采用不同支撑结构的工程算例及分析35-44
• 3.1 工程算例35
• 3.2 不同支撑结构模型的建立35-38
• 3.3 模态分析38-43
• 3.3.1 结构自振特性38-40
• 3.3.2 结构的振型特点40-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 不同支撑结构的反应谱和时程分析44-68
• 4.1 反应谱分析44-51
• 4.1.1 单向水平地震作用44-47
• 4.1.2 双向水平地震作用47-51
• 4.2 时程分析51-63
• 4.2.1 选取地震波51-52
• 4.2.2 人字形中心支撑框架结构线性时程分析52-55
• 4.2.3 八字形偏心支撑框架结构线性时程分析55-57
• 4.2.4 结构的基底剪力和弯矩57-63
• 4.3 结构的非线性动力分析63-66
• 4.3.1 塑性铰63-64
• 4.3.2 结构的非线性时程分析64-66
• 4.4 本章小结66-68
• 第五章 设置粘滞阻尼器结构的消能减震分析68-81
• 5.1 隔震、消能减震及分类68-70
• 5.1.1 隔震技术68
• 5.1.2 消能减震装置68-70
• 5.2 消能减震结构的能量理论原理70-71
• 5.3 粘滞阻尼器性能原理及模型71-74
• 5.3.1 粘滞阻尼器的力学模型71-74
• 5.3.2 SAP2000所采用的理论模型74
• 5.4 设置粘滞阻尼器的结构分析74-80
• 5.4.1 设置粘滞阻尼器的非线性时程分析75-76
• 5.4.2 设置与不设置粘滞阻尼器结构对比分析76-80
• 5.5 本章小结80-81
• 第六章 结论与展望81-83
• 6.1 结论81-82
• 6.2 不足和展望82-83
• 参考文献83-86
• 致谢86-87
• 作者简介及读研期间主要科研成果87

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本文编号：738530