高层建筑剪力墙结构罕遇地震下弹塑性抗震分析与应用

发布时间：2017-09-19 16:03

  本文关键词：高层建筑剪力墙结构罕遇地震下弹塑性抗震分析与应用

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【摘要】：因人口的增长,受于土地资源的限制,使城市对土地价值的利用日益突出,发展高层或超高层建筑结构已势在必行。对高层建筑结构设计的重点是如何保证结构具有足够的刚度与良好的延性来抵抗侧向荷载能力,以及如何评估结构在罕遇地震下的可靠性。基于对高层建筑结构的设计与抗震性能的研究,本论文以唐山市钢城水岸项目中一高层住宅剪力墙建筑结构为实例。首先,通过现实生活背景提出高层建筑结构弹塑性抗震分析的问题,阐述高层结构的特点,介绍结构在罕遇地震下所采用的弹塑性分析法的国内外发展过程、研究现状等,并对结构进行弹塑性分析时所用有限元软件做一简介。接着,研究探讨了结构的弹塑性抗震分析理论基础:对于静力弹塑性分析法,基于Push-over法基础上介绍了位移法与能力谱法两种具有代表性的分析法,并且对结构的加载方式进行了探讨;对于动力弹塑性时程分析法,主要介绍了其计算方法。最后,以一实际工程为例,对其结构建立适当的模型并进行弹性分析,以判断结构体系的布置和构件的设计是否合理;再结合有限元软件MIDAS、EPDA对结构进行罕遇地震下的静力及动力弹塑性分析,观察结构的变形、抗侧指标参数、弹塑性发展等状况,以此来推测评判所设计结构的抗震能力,并对结构有可能出现的薄弱部位采取加强措施,最后对结构所处工作状态做一定论。经过对本论文综合计算分析,由结果可知此结构在罕遇地震下基于性能的抗震设计是合理的,结构的变形处于规范所允许范围内,塑性发展同结构的概念设计相符,达到规范设定的大震不倒抗震目标,可保证结构的安全使用工作状态,而不会出现危及人民生命安全情况。并可为为实际结构的设计及抗震分析提供相关的指导与建议,保证实际结构的使用安全。
【关键词】：高层建筑 剪力墙结构 弹塑性抗震分析 静力弹塑性分析 动力时程分析
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU973.16;TU973.31
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景及现实意义12-13
• 1.2 高层建筑结构的特点13-16
• 1.3 弹塑性分析法简介16-17
• 1.4 结构分析软件简介17-19
• 1.5 本文主要研究内容19-20
• 第2章 弹塑性抗震性能分析的理论基础20-44
• 2.1 概述20
• 2.2 静力弹塑性分析法20-37
• 2.2.1 静力弹塑性分析的假定21-22
• 2.2.2 将多自由度（ MDOF ）结构化为单自由度（ SDOF ）结构的原理22-25
• 2.2.3 常用的几种静力弹塑性分析法25-34
• 2.2.4 弹塑性静力分析法的加载形式34-37
• 2.3 弹塑性动力时程分析法37-42
• 2.3.1 结构动力方程的建立37-40
• 2.3.2 结构微分方程的求解40-42
• 2.4 本章总结42-44
• 第3章 高层建筑工程概况及参数取值44-55
• 3.1 工程概况44
• 3.2 材料选用44-48
• 3.2.1 钢筋的选用44-48
• 3.2.2 混凝土的选用48
• 3.3 荷载取值48-50
• 3.3.1 永久荷载48-49
• 3.3.2 楼面和屋面活荷载49
• 3.3.3 雪荷载取值49-50
• 3.3.4 风荷载取值50
• 3.4 结构设计等级标准50-52
• 3.4.1 结构高度的判定50
• 3.4.2 高层结构的最大高宽比限值50-51
• 3.4.3 结构的设防等级及特征周期51-52
• 3.4.4 结构的抗震等级52
• 3.5 主要设计参数的选取52-54
• 3.5.1 周期折减系数52-53
• 3.5.2 连梁刚度折减系数53
• 3.5.3 梁端负弯矩调幅系数53
• 3.5.4 计算振型数的选取53-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第4章 结构建模及计算分析55-67
• 4.1 建立结构的模型55-58
• 4.2 结构计算控制参数要求58-66
• 4.2.1 结构的周期与阵型58-59
• 4.2.2 剪重比59-60
• 4.2.3 结构的层剪力60-61
• 4.2.4 重力二阶效应与结构的稳定性分析61-62
• 4.2.5 弹性状态下结构的顶点位移62-64
• 4.2.6 弹性状态下结构的层间位角移控制64-65
• 4.2.7 剪力墙稳定性验算65-66
• 4.3 本章小结66-67
• 第5章 罕遇地震下结构的弹塑性分析67-97
• 5.1 罕遇地震作用下结构的构件特点67
• 5.2 结构的静力弹塑性计算67-81
• 5.2.1 分析软件简介67-68
• 5.2.2 结构的计算模型68-69
• 5.2.3 塑性铰的分配69-71
• 5.2.4 结构的加载模式71
• 5.2.5 计算结果及分析71-81
• 5.3 弹塑性动力时程分析81-92
• 5.3.1 结构分析软件的选用82-84
• 5.3.2 结构的恢复力模型84-86
• 5.3.3 地震波的选用86-89
• 5.3.4 弹塑性时程分析结果89-92
• 5.4 结构抗震加强措施92-96
• 5.4.1 塔楼底部加强部位92-93
• 5.4.2 剪力墙边缘抗震措施93-94
• 5.4.3 连梁抗震加强措施94-96
• 5.5 本章小结96-97
• 结论与展望97-101
• 结论97-99
• 展望99-101
• 参考文献101-108
• 致谢108-109
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文109

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本文编号：882555