异形钢结构抗震性能分析

发布时间：2017-03-19 04:06

  本文关键词：异形钢结构抗震性能分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地震作为一种随机的不可抗的自然灾害,对人类的危害十分严重,因此结构的抗震性能必须有所保障。我国对建设工程的抗震设防作了明确规定:新建、扩建、改建建设工程,必须进行抗震设防,达到抗震设防要求。实际上,在建筑行业中,建筑的设计和抗震设计之间的关系十分密切,二者共同服务于整个建筑的抗震性能。杭州动漫博物馆一层采用钢网格筒钢框架支撑(钢板剪力墙)结构,二层及以上采用钢框架支撑(钢板剪力墙)+跨层桁架结构,工程中采用了复杂的结构体系和一些新技术。为了解结构在大震时的抗震性能,本文采用多种软件对动漫博物馆进行了静力弹塑性分析和动力弹塑性分析,主要结论如下:1.罕遇地震作用下,结构基本处于弹性状态。关键构件、普通竖向构件及支撑均处于弹性状态,仅有少量楼梯梁和柱间防屈曲支撑构件发生屈服(出铰),结构整体上基本处于弹性状态,满足性能目标要求。2.大震作用下静力弹塑性分析与动力弹塑性分析得出,结构最大层间位移角分别为X主向1/297,Y主向1/183,和X主向1/216,Y主向1/191,均远小于1/50的规范限值,也远小于性能目标对应的层间位移角限值1/100。3.结构中设置的耗能构件(防屈曲约束支撑)首先出铰,并且部分达到了第二屈服状态(全截面屈服),这表明耗能构件在罕遇地震作用下,能够发挥耗散地震能量的作用,减轻其余构件的地震作用,从而有效的保证整个结构的大震安全性,达到了预期的效果。动漫博物馆为多项不规则超限建筑,考虑到目前计算方法的局限性,结构设计在满足性能设计要求下,尚应采取其他抗震措施,例如,提高结构楼板的抗震能力,并加强结构楼板整体性;柱间钢支撑从上往下尽量做到连续贯通直至落地;将出现塑性铰的普通柱间支撑改为屈曲约束支撑。
【关键词】：钢结构 结构抗震 有限元分析 时程分析 静力弹塑性分析
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外钢结构抗震研究现状10-12
• 1.3 工程背景以及本文主要工作12-14
• 1.3.1 本课题工程背景12-13
• 1.3.2 本文的主要工作13-14
• 第2章 工程概况及结构抗震性能设计14-43
• 2.1 工程概况14-21
• 2.1.1 设计基本资料14
• 2.1.2 设计依据、建筑分类等级和荷载取值等14-21
• 2.2 结构方案与材料21-29
• 2.2.1 基础选型21-22
• 2.2.2 上部结构设计22-25
• 2.2.3 结构材料25
• 2.2.4 结构新技术25-29
• 2.3 结构抗震性能设计29-35
• 2.3.1 结构超限内容判定29-31
• 2.3.2 结构抗震性能目标31-33
• 2.3.3 抗震性能分析及设计方法33-34
• 2.3.4 分析控制标准34-35
• 2.4 结构静力弹性分析35-43
• 2.4.1 建筑物总质量35-36
• 2.4.2 振型与周期36-37
• 2.4.3 上下楼层的刚度比、受剪承载力比37-39
• 2.4.4 有效质量系数与基底地震作用效应39
• 2.4.5 层剪重比39-40
• 2.4.6 地震作用和风荷载下的结构位移参数40-41
• 2.4.7 关键部位挠度41
• 2.4.8 结构抗风评价41-43
• 第3章 静力弹塑性分析43-66
• 3.1 静力弹塑性分析及评价方法43-47
• 3.1.1 计算方法、计算方式43
• 3.1.2 Pushover参数43-44
• 3.1.3 定义及分配铰特性值44-46
• 3.1.4 性能评价46-47
• 3.2 中震静力弹塑性分析结果47-54
• 3.2.1 性能曲线分析47-51
• 3.2.2 层剪力及层位移角分析51
• 3.2.3 塑性铰分布51-54
• 3.3 大震弹塑性静力分析54-66
• 3.3.1 性能曲线分析54-58
• 3.3.2 结构层剪力分析58
• 3.3.3 层间位移角分析58-59
• 3.3.4 塑性铰分布59-64
• 3.3.5 出铰顺序结果64-66
• 第4章 弹塑性时程分析66-85
• 4.1 罕遇地震弹塑性时程分析的原因及目的66
• 4.2 分析方法、分析软件、分析步骤及模型数据来源66-67
• 4.2.1 分析方法66
• 4.2.2 分析软件66-67
• 4.2.3 模型数据来源67
• 4.3 非线性地震反应分析结构模型67-68
• 4.3.1 材料模型67-68
• 4.3.2 定义及分配铰特性值68
• 4.4 结构抗震性能评价方法68
• 4.5 地震波选取68-72
• 4.6 计算结果分析72-84
• 4.6.1 整体结构计算结果72-73
• 4.6.2 楼层剪力反应分析73-74
• 4.6.3 楼层位移反应分析74-76
• 4.6.4 结构时程曲线76
• 4.6.5 结构构件的出铰情况76-84
• 4.7 出铰顺序结果84-85
• 第5章 结论与展望85-87
• 5.1 结论85-86
• 5.2 展望86-87
• 参考文献87-91
• 致谢91

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