超高层剪力墙结构的设计与动力性能分析

发布时间：2017-05-09 13:03

  本文关键词：超高层剪力墙结构的设计与动力性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近几年,我国经济的发展动着房地产行业的兴起,为满足人们对空间和舒适度的要求,建筑越来越高,结构造型越来越复杂。而现行规范对超高层结构在弹塑性阶段的设计和基于性能的评估有待商榷,有必要对其地震反应下结构状态进行深入的研究。本论文通过对合肥市某一在超限剪力墙住宅为研究对象,分别利用Midas building和PKPM建立整体结构的有限元模型,利用ANSYS建立较为精细的局部有限元模型,运用多种分析方法和手段,分别在结构的线弹性阶段,弹塑性阶段,对结构的动力特性和抗震性能进行全面系统的判别和评价,为结构的设计提供理论依据中,通过对具体项目的分析,提出了超限高层的设计要点：(1)、本工程属于B级超限结构,平面扭转不规则,竖向刚度有突变,楼板不连续,设计时首先要进行概念设计,平面布置宜简单,规则,宜按X,Y两个主轴方向双向布置,且两个方向侧向刚度不宜相差过大,使结构既经济合理又满足性能要求。(2)、在超限高层建筑进行分析时,采用两种不同的结构模型进行分析计算,通过对两种模型在多遇地震下的对比分析,掌握结构的动力性能。(3)、弹塑性阶段通过采用静力弹塑(push-over)性分析法,观察抗震墙在罕遇震下的薄弱构件率先出现的位置和塑性铰出现位置的分布。通过push-over分析曲线,结构的能力曲线和7度罕遇地震需求曲线能够求得性能控制点。X向、Y向在第28层和第31层出现结构的最大层间位移角和相应的性能控制点,抗震构造措施适当加强。(4)、在罕遇地震下,对连梁最早出现塑性铰的位置,用MIDAS进行模型分析,确定薄弱构件的最大应变值并与规范压应变曲线对比,判断构件所处的应变等级,给与加强。(5)、通过ANSYS对结构耗能构件连梁延性变化的分析,为构件设计提供理论的依据。本文的主要通过具体工程实例,对复杂超限高层结构设计提供依据。
【关键词】：超限高层 剪力墙 动力反应 时程分析 弹塑性分析
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU973.16
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 超高层建筑的发展14-16
• 1.1.1 高层建筑结构体系分类14-16
• 1.2 超限工程的判别16-18
• 1.2.1 属于超限高层的工程16-17
• 1.2.2 一般不规则高层建筑17-18
• 1.2.3 严重不规则高层建筑18
• 1.3 建筑结构抗震方法的介绍18-20
• 1.3.1 地震作用的静力分析法18-20
• 1.3.2 地震作用的动力分析法20
• 1.4 本文的研究目的和内容20-22
• 第二章 剪力墙结构的性能分析22-32
• 2.1 工程概况22-24
• 2.1.1 本工程的设防水准23-24
• 2.2 工程主要承受的荷载24-28
• 2.2.1 结构主要的竖向荷载24-25
• 2.2.2 结构的主要水平荷载和地震作用25-28
• 2.3 结构的荷载效应组合28-29
• 2.3.1 无地震作用时结构荷载组合28
• 2.3.2 有地震作用时结构荷载组合28-29
• 2.3.3 设防地震(中震)结构不屈服结构的荷载组合29
• 2.3.4 罕遇地震下结构部倒塌荷载组合29
• 2.4 抗震设计超限判断及性能目标29-32
• 2.4.1 建筑结构超限检查29-30
• 2.4.2 本工程的抗震设防目标和性能目标30-32
• 第三章 超限剪力墙结构弹性阶段结构的内力分析32-49
• 3.1 剪力墙结构整体计算结果分析32-34
• 3.1.1 计算参数32
• 3.1.2 结构整体计算结果汇总32-34
• 3.2 结构各阶周期、振型、振型参与系数分析34-39
• 3.3 地震作用下楼层剪力分析39-40
• 3.4 结构延性的限制40-42
• 3.5 小震时动力弹性时程分析结构的内力和变形42-49
• 3.5.1 弹性时程分析结果45-49
• 第四章 超限剪力墙结构弹塑性阶段结构的内力分析49-68
• 4.1 设防地震下(中震)结构的的分析49-50
• 4.2 结构在罕遇地震下的静力弹塑性分析50-51
• 4.2.1 分析目的50
• 4.2.2 分析方法50-51
• 4.3 静力弹塑性的基本原理51-52
• 4.4 静力弹塑性的实施过程52-53
• 4.5 水平加载模式的方案53-55
• 4.6 结构目标位移的确定55-56
• 4.7 弹塑性模型分析56-57
• 4.8 分析结果57-66
• 4.8.1 基底剪力—顶点位移相关曲线57-58
• 4.8.2 罕遇地震下结构的分析结果58-61
• 4.8.3 结构在弹塑性状态下出铰状状况61-66
• 4.9 结构弹塑性分析现象66
• 4.10 超限结构分析得到的结论66-68
• 第五章 ANSYS对连梁进行模拟分析68-79
• 5.1 ANSYS有限元模型的建立68-70
• 5.1.1 钢筋混凝土结构有限元模型的选取68
• 5.1.2 钢筋混凝土本构模型68
• 5.1.3 有限元理论在构件设计中应用68-70
• 5.2. 连梁的数目对受力性能的影响70-75
• 5.2.1 加载分析71-73
• 5.2.3 不同连梁布置承载力和延性对比73-75
• 5.3 连梁的箍筋配筋方案对结构的影响75-79
• 5.3.1 应力分析75-77
• 5.3.2 变形分析77-79
• 第六章 结论和展望79-81
• 6.1 结论79
• 6.2 展望79-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况84

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