框支密助复合墙结构振动台试验与抗震性能评定

发布时间：2018-04-22 15:07

本文选题：框支结构 + 密肋复合墙　；参考：《北京交通大学》2015年博士论文

【摘要】：框支密肋复合墙结构是由底部框架和上部密肋复合墙组成的一种新型结构体系。在框支密肋复合墙结构中,密肋复合墙体是主要受力构件之一,密肋复合墙体具有自重轻、整体性好、较高的承载能力和较好的耗能能力等特点。密肋复合墙体中的填充砌块、密肋框格及隐形框架具有一定的整体工作性能,并在地震作用下能够逐渐发生损伤破坏并耗散地震能量,从而改变结构的振动特性,提高结构的抗震性能。本文在总结相关成果的基础上,利用振动台试验、有限元模拟以及理论分析相结合的方法,对框支密肋复合墙结构的抗震性能进行了系统的研究。本文完成的主要研究工作如下：1.框支密肋复合墙结构抗震性能振动台试验研究。进行了1个1/6比例框支密肋复合墙结构模型的振动台试验,测试了结构的动力特性、阻尼比及其在各级地震作用下的加速度和位移反应等,研究了模型结构的破坏机理和破坏模式。试验结果表明,模型结构能满足既定的抗震设防目标,具有良好的抗震性能和较高的安全储备。2.框支密肋复合墙结构弹塑性时程反应分析。采用ABAQUS有限元软件对振动台模型进行了非线性有限元分析,研究了模型结构的动力特性,不同烈度地震作用下结构的位移反应、加速度响应,并和试验数据进行了对比分析。试验与有限元分析取得了基本一致的结果。验证了所建立的有限元分析模型的合理性和准确性。同时,这种简化的分析模型也在一定程度上降低了结构抗震性能分析的难度和耗时,从而为实际的工程应用提供更加便捷的分析途径。3.框支密肋复合墙结构模态分析及设计计算方法研究。对结构进行了模态分析,提取了前三阶的自振频率,将此频率的有限元计算结果与试验测试结果进行对比,其误差在容许范围之内,更进一步的说明了有限元模型的合理性和准确性；为了方便结构数值分析与设计计算,给出了框支密肋复合墙结构的简化弹性计算模型及其简化公式,并通过实际算例的对比分析,证明了此种简化模型及公式的合理性和准确性;对框支密肋复合墙结构在构件设计与构造中的诸多细节性内容在试验研究及理论推导的基础上做了更加系统性的论述。4.框支密肋复合墙结构基于性能的抗震设计分析方法研究。运用基于性能的抗震设计理论对框支密肋复合墙结构的抗震性能进行了分析,并着重采用增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis简称IDA)方法,选取地震动峰值加速度(Peak Ground Motion Acceleration,简称PGA)作为地震动参数(Intensity Measure,简称IM),选取最大层间位移角θ作为地震损伤参数(DamageMeasure,简称DM),使用Origin数据处理软件对离散的结果点插值并拟合得到数条IDA曲线。通过对模型结构的IDA曲线进行统计分析分别得出结构16%,50%和84%的分位曲线,由于各分位曲线间的离散性较小,因此结构具有较好的抗震性能。划分出了结构各破坏状态的性能水准,并确定了相应的能力值,进而又从基于性能抗震设计思想方面对结构的抗震性能进行了评估。综上,本文从振动台试验、有限元模拟和基于性能结构抗震分析三个角度对框支密肋复合墙结构的抗震性能进行了试验与分析评定,同时建立并验证了框支密肋复合墙结构的简化计算模型,为框支密肋复合墙结构的理论研究及工程设计应用提供了系统性的理论参考和设计依据。
[Abstract]:The structure of frame - supported dense - rib composite wall is a new structural system composed of bottom frame and upper dense - rib composite wall .
In order to facilitate structural numerical analysis and design calculation , the simplified elastic calculation model and simplified formula of frame - supported dense - rib composite wall structure are presented .

【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU352.11

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