框架—摇摆墙体系的抗震性能分析与研究

发布时间：2017-09-07 08:19

  本文关键词：框架—摇摆墙体系的抗震性能分析与研究

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【摘要】：地震灾害作为一种毁灭性和突发性的自然灾害,会在短时间内造成巨大的人员伤亡和财产损失。我国处在欧亚地震带与环太平洋地震带的交汇处,是地震多发的国家。震后分析表明建筑物的破坏和倒塌是造成人员伤亡和经济损失的根本原因。由于地震作用的复杂性和随机性,即使在设计时考虑结构中地震敏感区域或易发生损坏的薄弱部位的弹塑性变形验算,结构在强震作用下也容易出现由于柱端出铰而引起的层间屈服破坏现象,因此有必要从结构体系的角度出发,来寻找改善框架结构抗震性能的方法。框架-摇摆墙结构体系具有明确的损伤机制,可使框架结构的各楼层层间变形及损伤分布保持均匀一致,有效的避免了框架结构易出现层屈服破坏的情况,由此改善了结构的屈服机制以及抗震性能。本文以框架-摇摆墙体系为研究对象,进行了摇摆墙体系的设计,分析了其抗震优越性,并提出了附加阻尼的框架-摇摆墙体系设计方法。本文的主要研究内容如下:1.总结了结构损伤控制的内容、原理及其意义,明确了框架-摇摆墙体系“整体损伤机制”的积极意义。介绍了本文采用的结构抗震的设计方法以及所用到的有限元软件,并根据现如今框架-摇摆墙体系所存在的问题,提出了一种隐藏式框架-摇摆墙体系。2.在保证安全和经济的前提下,以层间位移角限值为判断依据,确定了不同楼层数的框架-摇摆墙结构的摇摆墙刚度需求,提出了在初步设计中确定摇摆墙截面的实用方法。3.通过建立10层相同尺寸的框架-摇摆墙结构模型、框架结构模型和框架-剪力墙结构模型,进行对比分析,考察了框架-摇摆墙的抗震性能。研究表明,框架结构和框架-剪力墙结构的任意中间层都有可能成为薄弱层,出现变形集中现象,而框架-摇摆墙结构的层间变形基本一致,实现了“整体屈服机制”。框架-剪力墙结构和框架-摇摆墙结构的损伤机制不同,框架-剪力墙结构以墙体破坏为先,而框架-摇摆墙结构则以主体框架损伤为主。4.针对控制框架-摇摆墙结构在地震作用下的位移和加速度反应,提出了附加金属阻尼器和附加粘滞阻尼器的框架-摇摆墙结构体系的设计方法。通过对附加阻尼器的10层框架-摇摆墙结构模型进行地震波作用下的弹塑性时程分析,考察了消能减震装置的不同布置方式对框架-摇摆墙结构的减震控制效果。
【关键词】：框架-摇摆墙体系 损伤控制 刚度特征值 弹塑性时程分析
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.11
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 绪论12-24
• 1.1 前言12-13
• 1.2 框架-摇摆墙结构简述13-14
• 1.3 框架-摇摆墙结构国内外研究现状14-21
• 1.4 本文研究内容21-24
• 第2章 建筑结构的损伤控制24-30
• 2.1 结构损伤控制及意义24-25
• 2.2 损伤机制控制的基本原理25-26
• 2.2.1 控制结构的变形模式25
• 2.2.2 合理确定预期损伤部位25-26
• 2.3 抗震性能分析方法26-29
• 2.3.1 静力弹塑性分析法26-27
• 2.3.2 动力时程分析法27-29
• 2.4 SNAP有限元分析软件介绍29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 框架-摇摆墙结构体系设计30-44
• 3.1 引言30-32
• 3.2 结构刚度特征值32
• 3.3 算例模型32-33
• 3.4 地震动输入33
• 3.5 框架-摇摆墙结构的合理需求刚度33-38
• 3.5.1 层间位移角限值33-35
• 3.5.2 选取框架理想尺寸35-36
• 3.5.3 计算主体框架抗剪刚度36-38
• 3.5.4 拟合刚度特征值与楼层关系曲线38
• 3.6 公式验证38-41
• 3.7 本章小结41-44
• 第4章 框架-摇摆墙体系的抗震性能研究44-64
• 4.1 算例模型44-47
• 4.2 自振周期47
• 4.3 地震作用下的位移反应47-48
• 4.4 地震作用下的层间位移48-49
• 4.5 地震作用下的加速度反应49-50
• 4.6 层间剪力系数及层间剪力50
• 4.7 塑性铰分布50-52
• 4.8 能量及耗能分析52-62
• 4.8.1 能量分配52-55
• 4.8.2 弹塑性变形能55-62
• 4.9 本章小结62-64
• 第5章 附加阻尼器的框架-摇摆墙结构抗震性能研究64-82
• 5.1 前言64-65
• 5.2 附加金属阻尼器的框架-摇摆墙结构不同布置方式的控制效果65-68
• 5.2.1 金属阻尼器65
• 5.2.2 算例模型65-68
• 5.3 附加粘滞阻尼器的框架-摇摆墙结构不同布置方式的控制效果68-80
• 5.3.1 粘滞阻尼器68-69
• 5.3.2 粘性阻尼器的Voigt计算模型分析69-77
• 5.3.3 算例模型77-80
• 5.4 本章小结80-82
• 结论与展望82-84
• 参考文献84-88
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文88-90
• 致谢90

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本文编号：808426