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钢梁与核心筒连接刚度对钢—混凝土混合结构体系抗震性能的影响

2020-12-29阅读(1052)

钢梁与核心筒连接刚度对钢—混凝土混合结构体系抗震性能的影响

论文摘要

目前,高层建筑结构已成为城市建设的一种趋势,高层钢-混凝土混合结构得到广泛应用,其抗震性能备受关注。为了研究不同的钢梁与混凝土剪力墙连接节点类型对钢-混凝土混合结构抗震性能的影响,本文通过将实际工程实例钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构按照现行规范设计进行简化,建立理论分析模型。模型中钢梁与混凝土剪力墙处采用不同连接刚度,并使用有限元软件SAP2000进行时程分析,以期了解该类结构的抗震性能以及影响其抗震性能的因素,本文的主要研究工作与取得的成果如下：1.运用有限元软件SAP2000建立结构HS-R模型,进行模态分析提取动力特性以及时程分析,与所采用的文献比对验证SAP2000建模的可行性。改变钢梁与混凝土剪力墙连接类型,采用铰接、半刚接、刚接的节点类型,且对半刚接结构按节点相对刚度选取结构,分别建立模型HS-P、HS-SR1、HS-SR5、HS-SR10、HS-SR15、HS-SR20、HS-R,并进行弹性动力时程分析。分析结果表明,节点类型的改变对结构整体抗震性能的影响很小。但是采用刚接和半刚接连接类型可降低钢梁截面高度,提高空间使用率,同时可以节约钢材,具有较好的经济适用性。2.建立HS-P、HS-SR1、HS-SR5、HS-SR10、HS-SR15、HS-SR20、HS-R结构弹塑性分析模型,进行罕遇地震下的时程分析。就结构楼层最大位移、最大层间位移角以及钢梁的内力、外框架柱内力、结构底部剪力分配情况进行对比分析,同时还对这三类结构的破坏机制进行分析。分析结果表明,HS-SR结构的变形与构件内力值介于HS-R和HS-SR结构之间；在抗震方面,HS-SR结构的外框架既能承担水平力又不会因承担过大的水平力而发生脆性破坏,外框架为具有安全储备的第二道抗震防线。3.本文针对钢梁与混凝土剪力墙半刚性连接的HS-SR结构整体抗震性能的影响因素进行分析,主要分析的影响因素有地震烈度、刚度特征值以及剪力墙厚度。分析结果表明,钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构延性好,结构的刚度特征值对其抗震性能影响较小,而混凝土剪力墙厚对抗震性能影响显著,不能盲目提高墙厚,应控制在一定的合理范围。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 选题背景
  • 1.3 课题的提出及其研究的意义
  • 1.4 混合结构抗震研究现状
  • 1.4.1 混合结构试验研究
  • 1.4.2 混合结构理论分析研究
  • 1.4.3 钢梁与混凝土核心筒连接节点研究
  • 1.4.4 混合结构规范规程
  • 1.4.5 混合结构计算软件
  • 1.5 本文主要工作
  • 1.5.1 研究目的
  • 1.5.2 研究内容
  • 第二章 钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构模型建立
  • 2.1 时程分析法
  • 2.1.1 时程分析法的数值计算方法
  • 2.1.2 时程分析法的计算步骤
  • 2.1.3 地震波的选取
  • 2.2 模型选取
  • 2.3 基本结构SAP2000建模过程
  • 2.3.1 单元类型的选择
  • 2.3.2 材料参数定义
  • 2.3.3 阻尼定义
  • 2.3.4 计算方法的选择
  • 2.3.5 结构建模过程
  • 2.4 模型验证
  • 2.4.1 动力特性
  • 2.4.2 多遇地震下弹性时程分析
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 不同连接刚度的钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构在弹性阶段的抗震性能分析
  • 3.1 半刚性连接
  • 3.2 模态分析
  • 3.3 多遇地震弹性时程分析
  • 3.4 内力分析
  • 3.4.1 节点连接刚度对钢梁轴力的影响
  • 3.4.2 节点连接刚度对钢梁剪力的影响
  • 3.4.3 节点连接刚度对钢梁弯矩的影响
  • 3.4.4 节点连接刚度对框架柱轴力的影响
  • 3.4.5 节点连接刚度对框架柱剪力的影响
  • 3.4.6 节点连接刚度对框架柱弯矩的影响
  • 3.4.7 节点连接刚度对底部剪力分配的影响
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 不同连接刚度的钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构在弹塑性阶段的抗震性能分析
  • 4.1 混合结构弹塑性模型
  • 4.1.1 材料的本构模型
  • 4.1.2 弹塑性时程分析在SAP2000中的实现
  • 4.2 混合结构弹塑性时程分析的加载工况
  • 4.3 罕遇地震下不同连接刚度的混合结构弹塑性时程分析
  • 4.3.1 结构变形分析
  • 4.3.2 结构内力分析
  • 4.3.3 结构破坏机制分析
  • 4.4 混合结构弹性分析与弹塑性分析的对比
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 影响钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构抗震性能的参数分析
  • 5.1 不同地震烈度下混合结构的抗震分析
  • 5.2 结构的刚度特征值对结构抗震性能的影响
  • 5.3 核心筒剪力墙厚度对结构抗震性能的影响
  • 5.4 本章小结
  • 结论与展望
  • 主要结论
  • 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简介

    • 相关论文文献

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