地震区异型柱框架结构工程应用研究

论文摘要

异型柱框架结构是一种新型节能住宅结构。对这种结构进行研究仅二十年时间,它以轻质填充墙做外墙和内墙,质轻、保温,有利于抗震设计。在实际工程中,采用有异型截面柱的框架结构,已获得了很好的社会效益、经济效益和环境效益。这种结构在广州、天津、上海、深圳等大中型城市中已经被广泛建造。各地的实践证明,异型柱框架结构具有可改造性好,用料省、造价低,居住环境比一般混凝土结构体系好,空间可得到充分利用,使灵活方便的优点。本文,结合某住宅楼的具体工程,就抗震设防烈度为8度和2类建筑场地,通过与矩形柱分析比较的方式,研究了异型柱框架结构的抗震性能。在水平地震作用下,并考虑风荷载组合,分别对矩形柱框架结构和异型柱框架结构体系,运用空间有限元方法,进行地震作用计算。系统地分析研究“结构振型”、“振动周期”、“结构侧向刚度”、“结构地震反应力”、“楼层地震剪力”、“结构侧向位移”、“层间位移角”,以及“构件内力”。结果表明:① 在等条件下,异型柱代换矩形柱后,结构刚度增大,侧向位移明显减小,地震反应力也有减小,框架柱轴压比最大增幅小于8%,结构整体抗震性能有所提高:② 在抗震设防烈度为8度和建筑场地为2类,采用异型柱结构体系时,应尽可能减轻结构自重,降低地震作用力:西安理工大学工程硕士学位论文减轻结构自重,降低地震作用力; 必分别采用“振型分解反应谱”法和“时程分析”法进行地震作用计算,两种方法所得结果基本一致。 本文所得结果和结论,可供工程设计参考、应用。 关键词:钢筋混凝土异型柱框架结构抗震性能对比分析

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 异型柱框架结构体系的创立
• 1.2 异型柱框架结构的优点及缺点
• 1.3 异型柱的适用范围
• 1.4 异型柱框架结构的研究概况
• 1.5 本文的主要工作
• 2 计算模型
• 2.1 引言
• 2.1.1 综述
• 2.1.2 TAT应用程序简介
• 2.2 基本假定
• 2.3 有限元组合离散模型
• 2.3.1 空间杆单元一梁元、柱元及杆元
• 2.3.2 板单元
• 2.3.3 墙元一平板壳元
• 2.4 结构的总刚度矩阵及整体平衡方程的求解
• 2.4.1 结构的总刚度矩阵
• 2.4.2 整体平衡方程的求解
• 2.4.3 构件的内力计算
• 2.5 建筑结构地震作用的计算模型
• 2.5.1 引言
• 2.5.2 杆系模型
• 2.5.3 层模型
• 2.5.4 杆系一层模型
• 2.6 异型截面柱结构分析概要
• 3 建筑结构地震反应分析
• 3.1 引言
• 3.2 单质点振动体系的运动方程
• 3.3 多自由度体系的线性地震反应分析
• 3.3.1 结构体系模型化
• 3.3.2 时域分析法
• 3.3.3 振型叠加法
• 3.3.4 振型分解反应谱理论
• 3.4 结构非线性地震反应分析
• 4 异型柱框架结构抗震性能分析
• 4.1 概述
• 4.1.1 工程概况
• 4.1.2 荷载计算
• 4.1.3 结构抗震验算
• 4.2 结构计算总信息
• 4.3 异型柱框架结构计算结果
• 4.4 矩形柱框架结构计算结果
• 5 异型柱框架与框剪结构抗震性能分析
• 5.1 概述
• 5.2 结构布局及计算参数设定
• 5.3 矩形柱与异型柱框架结构地震反应力、楼层剪力比较
• 5.4 异型柱与矩形柱框架结构楼层最大层间位移角比较
• 5.5 异型柱与矩形柱框架结构平均弹性位移角比较
• 5.6 异型柱与矩形柱杆件内力比较
• 6 结论与建议
• 6.1 本文工作汇总
• 6.2 成果总结与建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录