框架—混合简体结构抗震性能静力弹塑性分析

论文摘要

随着高层建筑的发展,建筑物对结构体系的要求也越来越高,研究具有良好抗震性能的结构形式是大势所趋。钢-混组合结构能充分发挥钢和混凝土的优点,大量的工程实例和分析证明其具有良好的抗震性能,受到越来越多人的关注。本文采用SAP2000分析软件对一种带钢组合连梁的新型框架-混合筒体结构进行静力弹塑性分析（pushover分析）,与实验对比,得出其抗震性能的优劣。主要的研究内容有以下几点：（1）比较几种不同的加载方式,得出顶点加载方式得到的结果与实验结果最接近,用此加载方式进行pushover分析；（2）进行模态分析得到周期和频率,与动力特性实验得到的结果对比,验证模型的正确性；（3）对已进行反复荷载作用下的实验模型进行pushover分析,研究其基底剪力和顶点位移的关系,比较发现基底剪力比实验结果大,顶点位移偏小；（4）得到结构的性能点,计算结构性能点处的层位移,层间位移,观察侧移曲线的变化规律。计算出层间位移角,并和规范中的限值比较,得出层间位移角在限制以内,说明此结构具有较好的抗震性能；（5）了解连梁塑性铰的发展情况,发现中上部楼层为薄弱层,和实验结果接近。观察剪力墙应力图,发现其底部受力最大；（6）考虑不同的连梁刚度折减系数、不同楼层数、不同混凝土强度对于结构响应造成的影响,提出抗震设计的建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 国内外高层建筑发展
• 1.2.1 国内高层建筑发展
• 1.2.2 国外高层建筑的发展
• 1.3 混合结构研究现状
• 1.3.1 混合结构国内研究概况
• 1.3.2 混合结构国外研究概况
• 1.4 结构抗震非线性抗震分析方法研究现状
• 1.4.1 概述
• 1.4.2 非线性动力分析方法研究现状
• 1.4.3 非线性静力分析方法研究现状
• 1.5 存在的问题
• 1.6 本文主要工作
• 1.6.1 研究方法
• 1.6.2 研究内容
• 第二章 框架-混合筒体结构分析模型的建立
• 2.1 模型材料本构关系
• 2.1.1 混凝土材料的本构关系
• 2.1.2 钢筋HPB235和钢材Q235的本构关系
• 2.2 单元的选择
• 2.2.1 梁柱单元的选择
• 2.2.2 楼板和剪力墙单元的选择
• 2.3 塑性铰的确定
• 2.3.1 塑性铰的基本知识
• 2.3.2 本文塑性铰的定义
• 2.3.3 算例
• 2.4 整体模型
• 2.4.1 模型的参数
• 2.4.2 荷载的施加
• 2.4.3 网格的划分
• 2.5 加载方式的确定
• 2.5.1 pushover分析加载模式
• 2.5.2 三种加载方式分析结果
• 2.6 本章小结
• 第三章 框架-混合筒体结构静力弹塑性pushover分析
• 3.1 pushover分析方法
• 3.1.1 pushover法的基本原理
• 3.1.2 pushover法的基本步骤
• 3.2 模态分析
• 3.2.1 振型数量的选择
• 3.2.2 前三阶振型
• 3.2.3 周期与频率的对比
• 3.3 能力谱和需求谱
• 3.3.1 能力谱曲线
• 3.3.2 需求谱曲线
• 3.3.3 本模型采用的实际参数
• 3.4 pushover分析结果
• 3.4.1 基底剪力和顶点位移
• 3.4.2 位移和位移角
• 3.4.3 塑性铰发展过程
• 3.4.4 剪力墙应力发展过程
• 3.5 本章小结
• 第四章 不同因素对框架-混合筒体结构的影响
• 4.1 不同连梁刚度折减的影响
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 刚度折减对位移的影响
• 4.1.3 刚度折减对位移角的影响
• 4.1.4 刚度折减对塑性铰发展的影响
• 4.2 不同楼层数的影响
• 4.2.1 不同楼层数对位移的影响
• 4.2.2 不同楼层数对位移角的影响
• 4.2.3 不同楼层数对塑性铰发展的影响
• 4.3 不同混凝土强度的影响
• 4.3.1 不同混凝土强度对位移的影响
• 4.3.2 不同混凝土强度对位移角的影响
• 4.3.3 不同混凝土强度对塑性铰发展的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 研究成果
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与科研情况