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钢筋混凝土异形柱结构体系非线性抗震性能研究

作　者: 甄军
导　师: 刘继明
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 异形柱结构体系非线性分析地震反应抗震设计
分类号: TU375.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

钢筋混凝土异形柱结构体系是以L形、T形和+字形等异形截面柱代替传统矩形截面柱组成的一种结构体系,由于其在室内不露梁、柱等优点而被广泛应用于住宅建筑。但是,目前国内外还没有成熟的适合钢筋混凝土异形柱结构空间非线性分析的手段和工具,其抗震性能的研究主要通过结构试验进行,且试验研究主要集中在构件层次,而对整体结构抗震性能缺乏定量的分析研究。采用基于有限单元纤维梁柱单元模型的钢筋混凝土结构三维非线性地震反应分析程序EPDA&PUSH,对依现行规范和技术规程设计的钢筋混凝土异形柱结构进行非线性地震反应分析,考察整体结构在罕遇水准地震作用下的抗震性能,对结构能否达到抗震设防目标进行初步评价,针对抗震分析出现的问题进行了进一步研究,为钢筋混凝土异形柱结构的抗震设计提供一些参考依据。围绕上述目标,主要完成了以下工作:(1)按现行设计规范及技术规程设计了设防烈度为7(0.15g)度的一个规则钢筋混凝土异形柱框架结构与一个规则框架—剪力墙结构,并进行了双向水平地震作用下的三维非线性地震反应分析,考察了按照规范设计的钢筋混凝土异形柱框架与框剪结构罕遇地震水准作用下的抗震性能,对结构能否达到抗震设防目标进行了初步的评价。(2)按现行设计规范及技术规程设计了设防烈度为8(0.20g)度的一个规则钢筋混凝土异形柱框架—核心简结构,并进行了双向水平地震作用下的三维非线性地震反应分析,考察了按照规范设计的钢筋混凝土异形柱框筒结构罕遇地震水准作用下的抗震性能,对结构能否达到抗震设防目标进行了初步的评价。(3)通过3种截面形式、各27根柱的线性屈曲分析及3种截面形式、各3根柱的非线性屈曲分析,得到了异形截面柱屈曲模态形式、荷载。分析了柱高、混凝土强度等级、柱截面面积对屈曲荷载的影响。(4)根据文章所完成的研究成果,给出了异形柱结构体系设计理论与抗震设计的具体建议。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-11
第1章绪论  11-20
  1.1 结构工程发展简介  11-13
  1.2 钢筋混凝土异形柱结构体系的产生及发展  13-15
  1.3 钢筋混凝土异形柱结构体系研究现状  15-18
    1.3.1 钢筋混凝土异形截面柱构件研究  15-16
    1.3.2 钢筋混凝土异形柱平面框架研究  16-17
    1.3.3 钢筋混凝土异形柱空间框架研究  17
    1.3.4 钢筋混凝土异形柱空间框架—核心筒研究  17-18
  1.4 本文研究内容及意义  18-19
  1.5 本章小结  19-20
第2章钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能研究  20-43
  2.1 基于性能的抗震设计方法  21-22
  2.2 钢筋混凝土异形柱结构抗震性能研究现状  22-24
  2.3 框架结构抗震问题的提出及解决方法  24-29
    2.3.1 分析方法  25-26
    2.3.2 分析软件  26-27
    2.3.3 分析步骤及地震波选择  27-29
  2.4 非线性地震反应分析模型  29-31
  2.5 罕遇地震弹塑性动力时程分析  31-38
    2.5.1 弹塑性动力时程分析计算结果  31-38
    2.5.2 弹塑性动力分析结论  38
  2.6 罕遇地震弹塑性静力分析  38-42
    2.6.1 弹塑性静力分析结果  39-42
    2.6.2 弹塑性静力分析结论  42
  2.7 本章小结  42-43
第3章钢筋混凝土异形柱框-剪结构抗震性能研究  43-59
  3.1 框剪架结构抗震问题的提出及解决方法  43-44
  3.2 罕遇地震弹塑性动力时程分析  44-51
    3.2.1 动力弹塑性时程分析计算结果  44-51
    3.2.2 弹塑性动力分析结论  51
  3.3 罕遇地震弹塑性静力分析  51-54
    3.3.1 弹塑性静力分析结果  52-54
    3.3.2 弹塑性静力分析结论  54
  3.4 钢筋混凝土异形柱框架与框—剪结构抗震性能比较  54-57
    3.4.1 动力弹塑性时程分析比较  54-56
    3.4.2 静力弹塑性(PUSHOVER)分析比较  56-57
  3.5 本章小结  57-59
第4章钢筋混凝土异形柱框-筒结构抗震性能研究  59-75
  4.1 框筒结构抗震问题的提出及解决方法  59-60
  4.2 地震波选择  60-62
  4.3 关键技术问题  62-63
  4.4 罕遇地震弹塑性动力时程分析  63-70
    4.4.1 动力弹塑性时程分析计算结果  63-70
    4.4.2 弹塑性动力分析结论  70
  4.5 罕遇地震弹塑性静力分析  70-74
    4.5.1 弹塑性静力分析结果  71-73
    4.5.2 弹塑性静力分析结论  73-74
  4.6 本章小结  74-75
第5章框架角柱双向受弯与异形柱屈曲研究  75-96
  5.1 抗震性能分析所体现出来的问题  75
  5.2 框架角柱正截面承载力及配筋计算  75-82
    5.2.1 基本假定  75-76
    5.2.2 单向受弯下的双向弯曲行为  76-78
    5.2.3 偏心受压异形柱正截面承载力计算  78-81
    5.2.4 偏心受压异形柱正截面配筋计算  81-82
  5.3 屈曲行为概述  82-85
    5.3.1 屈曲分析的概念  83
    5.3.2 屈曲分析的类型  83-85
  5.4 基于SAP2000的异形柱线性屈曲分析  85-91
    5.4.1 L形截面柱线性屈曲分析  85-87
    5.4.2 T形截面柱线性屈曲分析  87-89
    5.4.3 十字形截面柱线性屈曲分析  89-91
  5.5 基于SAP2000的异形柱非线性屈曲分析  91-95
    5.5.1 L形截面柱非线性屈曲分析  92-93
    5.5.2 T形截面柱非线性屈曲分析  93-94
    5.5.3 十字形截面柱非线性屈曲分析  94-95
  5.6 本章小结  95-96
结论  96-98
参考文献  98-103
攻读硕士学位期间发表的论文及科研工作  103-104
致谢  104

钢筋混凝土异形柱结构体系非线性抗震性能研究

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