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钢筋混凝土高层双塔连体结构弹塑性性能分析

作　者: 李建红
导　师: 马福
学　校: 太原理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢筋混凝土结构 弹塑性性能 连体结构 时程分析
分类号: TU973.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 235次
引　用: 8次
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内容摘要


钢筋混凝土是由两种不同性质的材料组合而成，它的性能直接依赖于混凝土和钢筋的材性。在非线性阶段，混凝土和钢筋本身的非线性性能以及二者之间粘结的非线性性能，都将不同程度地在组合材料中反映出来。这时如果仍用线弹性分析方法进行计算，就不能正确地反映结构的实际变形和受力特点。在我国，许多复杂体型的高层建筑都建造在地震多发区，在遭遇强烈地震作用时，这些结构有可能进入弹塑性工作状态，所以结构分析时，必须考虑材料的弹塑性性能。目前对混凝土基本构件的非线性研究较多，也较深入，对整体结构的非线性研究较少，而对复杂结构的研究更不多见。本课题在理论分析的基础上，利用PKPM软件对带有连接体的钢筋混凝土双塔结构进行计算分析。首先利用地震作用下的反应谱分析方法和弹性时程分析方法，研究了连体结构在多遇地震作用下的动力反应特性，对一些主要影响因素进行了讨论对比。在此基础上，对本类型结构进行弹塑性性能的分析研究，有如下内容：一、用EPSA静力弹塑性分析(Push-over)软件对结构在7度、8度、9度的多遇及罕遇地震进行了分析验算，并得出力-变形曲线，判断整个结构的受力性能和延性好坏。二、用EPDA分析软件进行结构在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析，对该类工程的结构抗震性能进行合理评估，并通过以上研究工作找出连体结构的薄弱部位和受力特性，针对这些薄弱部位和受力特性提出抗震设计时的加强措施；三、对不同地震波、不同场地类别和不同设防烈度的结构进行了分析对比，并针对波的选择，场地类别和设防烈度的影响提出几点看法，供设计人员参考。四、分析P-Δ效应对该类高度结构的影响，得出此因素对该类高度结构影响甚微，可忽略不计。本课题的研究对同类型建筑结构的设计与施工有一定的指导价值。

全文目录


摘要  3-5
Absrtact  5-11
第一章 绪论  11-24
  1.1 本课题的研究背景和意义  11
  1.2 高层建筑的结构  11-15
    1.2.1 高层建筑的发展  12-13
    1.2.2 高层建筑的特点  13-15
    1.2.3 高层建筑的结构体系  15
  1.3 双塔结构概述  15-19
    1.3.1 双塔结构的发展和应用  15-17
    1.3.2 双塔连体结构的特点  17-19
  1.4 钢筋混凝土非线性有限元研究的发展  19-23
    1.4.1 钢筋混凝土结构非线性有限元分析的必要性和作用  20-21
    1.4.2 钢筋混凝土非线性有限元国外的发展概况  21-22
    1.4.3 钢筋混凝土非线性有限元国内的发展概况  22-23
  1.5 钢筋混凝土非线性有限元法存在的困难  23-24
第二章 地震作用下的弹性分析  24-31
  2.1 地震作用的特点及抗震设计目标  24-25
    2.1.1 地震作用的特点  24-25
    2.1.2 抗震设计目标及方法  25
  2.2 抗震计算方法—反应谱方法  25-31
第三章 钢筋混凝土结构的静力弹塑性分析  31-40
  3.1 国内外研究现状  31-32
  3.2 弹塑性变形分析的Push-over算法  32-36
    3.2.1 基本原理  32-33
    3.2.2 水平加载模式  33-36
  3.3 静力弹塑性分析的主要功能  36-37
  3.4 静力弹塑性分析的优缺点  37-40
    3.4.1 Push-over分析同静力弹性分析的比较  37-38
    3.4.2 Push-over分析同动力时程分析的比较  38
    3.4.3 静力弹塑性分析中存在的一些问题  38-40
第四章 弹塑性时程分析  40-54
  4.1 时程分析法概述  40-41
  4.2 输入地震波的选择  41-43
  4.3 结构振动模型  43-47
  4.4 恢复力模型  47-49
  4.5 振动方程的积分方法  49-54
第五章 软件介绍及实例分析  54-97
  5.1 软件介绍及本文实例分析的主要工作  54-57
    5.1.1 SATWE软件简介  54
    5.1.2 EPDA、EPSA软件简介  54-56
    5.1.3 本文主要工作  56-57
  5.2 实例分析  57-97
    5.2.1 工程概况及分析模型  57-59
    5.2.2 SATWE弹性分析  59-72
      5.2.2.1 弹性反应谱分析  59-65
      5.2.2.2 弹性动力时程分析  65-72
    5.2.3 弹塑性静力分析  72-80
      5.2.3.1 结构抗倒塌验算  72-76
      5.2.3.2 底部剪力和顶点位移曲线及延性  76-80
    5.2.4 弹塑性动力时程分析  80-97
      5.2.4.1 不同设防烈度和不同地震波的影响  80-89
      5.2.4.2 主要分析结果  89-90
      5.2.4.3 部分设计建议  90-91
      5.2.4.4 不同场地类别影响  91-94
      5.2.4.5 P-Δ效应影响  94-97
第六章 结论及展望  97-100
  6.1 主要结论  97-98
  6.2 展望  98-100
参考文献  100-103
致谢  103-104
攻读硕士学位期间发表的学术论文  104

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 高层建筑 > 高层建筑结构 > 结构类型与体系
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