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密肋复合墙结构耗能机理与基于能量的抗震设计方法研究

作　者: 张浩
导　师: 姚谦峰
学　校: 北京交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 密肋复合墙结构耗能机理地震能量反应耗能分布基于能量抗震设计方法
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

密肋复合墙结构是一种新型的耗能减震建筑结构体系,有着很好的抗震能力及发展前景,它在理论与应用研究方面已取得重要的阶段性成果。然而,在耗能机理与基于能量的抗震设计方法研究方面,还有许多问题需要探讨。本文结合密肋复合墙结构的特点,就耗能机理与能量抗震设计的几个重要问题进行了探索性研究,包括材料性能对复合墙受力与变形的影响、弹塑性阶段墙体的耗能原理、结构地震能量反应计算分析,能量抗震设计方法等。主要完成的工作有:1、在前期试验基础上,分析了密肋复合墙体的破坏特点及破坏过程。建立了墙体有限元模型,分析了空框格和带砌块框格、不同强度填充材料墙体的受力与变形性能。为进一步认识墙体结构的耗能机理奠定基础。2、基于密肋墙体的受力特点,提出了墙体弹塑性阶段的耗能机理。对墙体的恢复力计算参数与墙体构造布置和材料性能的关系进行分析。给出复合墙体类耗能装置的附加阻尼计算公式。3、采用动力时程分析法,建立了密肋复合墙结构单自由度体系和多自由度体系的能量方程,并对能量增量方程进行了解析求解,编制了计算程序。分析了地震动峰值,频谱特性,结构阻尼比,滞回模型对结构耗能分布的影响。4、在传统设计方法的基础上,根据能量分析理论,初步提出了密肋复合墙结构基于能量变形理论的破坏准则和能量设计方法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
1 绪论  10-18
  1.1 引言  10-11
  1.2 抗震理论的发展过程  11-13
    1.2.1 结构抗震理论的发展  11-13
    1.2.2 能量反应抗震设计理论  13
  1.3 能量抗震设计的研究进展  13-15
  1.4 密肋复合墙结构的研究现状  15-16
  1.5 本文研究的目的及内容  16-18
2 密肋复合墙体受力性能分析  18-29
  2.1 密肋复合墙结构构造特点  18
  2.2 密肋复合墙结构构件受力性能试验分析  18-20
    2.2.1 破坏过程  18-19
    2.2.2 墙板的滞回曲线  19-20
  2.3 填充材料对密肋复合墙体受力性能的影响  20-27
    2.3.1 有限元基础  20-24
    2.3.2 填充材料对框格受力性能的影响  24-25
    2.3.3 填充材料对密肋复合墙板受力性能的影响  25-27
  2.4 密肋复合墙板力学模型确定  27-29
3 密肋复合墙结构耗能机理分析  29-38
  3.1 耗能减震结构的原理和发展  29-31
    3.1.1 耗能减震的原理  29-30
    3.1.2 耗能减震构件(装置)的研究与发展  30-31
  3.2 密肋复合墙体耗能机理  31-33
    3.2.1 弹塑性阶段等效模型  31
    3.2.2 框格—砌块协同工作耗能机理  31-33
    3.2.3 密肋复合墙体地震耗能方式  33
  3.3 密肋复合墙体阻尼性能分析  33-35
    3.3.1 密肋复合墙体阻尼性能  34
    3.3.2 密肋复合墙体类耗能装置的附加阻尼  34-35
  3.4 密肋复合墙体恢复力模型关键点参数的确定  35-38
    3.4.1 密肋复合墙体的骨架曲线  35-36
    3.4.2 密肋复合墙体刚度分析  36
    3.4.3 密肋复合墙体的恢复力模型  36-38
4 密肋复合墙结构地震能量反应计算及影响因素分析  38-57
  4.1 概述  38
  4.2 密肋复合墙结构非线性地震能量反应分析  38-51
    4.2.1 结构力学简化模型  38-40
    4.2.2 质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵  40-41
    4.2.3 结构层恢复力模型  41-42
    4.2.4 地震波的选取与调整  42-44
    4.2.5 能量方程的建立  44-45
    4.2.6 地震能量反应时程分析  45-51
  4.3 能量分析计算流程图  51
  4.4 密肋复合墙结构地震能量反应分析  51-57
5 密肋复合墙结构能量抗震设计方法初探  57-67
  5.1 能量反应抗震设计方法的发展及应用  57-61
    5.1.1 能量抗震设计方法内容  57-58
    5.1.2 结构能量反应谱的建立  58-59
    5.1.3 结构的能量破坏准则  59-61
  5.2 密肋复合墙结构能量抗震设计方法初探  61-67
    5.2.1 存在的主要问题  61-63
    5.2.2 密肋复合墙结构的变形能量破坏准则  63
    5.2.3 密肋复合墙结构能量抗震设计方法  63-67
6 结论与建议  67-69
  6.1 结论  67-68
  6.2 建议  68-69
参考文献  69-71
作者简历  71-73
致谢  73-74
学位论文数据集  74

密肋复合墙结构耗能机理与基于能量的抗震设计方法研究

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