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V字形偏心支撑钢框架—混凝土核心筒结构抗震性能分析

作　者: 卢秋阳
导　师: 毛蓉萍
学　校: 西南交通大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 钢框架混凝土核心筒结构偏心支撑耗能梁段抗震性能模态分析动力时程分析
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

高层建筑偏心支撑钢框架-混凝土核心筒结构体系是近年来在我国发展比较快的一种结构体系。本文应用高层建筑有限元分析及动力分析理论,并通过SAP2000有限元软件,对七度区高层V字形偏心支撑钢框架-混凝土核心筒结构的算例进行了抗震性能分析。首先,利用模态分析得到了结构的自振周期及各周期结构的振动形式,通过比较各种方案,分析了不同的布置形式以及材料的选用,对结构刚度和振动形态的影响。然后,应用地震反应谱法对结构进行分析,着重讨论和研究地震作用对结构侧移、层剪力和层弯矩的影响,还分析了钢框架承担的剪力比。最后,用弹性动力时程分析法,选取了三种地震波,对各种方案结构的层间位移角和层位移包络图曲线、层剪力和层弯矩包络图曲线进行了对比分析,并且选取了其中一种方案进行了反应谱与地震波的对比分析。通过对结构的反应特性研究,得出将支撑布置在边跨的抗震性能要优于布置在中跨。对于耗能梁段的长度选择,要综合考虑各方面的因素,太长或太短都不利于抗震。支撑刚度的增加可以增强结构的整体刚度,但效果不明显。并对结构做进一步研究提出了一些建议。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-16
  1.1 钢框架-混凝土核心筒结构发展概况  10-11
  1.2 钢框架-混凝土核心筒结构研究历史及现状  11-12
  1.3 钢框架-混凝土核心筒结构的特点  12-14
  1.4 钢框架-混凝土核心筒结构存在的问题  14
  1.5 本文主要研究目标及内容  14-16
第2章偏心支撑钢框架-混凝土核心筒结构抗震理论  16-31
  2.1 带偏心支撑的钢框架-混凝土核心筒结构  16-21
    2.1.1 结构体系的构成  16-17
    2.1.2 结构体系的受力特点  17-18
    2.1.3 耗能梁段的长度和截面的选取  18-21
  2.2 有限单元法简介  21-25
  2.3 结构动力特性  25-26
  2.4 地震作用计算方法  26-31
    2.4.1 振型分解反应谱法  26-30
    2.4.2 时程分析法  30-31
第3章算例分析  31-67
  3.1 V字形偏心支撑钢框架-混凝土核心筒结构反应谱分析  31-49
    3.1.1 多列式支撑对结构抗震性能的影响分析  31-39
      3.1.1.1 支撑的不同布置方案选择  31-33
      3.1.1.2 模型的建立  33-34
      3.1.1.3 对结构自振周期的影响  34-35
      3.1.1.4 对结构侧移的影响  35-38
      3.1.1.5 对结构剪力的影响  38-39
      3.1.1.6 对结构弯矩的影响  39
    3.1.2 不同耗能梁段长度对结构抗震性能的影响分析  39-45
      3.1.2.1 对结构自振周期的影响  40-41
      3.1.2.2 对结构侧移的影响  41-44
      3.1.2.3 对结构剪力的影响  44
      3.1.2.4 对结构弯矩的影响  44-45
    3.1.3 支撑刚度的变化对结构抗震性能的影响分析  45-49
      3.1.3.1 对结构自振周期的影响  45-46
      3.1.3.2 对结构侧移的影响  46-47
      3.1.3.3 对结构剪力的影响  47-48
      3.1.3.4 对结构弯矩的影响  48-49
  3.2 V字形偏心支撑钢框架-混凝土核心筒结构弹性动力时程分析  49-67
    3.2.1 地震波的选取  49-50
    3.2.2 多列式支撑的不同布置方案弹性动力时程分析  50-55
      3.2.2.1 楼层的最大层位移和最大层间位移角  50-53
      3.2.2.2 楼层的最大层剪力及最大层弯矩  53-55
    3.2.3 多列式支撑在不同地震波作用下的响应对比分析  55-57
      3.2.3.1 楼层的最大层位移和最大层间位移角  55-56
      3.2.3.2 楼层的最大层剪力及最大层弯矩  56-57
    3.2.4 不同耗能梁段的弹性动力时程分析  57-62
      3.2.4.1 楼层的最大层位移和最大层间位移角  57-59
      3.2.4.2 楼层的最大层剪力及最大层弯矩  59-62
    3.2.5 不同支撑刚度的弹性动力时程分析  62-67
      3.2.5.1 楼层的最大层位移和最大层间位移角  62-64
      3.2.5.2 楼层的最大层剪力及最大层弯矩  64-67
第4章结论与展望  67-69
  4.1 结论  67-68
  4.2 展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-72

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