学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

钢筋混凝土框架结构基于能量抗震设计方法研究

作　者: 马千里
导　师: 叶列平
学　校: 清华大学
专　业: 土木工程
关键词: 基于能量抗震设计地震动强度指标强柱弱梁累积滞回耗能分布钢筋混凝土框架结构
分类号: TU311.3
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 582次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文全面阐述了基于能量抗震设计方法的研究现状,针对钢筋混凝土框架结构基于能量抗震设计方法进行了系统深入的研究。主要研究工作和成果如下:(1)抗震分析用地震动强度指标选取。通过分析SDOF系统和MDOF系统主要地震响应与已有的不同地震动强度指标之间的相关性的方法,对已有的主要地震动强度指标在抗震分析中的适用性进行了分析,并给出了合理建议。(2)静力弹塑性分析方法在RC框架结构中的适用性。以逐步增量弹塑性时程分析结果为基础,分析了传统定侧力推覆分析和多模态推覆分析方法对结构地震响应的准确性,为结构变形和累积滞回耗能的研究奠定基础。(3)结构屈服后刚度对地震响应的影响。研究了结构参数和地面运动参数对剪切型MDOF系统地震响应的影响,讨论总结了提高结构屈服后刚度的方法。在此基础上,针对RC框架结构,提出框架结构应尽量形成整体型屈服机制。(4) RC框架结构“强柱弱梁”机制的研究。介绍了世界主要国家规范“强柱弱梁”设计方法,并针对我国规范设计方法所存在问题进行了研究,同时,对“强柱弱梁”设计方法提出了相应的改进建议。(5) RC框架结构最大层间位移和构件变形预测。提出了具有整体型屈服机制的RC框架结构弹塑性层间位移预测简化方法,既避免了大量弹塑性时程分析,又可以近似考虑地震响应的离散性。(6) RC框架结构累积滞回耗能分布简化计算方法。统计分析了具有不同柱梁抗弯承载力比的RC框架结构累积滞回耗能分布规律,并针对符合损伤模式控制的RC框架结构,提出了累积滞回耗能分布简化计算方法。(7) RC框架基于能量的抗震设计方法。基于本文的研究成果,采用变形和累积滞回耗能双重指标,并结合基于位移抗震设计方法与现有梁、柱构件的含累积耗能指标的损伤模型,建议了RC框架结构基于能量抗震设计方法,并通过算例说明了设计方法的应用。与时程分析方法的对比结果表明,所设计结构各抗震水准下的承载力、变形和累积滞回耗能性能明确,满足性能目标。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第1章引言  11-16
  1.1 课题研究背景和意义  11-12
  1.2 抗震设计方法的发展  12
  1.3 基于性能的抗震设计方法  12-16
    1.3.1 基于性能的抗震设计方法的提出  12-14
    1.3.2 基于位移的抗震设计方法  14
    1.3.3 基于能量的抗震设计方法  14-16
第2章基于能量的抗震设计方法研究现状综述  16-31
  2.1 基于能量的抗震设计方法的发展  16-17
  2.2 结构抗震能量分析方法综述  17-27
    2.2.1 基本概念  17-18
    2.2.2 抗震能量分析方法的基本思路和主要研究内容  18-27
  2.3 基于能量抗震实用设计流程研究  27-28
  2.4 基于能量抗震设计需要解决的问题  28-29
  2.5 本文研究目的和研究工作  29-31
    2.5.1 研究目的  29
    2.5.2 研究思路和研究内容  29-31
第3章抗震分析用地震动强度指标的研究  31-55
  3.1 抗震分析用地震动强度指标的发展  31-32
  3.2 现有地震动强度指标  32-39
  3.3 地震动强度指标合理性的评价方法及地震动记录选取  39-42
    3.3.1 地震动强度指标合理性的评价方法  39-40
    3.3.2 地震动记录选取  40-42
  3.4 SDOF 系统的分析  42-50
    3.4.1 分析模型  42-43
    3.4.2 分析结果  43-48
    3.4.3 基于SDOF 系统分析结果的建议  48-50
  3.5 MDOF 系统的分析  50-53
    3.5.1 分析模型  50-51
    3.5.2 分析结果  51-52
    3.5.3 基于MDOF 系统分析结果的建议  52-53
  3.6 本章小结  53-55
第4章静力弹塑性分析在RC 框架结构中的适用性研究  55-83
  4.1 静力弹塑性分析方法  55-63
    4.1.1 推覆分析的基本假定及步骤  56-57
    4.1.2 水平加载模式  57-59
    4.1.3 能力谱  59-60
    4.1.4 结构性能需求  60-62
    4.1.5 静力弹塑性分析的优点与问题  62-63
  4.2 静力弹塑性分析方法的准确性研究  63-74
    4.2.1 逐步增量弹塑性时程分析方法  63-64
    4.2.2 结构分析模型及地震动输入  64-66
    4.2.3 Pushover 与IDA 结果对比分析  66-74
  4.3 MPA 方法和Pushover 方法与IDA 结果对比分析  74-81
    4.3.1 对比分析方法  74-75
    4.3.2 计算结果分析  75-81
  4.4 本章小结  81-83
第5章结构屈服后刚度对结构地震响应的影响  83-101
  5.1 SDOF 系统  83-85
  5.2 MDOF 系统  85-95
    5.2.1 计算模型与地震动输入  85-88
    5.2.2 计算结果分析  88-95
  5.3 提高屈服后刚度的方法  95-96
  5.4 RC 框架结构的弹塑性响应特征与设计要求  96-99
  5.5 本章小结  99-101
第6章 RC 框架结构“强柱弱梁”机制的研究  101-118
  6.1 现行规范设计方法简介  101-104
  6.2 我国规范的主要问题  104
  6.3 构件端部实际抗弯承载力与弯矩设计值的差异  104-105
  6.4 现浇楼板对框架结构“强柱弱梁”机制的影响  105-107
    6.4.1 国内外研究概述  105-106
    6.4.2 考虑楼板影响的设计建议  106-107
  6.5 柱梁抗弯承载力比需求研究  107-114
    6.5.1 国内外研究概述  107-109
    6.5.2 结构模型  109-111
    6.5.3 分析用地震动记录  111-112
    6.5.4 分析研究方法  112
    6.5.5 计算结果与分析  112-114
  6.6 其他影响因素  114-116
  6.7 “强柱弱梁”设计方法的建议  116-117
  6.8 本章小结  117-118
第7章 RC 框架最大层间位移和构件变形预测方法研究  118-131
  7.1 RC 框架结构屈服机制的简化评价方法  118-120
  7.2 最大弹塑性层间位移预测  120-129
    7.2.1 基本假定及推导  120-121
    7.2.2 主要参数的确定及公式验证  121-125
    7.2.3 最大弹塑性层间位移离散性评估  125-126
    7.2.4 分析流程及预测结果比较  126-129
  7.3 框架结构构件变形需求  129-130
  7.4 本章小结  130-131
第8章 RC 框架结构累积滞回耗能需求分布的研究  131-153
  8.1 滞回耗能的分配方法  131-132
  8.2 结构模型与地震动记录  132-134
  8.3 柱、梁总滞回耗能的分配  134-136
    8.3.1 分布规律分析  134-135
    8.3.2 柱、梁总滞回耗能的分配计算建议  135-136
  8.4 梁滞回耗能沿楼层分布  136-142
    8.4.1 分布规律分析  136-138
    8.4.2 耗能比例平均值沿楼层分配建议公式  138-139
    8.4.3 耗能比例变异系数建议公式  139-141
    8.4.4 梁滞回耗能比例分配公式  141-142
  8.5 柱滞回耗能沿楼层分布和分配方法建议  142-148
    8.5.1 分布规律分析  142-145
    8.5.2 耗能比例平均值沿楼层分配建议公式  145-147
    8.5.3 耗能比例变异系数建议公式  147-148
    8.5.4 柱滞回耗能比例分配公式  148
  8.6 楼层各构件耗能水平分布  148-152
    8.6.1 外梁与内梁耗能比  149
    8.6.2 不同梁端耗能比  149-150
    8.6.3 边柱与中柱耗能比  150-151
    8.6.4 柱上下端耗能比  151-152
  8.7 本章小结  152-153
第9章 RC 框架结构基于能量抗震设计方法及应用  153-163
  9.1 RC 构件变形能力研究现状  153-155
  9.2 基本假定  155
  9.3 设计流程  155-156
  9.4 设计算例  156-162
    9.4.1 算例概况  156-157
    9.4.2 设计过程  157-162
  9.5 本章小结  162-163
第10章结论与展望  163-166
  10.1 主要工作  163-164
  10.2 研究展望  164-166
参考文献  166-182
致谢  182-183
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  183-184

钢筋混凝土框架结构基于能量抗震设计方法研究

内容摘要

全文目录

相似论文