学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

中华恐龙塔抗震性能试验研究

作　者: 朱飞
导　师: 王凤来
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 石塔超限建筑振动台试验有限元分析抗震性能
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 15次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

中华恐龙塔拟建于黑龙江省嘉荫县恐龙地质公园,建成后为我国当代建设最高的无筋石砌体结构建筑,属于超限建筑。砖石古塔是中国古代高层建筑的杰出代表和建筑艺术瑰宝,并且具有卓越的抗震性能,屹立千年而不倒。中华恐龙塔为仿古石塔建筑,是发扬中国古代特色建筑风格、延续民族建筑结构内涵的重要媒介,填补我国对新建石结构塔体设计和其抗震性能研究的空白,具有重要的理论意义和工程价值。论文通过对设计原型塔的技术调研,详细分析了石塔结构的现状、受灾损伤情况,进行了中华恐龙塔的结构设计,在此基础上,进行了拟建石塔的1/12比例模型的地震模拟振动台试验,结合模型塔和拟建石塔的数值模拟分析,对石塔结构的动力特性和地震反应进行了系统研究。通过上述研究,对中华恐龙塔的抗震能力和建设的技术可行性进行了全面的技术评价。论文介绍了中华恐龙塔模型结构振动台的试验设计、施工和试验工况及过程,并进行了试验结果分析,观察模型结构在地震作用下的薄弱环节及破坏机制,研究了模型结构的动力特性和地震反应。结论是模型结构在弹性范围内具有良好的抗震性能,未有明显的薄弱层,满足现行规范中的抗震设防要求。建立类似于振动台试验模型简化的SAP2000有限元软件分析模型,得到了结构的动力特性和在振型分解反应谱法、弹性时程分析下的模型结构地震反应,对有限元分析结果和试验结果进行了对比分析,两者符合良好。采用有限元软件SAP2000对中华恐龙塔进行重力作用下计算和抗震性能的计算,利用模态分析得出结构的动力特性,分别用振型分解反应谱法和弹性时程分析法对中华恐龙塔计算结构的动力反应。结论是结构满足6度多遇和相当于6度罕遇地震的设防指标,和按照设计基准期为100年设计时,相当于6度罕遇地震作用的对应于设计基准期为50年的9度多遇地震下,结构安全,7度罕遇地震作用下弹性计算结构会出现较大的损伤不能满足承载力设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 引言  9
  1.2 石塔抗震性能国内外研究现状及应用  9-15
    1.2.1 国内研究现状及应用  9-13
    1.2.2 国外研究现状及应用  13-15
  1.3 本文的研究内容与方法  15-18
    1.3.1 论文背景及研究对象  15-17
    1.3.2 研究内容  17
    1.3.3 研究方法  17-18
第2章拟建石塔技术分析与试验方案  18-31
  2.1 原型塔现场调研  18-20
    2.1.1 双塔现状  18
    2.1.2 震害特征  18-19
    2.1.3 损伤状况  19-20
  2.2 中华恐龙塔结构设计  20-21
    2.2.1 上部结构设计  20-21
    2.2.2 基础设计  21
    2.2.3 构造加强  21
  2.3 振动台试验方案  21-30
    2.3.1 试验研究目的与内容  21-22
    2.3.2 试验系统及仪器设备  22-23
    2.3.3 模型材料选择及设计  23-24
    2.3.4 相似关系及模型简化  24-27
    2.3.5 模型制作过程及就位  27-28
    2.3.6 传感器测点布置  28-29
    2.3.7 地震波选取  29-30
    2.3.8 试验工况  30
  2.4 本章小结  30-31
第3章 1/12 比例石塔模型的动力特性及地震反应  31-47
  3.1 模型的动力特性  31-34
    3.1.1 动力特性的识别方法  31-32
    3.1.2 试验过程  32
    3.1.3 试验结果  32-34
  3.2 模型的地震反应  34-45
    3.2.1 试验现象描述  34
    3.2.2 破坏原因分析  34-35
    3.2.3 地震作用下石塔的位移反应  35-41
    3.2.4 地震作用下石塔的加速度反应  41-45
  3.3 仿楼阁式石塔动力特性公式  45-46
  3.4 本章小结  46-47
第4章试验模型石塔有限元分析  47-63
  4.1 建模基本情况  47-49
    4.1.1 单元形式  47-48
    4.1.2 实体模型材料参数  48-49
  4.2 基本动力特性  49-50
    4.2.1 质量源  49
    4.2.2 模态分析方法  49
    4.2.3 模态分析结果  49-50
    4.2.4 模型石塔振型图  50
  4.3 模型石塔振型分解反应谱法分析  50-52
  4.4 模型石塔在地震作用下的反应  52-59
    4.4.1 6 度多遇地震作用  53-55
    4.4.2 7 度多遇地震作用  55
    4.4.3 8 度多遇地震作用  55-56
    4.4.4 6 度罕遇地震作用  56-58
    4.4.5 9 度多遇地震作用  58-59
  4.5 试验与有限元分析结果的对比  59-61
    4.5.1 动力特性对比  59
    4.5.2 位移反应对比分析  59-61
  4.6 小结  61-63
第5章中华恐龙塔SAP2000 有限元分析  63-74
  5.1 建模基本情况  63
  5.2 基本动力特性  63-64
    5.2.1 模态分析结果  63-64
    5.2.2 原型石塔振型图  64
  5.3 石塔受力分析  64-73
    5.3.1 重力荷载作用下的计算（1.2 恒+1.4 活）  65
    5.3.2 地震作用下的反应谱法计算  65-68
    5.3.3 地震作用下的反应  68-73
  5.4 本章小结  73-74
结论  74-75
参考文献  75-80
致谢  80

中华恐龙塔抗震性能试验研究

内容摘要

全文目录

相似论文