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高位转换框支剪力墙高层建筑结构抗震性能研究

作　者: 李志会
导　师: 谢礼立
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 岩土工程
关键词: 高位转换层 框支剪力墙 超限结构 弹塑性时程分析 最不利设计地震动
分类号: TU973.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着经济社会的发展，高层建筑结构的使用功能呈现多元化的发展趋势，其中带高位转换层钢管混凝土框支剪力墙高层建筑结构得到了广泛应用。此类结构的传力路径复杂、竖向刚度不均匀。很多情况下，这类结构超过了目前我国规范中的相关规定。本文利用通用有限元分析软件SAP2000，通过数值建模来研究高位转换框支剪力墙高层建筑结构的抗震性能,为此类工程结构的设计和理论分析提供一些实用性参考。本文主要研究内容如下：1.简单介绍利用SAP2000数值建模相关原理及建立此类工程结构有限元模型具体实现方法，详细介绍钢管混凝土柱有限元建模的处理方法及其特点，尤其是约束混凝土本构关系的选取；将数值计算结果与模型结构振动台试验结果进行初步对比，验证所建立有限元模型的合理性；2.通过相关参数变化来研究结构的自振特性及弹性状态下抗震性能，所研究参数包括：转换层上下等效侧向刚度比、转换层设置高度、刚性楼板假定以及按照轴压承载力相等原则将钢管混凝土框支柱改成钢筋混凝土框支柱；3.本文通过弹塑性时程分析研究最不利设计地震动作用下此类结构的抗震性能和破坏机理，并得出规律性结论。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-16
  1.1 课题背景及研究意义  8-9
  1.2 课题来源  9
  1.3 转换层的概念与分类  9-11
    1.3.1 基本概念  9-10
    1.3.2 转换层的分类  10-11
  1.4 带转换层框支剪力墙结构研究概况  11-14
  1.5 本文主要研究内容  14-16
第2章 结构有限元建模  16-34
  2.1 引言  16
  2.2 SAP2000 有限元分析软件简介  16-17
  2.3 工程结构概况  17-19
  2.4 有限元建模实现方法  19-26
    2.4.1 材料属性定义  19-21
    2.4.2 弹塑性建模分析结构单元的处理  21-23
    2.4.3 钢管混凝土柱中核心约束混凝土及钢管本构关系确定  23-26
  2.5 有限元计算与振动台试验结果对比  26-33
    2.5.1 振动台试验采用的地震动  27-28
    2.5.2 自振特性结果对比  28-29
    2.5.3 位移包络结果对比  29-31
    2.5.4 加速度包络结果对比  31-33
  2.6 本章小结  33-34
第3章 结构抗震性能分析  34-61
  3.1 引言  34
  3.2 结构自振特性分析  34-41
    3.2.1 等效侧向刚度比γe和转换层高度 H 对结构自振特性的影响  34-38
    3.2.2 考虑刚性楼板假定对结构自振特性的影响  38-41
  3.3 反应谱法分析  41-53
    3.3.1 转换层设置高度 H 对结构抗震性能的影响  41-45
    3.3.2 转换层上、下等效侧向刚度比γe对结构抗震性能的影响  45-46
    3.3.3 刚性楼板假定对结构抗震性能的影响  46-49
    3.3.4 钢管混凝土变为钢筋混凝土框支柱对结构抗震性能影响  49-52
    3.3.5 单、双向地震作用结构反应比较  52-53
  3.4 多遇地震作用下结构弹性时程分析  53-60
    3.4.1 转换层设置高度 H 不同结构时程反应分析对比  53-55
    3.4.2 刚性楼板假定下结构时程反应分析  55-56
    3.4.3 底部钢管混凝土改为钢筋混凝土框支柱结构时程反应分析  56-58
    3.4.4 单、双向地震作用结构反应时程分析对比  58-60
  3.5 本章小节  60-61
第4章 最不利设计地震动对高位转换框支剪力墙高层建筑结构的影响  61-72
  4.1 引言  61-62
  4.2 弹塑性分析结果  62-71
    4.2.1 楼层相对位移结果分析  62-63
    4.2.2 转换层和顶层加速度时程结果分析  63-65
    4.2.3 结构底部剪力时程分析  65
    4.2.4 超限层间位移角分布楼层  65-66
    4.2.5 框支柱、梁塑性铰分布  66-70
    4.2.6 核心筒剪力墙受力分析  70-71
  4.3 本章小节  71-72
结论  72-73
参考文献  73-77
致谢  77

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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 > 各种结构设计 > 抗震设计
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