学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高层结构地震放大作用及反应分析

作　者: 张艳
导　师: 孙景江
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 高层时程分析反应谱剪力墙有限元层间位移角
分类号: TU973.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 74次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

我国高层建筑越来越多,实际震害表明,即使离震中较远的地区,高层反应也比较强烈,引起较大恐慌。一般而言,地震反应随着楼层增高逐渐增大。我国地震烈度表中提到:在高楼上人的感觉要比地面上室内人的感觉明显,但并不清楚具体放大程度和规律。本文对六栋典型混凝土高层结构进行了计算分析,对比了不同场地条件和不同高度结构对地震的放大作用,得出了具体的放大程度及规律。这样高层上的人可以通过所在层的反应,来判断实际的烈度,减小高层上的人对地震的恐慌。剪力墙是高层结构普遍采用的抗侧力构件,然而剪力墙非线性数值模拟问题一直没有得到很好的解决,本文尝试采用壳单元建立剪力墙结构数值模型,并通过与实验结果对比验证其可靠性。本文的主要工作内容及结论如下:1、为研究不同场地条件和不同高度结构对地震动的放大关系及规律,选择了能充分反映典型高层及超高层建筑的6栋建筑进行时程分析,分析结果表明:坚硬场地上的高层反应较弱,楼层的放大作用不明显;中等场地上的高层顶部楼层反应较为明显,20层左右顶层放大约1.4~2.6倍,40层左右的高层顶层放大约2.8倍;软弱场地上的高层建筑反应最强,楼层放大作用特别明显,20层左右结构顶层放大约为2.7~3.2倍,40层左右结顶层放大约为3.9倍。2、为探讨高层上人对地震的感知情况,计算了这6栋高层各楼层加速度反应谱,楼层反应谱出现了两个明显的峰值频带,分别对应地震动卓越周期和结构自振周期。医学研究及结构动力实验表明人的各种活动周期一般集中在0.33~1s,在此区段内,对应的楼层反应谱值随着结构楼层高度增加而增大,因此越到高层顶部人的感觉越为强烈。3、为讨论高层上人的感觉的宏观表现,计算出这6栋高层楼层加速度峰值,参照中国地震烈度表中人的感觉和对应水平向地震动峰值加速度的关系,结果表明:坚硬场地上的高层顶部人的感觉基本与地面实际烈度时人的感觉一致;而中等场地上20层左右比实际烈度时大1度左右,40层左右为比实际烈度时大1~2度;软弱场地上20层左右比实际烈度时大1~2度左右,40层左右比实际烈度时大2度左右。根据这些相关关系,当地震发生时,人们可以根据自身感觉对应烈度表中人的感觉,合理估计地震大小,从而减小高层上的人不必要的心理恐慌。4、为验证壳单元在建立剪力墙数值模型及其在剪力墙非线性地震反应分析的可行性。本文采用ABAQUS壳单元建立建立墙模型并对其进行非线性分析,数值模拟结果与实验结果吻合较好,表明模型较为合理。采用相同建模原理建立的钢筋混凝土剪力墙高层结构,在大震下满足规范规定的层间位移角为1/120的限值要求。计算分析结果可为相关研究人员及工程人员参考使用。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-17
  1.1 选题背景  11
  1.2 基本概念  11-15
  1.3 课题研究的意义  15
  1.4 各章主要内容及安排  15-17
第二章结构分析  17-51
  2.1 六栋结构概况和模型简介  18-26
    2.1.1 粮食大厦  18-19
    2.1.2 三盛巴厘岛  19-20
    2.1.3 西湖好美家  20-21
    2.1.4 融汇江山  21-23
    2.1.5 中央公园  23-24
    2.1.6 正大广场  24-25
    2.1.7 六栋高层结构基本特点的对比  25-26
  2.2 楼层反应加速度峰值分析  26-28
  2.3 根据楼层实测地震记录判定放大倍数  28-30
  2.4 楼层反应频率成分分析  30-49
    2.4.1 粮食大厦楼层反应频率成分分析  30-33
    2.4.2 三盛巴厘岛楼层反应频率成分分析  33-36
    2.4.3 西湖好美家楼层反应频率成分分析  36-39
    2.4.4 融汇江山楼层反应频率成分分析  39-42
    2.4.5 中央公园楼层反应频率成分分析  42-46
    2.4.6 正大广场楼层反应频率成分分析  46-49
    2.4.7 楼层反应谱分析的结果  49
  2.5 小结  49-51
第三章地震烈度和人的感觉的关系  51-57
  3.1 中外烈度表对比研究  51-55
    3.1.1 中国地震烈度表  51-53
    3.1.2 中外烈度表对比  53-55
  3.2 高层反应和人的感觉的相关性  55-57
第四章高层结构的弹塑性时程分析  57-69
  4.1 数值模型原理的简要介绍  57-63
    4.1.1 塑性金属材料  57-58
    4.1.2 混凝土损伤塑性模型  58-61
    4.1.3 钢筋混凝土复合单元  61-62
    4.1.4 显式积分算法  62-63
  4.2 实验对比  63-65
    4.2.1 实验模型简介  63-64
    4.2.2 数值模型分析结果与实验模型分析结果对比  64-65
  4.3 弹塑性时程分析  65-68
    4.3.1 结构特点  65
    4.3.2 弹塑性时程分析  65-68
  4.4 小结  68-69
第五章结语与展望  69-71
  5.1 本文主要工作内容及结论  69-70
  5.2 下一步工作的展望  70-71
参考文献  71-73
致谢  73-74
作者简介  74
攻读硕士期间主要参与的课题  74

高层结构地震放大作用及反应分析

内容摘要

全文目录

相似论文