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预应力混凝土框架弹塑性动力时程分析及抗震设计建议

作　者: 卢炳斗
导　师: 周安
学　校: 合肥工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 预应力混凝土框架非线性时程分析耗能机制抗震建议
分类号: TU378.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 141次
引　用: 3次
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内容摘要

20世纪80年代以来,现浇大跨度多层预应力混凝土框架结构在我国得到了推广和应用。这种结构便于工艺设备更新、利于今后技术改造、节约用地,且有较好的经济效益。作为一种承重结构,由于其在使用荷载下有较高的抗裂度和截面刚度,而且结构层高度较低,故得到工程界普遍的肯定。随着预应力混凝土框架结构在地震区的推广应用,其抗震问题迄今仍受到工程界的关注。这一问题应从两个方面去解决:一是继续深入研究预应力混凝土框架结构的抗震性能,二是研究预应力混凝土框架结构的抗震能力及其设计方法。本文在广泛阅读国内外相关文献的基础上,采用了弹塑性时程法对一预应力混凝土框架进行了非线性分析,判断该预应力框架在不同罕遇地震波作用下的动力时程反应以及整体结构的耗能机制,并依据现行相关规范对其抗震指标作出评价,最后对预应力混凝土框架的抗震设计提出几点建议,以供以后的预应力混凝土框架的设计者、研究者参考、讨论。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-13
第一章绪论  13-21
  1.1 引言  13
  1.2 课题的提出  13-15
    1.2.1 预应力混凝土结构在地震中的表现  13-14
    1.2.2 关于预应力混凝土结构抗震性能的争论  14-15
    1.2.3 问题的提出  15
  1.3 国内外研究现状  15-19
    1.3.1 国内外预应力混凝土框架结构的试验研究及理论分析  15-18
    1.3.2 国内外预应力混凝土框架结构抗震设计方法  18-19
  1.4 本文的主要研究内容  19-21
第二章建筑结构的振动分析理论  21-39
  2.1 振动理论的基本思想  21
  2.2 构件的恢复力模型  21-23
    2.2.1 双线型模型  22
    2.2.2 退化双线型模型  22-23
    2.2.3 三线型模型  23
  2.3 结构动力分析的振动模型  23-25
    2.3.1 对称结构  23-24
    2.3.2 非对称结构  24-25
  2.4 地震波的选取  25-27
  2.5 弹塑性动力时程分析  27-37
    2.5.1 时程分析方法概述  27
    2.5.2 弹塑性动力时程分析力学模型  27-29
      2.5.2.1 杆模型  27-28
      2.5.2.2 层模型  28-29
      2.5.2.3 杆系—层模型  29
    2.5.3 结构振动方程的建立  29-32
    2.5.4 结构振动方程的求解  32-37
      2.5.4.1 线性加速度法  32-35
      2.5.4.2 纽马克P 法  35-36
      2.5.4.3 威尔逊θ法  36-37
  2.6 本章小结  37-39
第三章预应力混凝土框架弹塑性动力时程分析  39-63
  3.1 SAP2000 软件简介  39-40
  3.2 工程概况  40-41
  3.3 材料的本构关系及预应力筋模拟  41-45
    3.3.1 混凝土的本构模型  41-42
    3.3.2 普通钢筋的本构模型  42
    3.3.3 预应力筋的本构模型  42-43
    3.3.4 预应力筋模拟  43-45
  3.4 基本假定及模型建立  45-50
    3.4.1 基本假定  45
    3.4.2 基本参数设置  45-47
    3.4.3 主要振动模态及周期  47-50
  3.5 罕遇地震作用下结构弹塑性反应时程分析结果  50-57
  3.6 框架结构耗能机制分析  57-61
    3.6.1 塑性铰的本构关系  57-58
    3.6.2 塑性铰的性能评价  58
    3.6.3 框架结构耗能机制种类  58-60
    3.6.4 预应力混凝土框架耗能机制的评价  60-61
  3.7 本章小结  61-63
第四章预应力混凝土框架抗震设计建议  63-73
  4.1 预应力混凝土框架设计一般原则  63-64
    4.1.1 国际上对预应力混凝土框架抗震设计方法的建议  63
    4.1.2 我国规范对预应力混凝土框架设计的一般要求  63-64
  4.2 预应力混凝土框架抗震设计方法  64-68
    4.2.1 框架梁的设计要求  64-66
      4.2.1.1 纵向钢筋配筋指数的限制  64-65
      4.2.1.2 预应力度的限制  65
      4.2.1.3 裂缝控制  65-66
      4.2.1.4 无粘结预应力构件的应用要求  66
      4.2.1.5 内支座加腋  66
    4.2.2 框架柱的设计要求  66-68
      4.2.2.1 框架柱轴压比限制  66-67
      4.2.2.2 预应力混凝土框架边柱处理  67
      4.2.2.3 柱纵向主筋的搭接位置  67-68
    4.2.3 梁柱箍筋加密范围  68
    4.2.4 预应力混凝土框架节点的设计要求  68
  4.3 预应力混凝土框架结构抗侧能力与延性的关系  68-72
    4.3.1 结构的抗震性能与抗震能力  68-69
    4.3.2 抗震能力研究  69-70
    4.3.3 框架结构抗侧能力与延性的关系  70-72
  4.4 预应力混凝土框架结构抗震变形验算方法  72-73
第五章总结  73-75
  5.1 总结  73-74
  5.2 进一步研究的方向  74-75
参考文献  75-78

预应力混凝土框架弹塑性动力时程分析及抗震设计建议

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