本文關(guān)鍵詞：超高層框架—核心筒結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)及彈塑性分析研究

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【摘要】：近年來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來越多的超高層建筑被設(shè)計(jì)建造出來。隨著超高層建筑在現(xiàn)代城市中越來越多,地震這一具有很大的隨機(jī)性以及極大破壞性的自然災(zāi)害,往往會(huì)帶來難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)損失。而現(xiàn)在的城市建筑越建越高,結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,完全采用彈性理論的設(shè)計(jì)方法很難滿足現(xiàn)在的需求,從歷次地震的震害結(jié)果更是證實(shí)了這一點(diǎn)。同時(shí)隨著而今抗震理論程度的提高以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,此后彈塑性分析會(huì)越來越普遍以及越來越受到重視。本文圍繞抗震設(shè)計(jì)中“三水準(zhǔn),兩階段”的要求,對(duì)安徽阜陽某超高層框架—核心筒結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行了分析。首先在多遇地震及風(fēng)荷載作用下,對(duì)其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析比較,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)在基于規(guī)范反應(yīng)譜法計(jì)算的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)指標(biāo)合理、準(zhǔn)確,確保了建筑結(jié)構(gòu)的整體性能和構(gòu)件截面設(shè)計(jì)的合理性。再對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了彈性時(shí)程分析,將其時(shí)程分析下的位移角以及結(jié)構(gòu)基底剪力對(duì)反應(yīng)譜分析下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較,確保建筑結(jié)構(gòu)在多遇地震烈度作用下抗震設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。同時(shí)通過建立不同模型的對(duì)比分析,探究了在復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)中設(shè)置加強(qiáng)層對(duì)減小結(jié)構(gòu)地震力下的側(cè)移具有顯著的作用。本文利用有限元軟件,分別對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力彈塑性分析以及動(dòng)力彈塑性分析。在分析計(jì)算之前,首先闡述了有限元軟件使用的材料本構(gòu)關(guān)系,還有對(duì)結(jié)構(gòu)定義的塑性鉸模型。進(jìn)行靜力彈塑性分析之前,簡(jiǎn)單敘述了靜力彈塑性分析的原理,介紹了什么是能力譜與需求譜以及性能點(diǎn)的計(jì)算方法。同樣的在動(dòng)力彈塑性分析方法中介紹了梁柱單元用于動(dòng)力分析的滯回曲線,以及地震波的選擇的基本原則。通過計(jì)算,我們首先得到了結(jié)構(gòu)在彈塑性狀態(tài)下的位移角,這是規(guī)范對(duì)建筑結(jié)構(gòu)彈塑性狀態(tài)下的唯一限值要求,結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求。更為重要的是,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要觀察結(jié)構(gòu)在彈塑性狀態(tài)下的屈服機(jī)制是否合理。從塑性鉸圖片中可見,框架梁柱中的塑性鉸主要出現(xiàn)在梁端,未出現(xiàn)在柱端,可保證結(jié)構(gòu)“二道防線”未破壞。在結(jié)構(gòu)底部,核心筒剪力墻出現(xiàn)了少許剪切破壞,可見在底部加強(qiáng)區(qū)采取一定的構(gòu)造措施的重要性。經(jīng)過對(duì)結(jié)構(gòu)彈塑性狀態(tài)的分析,可見結(jié)構(gòu)滿足一般的性能要求,屈服機(jī)制合理,可以保證“大震不倒”。結(jié)論表明,彈塑性分析是一種針對(duì)第二階段抗震設(shè)計(jì),保證結(jié)構(gòu)達(dá)到性能目標(biāo)的可靠、有效的分析方法。通過對(duì)結(jié)構(gòu)的彈塑性分析,跳出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)的狹隘格局。通過觀察塑性鉸以及破壞云圖,可以直觀看到結(jié)構(gòu)的出鉸順序以及破壞程度,以及呈現(xiàn)地震下的薄弱層情況,便于設(shè)計(jì)人員貫徹抗震設(shè)計(jì)理念,從抗震概念而非僅僅抗震計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：高層建筑 框架——核心筒結(jié)構(gòu) 彈塑性分析 抗震設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU973.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 本文研究背景和意義14-15
• 1.1.1 本文研究的背景14-15
• 1.1.2 本文研究的意義15
• 1.2 高層建筑及其抗震理論的發(fā)展析15-20
• 1.2.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)15-17
• 1.2.2 超高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇17-18
• 1.2.3 抗震理論的發(fā)展18-20
• 1.3 彈塑性分析理論的發(fā)展及其研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 本文研究的內(nèi)容21-22
• 第二章 彈塑性分析方法簡(jiǎn)述22-30
• 2.1 靜力彈塑性22-27
• 2.1.1 基本原理22-23
• 2.1.2 基本假定23-24
• 2.1.3 水平加載模式24-25
• 2.1.4 目標(biāo)位移的確定25-27
• 2.2 動(dòng)力彈塑性27-30
• 2.2.1 基本假定27
• 2.2.2 彈塑性動(dòng)力表達(dá)式27-28
• 2.2.3 彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析計(jì)算的實(shí)施過程28
• 2.2.4 動(dòng)力方程的積分方法28-30
• 第三章 多遇地震及風(fēng)荷載下的彈性階段分析30-48
• 3.1 工程概況30
• 3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定30-31
• 3.2.1 基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)30
• 3.2.2 風(fēng)、雪等自然條件30
• 3.2.3 地震信息有關(guān)參數(shù)30-31
• 3.2.4 調(diào)整信息31
• 3.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果指標(biāo)要求31-36
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)指標(biāo)的說明31-33
• 3.3.2 工程中結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)指標(biāo)的分析33-36
• 3.4 彈性時(shí)程分析36-40
• 3.4.1 彈性時(shí)程分析地震波選擇36-39
• 3.4.2 彈性時(shí)程分析結(jié)構(gòu)分析39-40
• 3.5 更高烈度下減小結(jié)構(gòu)側(cè)移對(duì)策的研究40-47
• 3.5.1 加強(qiáng)層40-41
• 3.5.2 工程算例41-46
• 3.5.3 結(jié)論46-47
• 3.6 小結(jié)47-48
• 第四章 罕遇地震下結(jié)構(gòu)的靜力彈塑性分析48-67
• 4.1 靜力彈塑性分析目的與原理48-51
• 4.1.1 分析主要目的48
• 4.1.2 材料的本構(gòu)關(guān)系48-50
• 4.1.3 構(gòu)件塑性鉸特征模擬50-51
• 4.1.4 加載模式與終止控制條件51
• 4.2 抗震性能評(píng)價(jià)51-62
• 4.2.1 性能點(diǎn)51-54
• 4.2.2 層間位移角54-55
• 4.2.3 層剪力55-56
• 4.2.4 塑性鉸分布56-62
• 4.3 PKPM PUSH計(jì)算結(jié)果及其對(duì)比62-66
• 4.3.1 性能點(diǎn)62-63
• 4.3.2 塑性鉸分布63-66
• 4.4 小結(jié)66-67
• 第五章 罕遇地震下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析67-82
• 5.1 動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析目的與原理67-69
• 5.1.1 動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析目的67
• 5.1.2 材料的本構(gòu)關(guān)系67
• 5.1.3 構(gòu)件模擬67-69
• 5.2 地震波的選擇69-71
• 5.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)71
• 5.4 結(jié)構(gòu)變形結(jié)果71-74
• 5.5 抗震性能評(píng)價(jià)74-81
• 5.5.1 建筑結(jié)構(gòu)層間位移角74
• 5.5.2 建筑結(jié)構(gòu)的層剪力74-75
• 5.5.3 塑性鉸75-81
• 5.6 小結(jié)81-82
• 第六章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-87
• 致謝87-88
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果88

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