本文關(guān)鍵詞：彈塑性分析在超高層建筑中的研究與應(yīng)用　出處：《沈陽(yáng)建筑大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：當(dāng)今抗震設(shè)計(jì)的理論產(chǎn)生與發(fā)展經(jīng)過(guò)了一個(gè)較長(zhǎng)的演變過(guò)程,隨著對(duì)地震運(yùn)動(dòng)的特征和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性理解的逐漸加深,結(jié)構(gòu)的抗震理論經(jīng)歷了從早期的靜力及反應(yīng)譜法分析方式,逐漸發(fā)展到當(dāng)前的動(dòng)力和目前較為重視的結(jié)構(gòu)性能化的抗震設(shè)計(jì)理論。然而,常規(guī)靜力彈性分析方法已經(jīng)很難表達(dá)結(jié)構(gòu)在大震作用下的彈塑性抗震性能,故而結(jié)構(gòu)的非線性彈塑性分析相關(guān)理論研究逐漸引起了廣大科研工作者的重視。作為抗震性能分析的重要方法之一,靜力彈塑性分析將非線性靜力計(jì)算結(jié)果與彈性反應(yīng)譜相結(jié)合,利用靜力分析方法對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的抗震性能及動(dòng)力反應(yīng)特性進(jìn)行評(píng)估,是目前較為通用的結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估方法,但其只能近似表達(dá)結(jié)構(gòu)在地震作用下的非線性動(dòng)力響應(yīng)；相對(duì)于靜力彈塑性分析,結(jié)構(gòu)動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析適用于各種結(jié)構(gòu)類型,能夠直接體現(xiàn)地震作用特性,是一種更通用更可靠的分析方法。本為旨在通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的彈塑性分析研究,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)將分析應(yīng)用于工程實(shí)踐。本文以某超限高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)實(shí)際工程為背景,應(yīng)用三維非線性分析軟件Perform-3D對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行靜力彈塑性分析,同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行在罕遇地震作用下的彈塑性時(shí)程分析。通過(guò)靜力彈塑性分析,判斷并得出結(jié)構(gòu)性能點(diǎn),對(duì)性能點(diǎn)位置及其合理性進(jìn)行分析；將性能點(diǎn)處的基底剪力、頂點(diǎn)位移、層間位移角與PKPM計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行三組地震波記錄、雙向輸入并輪換輸入主方向,共計(jì)6個(gè)工況的大震動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析,對(duì)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)大震作用下的非線性性能給出定量解答,考察結(jié)構(gòu)的整體響應(yīng)及變形情況,構(gòu)件的塑性及性能目標(biāo),以及整體結(jié)構(gòu)的彈塑性行為,具體研究指標(biāo)包括最大頂點(diǎn)位移、最大層間位移角及結(jié)構(gòu)基底剪力時(shí)程,驗(yàn)證結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的抗震能力,研究結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵構(gòu)件的變形形態(tài),進(jìn)而找出結(jié)構(gòu)的薄弱層及薄弱部位。并對(duì)結(jié)構(gòu)的能量響應(yīng)進(jìn)行分析,分析結(jié)構(gòu)能量耗散情況及整體損傷情況,進(jìn)一步論證整體結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)大震作用下的抗震性能。將Perform-3D動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析結(jié)果與ABAQUS結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析；另外,以靜力彈塑性分析為輔助參考,將靜力彈塑性分析結(jié)果與彈塑性時(shí)程分析結(jié)果進(jìn)行比較分析,通過(guò)分析對(duì)比結(jié)果驗(yàn)證所選計(jì)算程序的合適性,計(jì)算結(jié)果的可靠性。根據(jù)以上研究成果,對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能給出評(píng)價(jià),并對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出改進(jìn)意見(jiàn)和建議。
[Abstract]:Nowadays, the theory of seismic design has gone through a long process of evolution, with the gradual deepening of the understanding of the characteristics of seismic motion and the dynamic characteristics of structures. The seismic theory of structures has developed from the early static and response spectrum analysis to the current dynamic and performance-based seismic design theory. The conventional static elastic analysis method has been difficult to express the elastoplastic seismic behavior of structures under the action of large earthquakes. Therefore, the theoretical research on nonlinear elastoplastic analysis of structures has gradually attracted the attention of researchers, as one of the important methods of seismic performance analysis. The static elastic-plastic analysis combines the nonlinear static calculation results with the elastic response spectrum and uses the static analysis method to evaluate the seismic and dynamic response characteristics of the structure under earthquake. It is a general method to evaluate the seismic performance of structures, but it can only approximate the nonlinear dynamic response of structures under earthquake. Compared with static elastoplastic analysis, dynamic elastoplastic time-history analysis is applicable to various structural types and can directly reflect the seismic characteristics. It is a more general and reliable analytical method, which is aimed at the elastic-plastic analysis of engineering examples. Further, the analysis will be applied to engineering practice. This paper is based on the actual engineering of a high-rise frame-shear wall structure. The nonlinear analysis software Perform-3D is used to analyze the static elastoplasticity of engineering examples, and the elastic-plastic history analysis of the structure under rare earthquake is carried out. The static elastic-plastic analysis is carried out through the static elastic-plastic analysis. Judge and get the structure performance point, analyze the position and rationality of the performance point; The base shear force, vertex displacement and interstory displacement angle at the performance point are analyzed and compared with the results of PKPM calculation. Three sets of seismic wave records are recorded in the structure, and the main direction is input in both directions and alternately. The elastoplastic time-history analysis of large vibration force under six working conditions is carried out. The nonlinear performance of the structure under the action of the design earthquake is quantitatively solved. The overall response and deformation of the structure and the plastic and performance objectives of the members are investigated. And the elastoplastic behavior of the whole structure, including the maximum vertex displacement, the maximum interstory displacement angle and the structural base shear history, to verify the seismic capacity of the structure under rare earthquake. The key parts of the structure and the deformation shape of the key members are studied, and then the weak layer and the weak part of the structure are found out. The energy response of the structure is analyzed, and the energy dissipation and the overall damage of the structure are analyzed. The seismic behavior of the whole structure under the action of design earthquake is further demonstrated. The dynamic elastoplastic time-history analysis results of Perform-3D are compared with those of ABAQUS. In addition, the results of static elastic-plastic analysis and elastic-plastic time-history analysis are compared and analyzed with the reference of static elastic-plastic analysis, and the suitability of the selected calculation program is verified by the analysis and comparison results. According to the above research results, the seismic performance of the structure is evaluated, and some suggestions for improving the structure design are put forward.
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU973.31

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