發(fā)布時間：2017-08-20 22:15

  本文關(guān)鍵詞：樓梯對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的影響分析

  更多相關(guān)文章： 樓梯 框架-剪力墻結(jié)構(gòu) Midas Gen 抗震性能

【摘要】：鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用十分廣泛的高層結(jié)構(gòu)形式之一。在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的樓梯設(shè)計中,利用計算軟件進行建模計算一般不輸入樓梯構(gòu)件,而是通過樓板開洞把樓梯的豎向荷載傳遞到框架梁、柱或墻上來考慮樓梯間對整體結(jié)構(gòu)的作用。樓梯只是孤立地進行構(gòu)件計算和配筋,未考慮地震作用。然而,總結(jié)歷次地震資料,我們不難發(fā)現(xiàn),重大的地震災(zāi)害中,樓梯并沒有成功扮演其應(yīng)有的角色,有時甚至?xí)扔谥黧w結(jié)構(gòu)破壞而阻礙了人們的逃生或救援。汶川地震后,在重新修訂的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)中明確規(guī)定:采用計算機進行結(jié)構(gòu)抗震分析時,計算模型的建立、必要的簡化計算與處理,應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實際工作狀況,計算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。在鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中,樓梯是否參與整體建模計算對結(jié)構(gòu)的整體剛度會產(chǎn)生巨大影響。本文利用有限元分析軟件Midas Gen,通過反應(yīng)譜分析、靜力彈塑性分析(Pushover分析)以及動力彈塑性時程分析,系統(tǒng)地研究了樓梯對框架-剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。在設(shè)置分析模型時,考慮以下幾個對比條件:(1)樓梯是否參與模型整體計算;(2)樓梯的布置位置的變化;(3)樓梯的結(jié)構(gòu)形式的變化。通過各模型的對比分析,對主要影響整體結(jié)構(gòu)抗震性能的參數(shù)(周期、樓層剪力、樓層位移、層間位移角等)及梁、柱構(gòu)件內(nèi)力進行分析和評價。重點研究了在多遇地震和罕遇地震作用下,樓梯構(gòu)件對框架-剪力墻結(jié)構(gòu)整體抗震性能的影響以及對結(jié)構(gòu)中梁、柱構(gòu)件內(nèi)力的影響。得出的主要結(jié)論有:首先,在地震作用下,樓梯的參與增加了框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的整體剛度,對結(jié)構(gòu)的自振周期、樓層位移、層間位移角以及樓層剪力等都有不同程度的影響,樓梯構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中起到一定斜撐作用。因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,需考慮樓梯構(gòu)件對整體結(jié)構(gòu)的影響。其次,在地震作用下,樓梯間的布置對框架-剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能也起到較為明顯的影響。不對稱布置樓梯導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的樓層剪力、樓層位移以及基底剪力均明顯增大。因此我們在進行結(jié)構(gòu)平面布置時,要充分考慮樓梯間的布置對整體剛度均勻分布產(chǎn)生的影響。再次,在地震作用下,樓梯結(jié)構(gòu)形式的變化對框架-剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能產(chǎn)生重要影響。剪刀式樓梯的參與使得整體結(jié)構(gòu)的自振周期、樓層剪力以及基底剪力均明顯增大。因此我們對布置類似于剪刀式樓梯的結(jié)構(gòu),要充分考慮其結(jié)構(gòu)的特殊性,根據(jù)工程實際情況來分析其抗震性能受到的影響。最后,樓梯的參與對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力同樣會產(chǎn)生很大影響。樓梯的存在使得結(jié)構(gòu)剛度增大,結(jié)構(gòu)中梁、柱構(gòu)件內(nèi)力也隨之產(chǎn)生變化。而現(xiàn)行樓梯設(shè)計中對樓梯的簡化處理顯然無法準確反映地震中樓梯對梁、柱構(gòu)件內(nèi)力的影響,應(yīng)予以改進。
【關(guān)鍵詞】：樓梯 框架-剪力墻結(jié)構(gòu) Midas Gen 抗震性能
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU398.2;TU352.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 前言10-20
• 1.1 選題背景及研究意義10-15
• 1.1.1 樓梯結(jié)構(gòu)的形式11-13
• 1.1.2 樓梯震中破壞的情況13-15
• 1.2 抗震規(guī)范對樓梯設(shè)計缺陷的修訂15
• 1.3 本課題研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線18-20
• 1.4.1 研究內(nèi)容18-19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-20
• 第2章 結(jié)構(gòu)抗震理論與地震反應(yīng)分析方法20-31
• 2.1 地震作用及抗震設(shè)防準則20
• 2.2 模態(tài)分析法20-21
• 2.3 振型分解反應(yīng)譜法21-23
• 2.3.1 概述及基本原理21-23
• 2.3.2 振型分解反應(yīng)譜法的優(yōu)缺點23
• 2.4 靜力彈塑性分析23-28
• 2.4.1 概述及基本原理23-26
• 2.4.2 具體實施步驟26-27
• 2.4.3 靜力彈塑性分析法的優(yōu)缺點27-28
• 2.5 動力時程分析28-31
• 2.5.1 概述及基本原理28-29
• 2.5.2 國內(nèi)對輸入地震動的規(guī)定29
• 2.5.3 具體實施步驟29-30
• 2.5.4 動力時程分析法的優(yōu)缺點30-31
• 第3章 計算模型的建立31-40
• 3.1 有限元軟件Midas Gen介紹31-32
• 3.1.1 Midas Gen軟件介紹31-32
• 3.1.2 單元的選用32
• 3.2 結(jié)構(gòu)的選型以及荷載的選取32-36
• 3.3 反應(yīng)譜分析參數(shù)設(shè)置36-37
• 3.3.1 設(shè)計反應(yīng)譜函數(shù)36-37
• 3.3.2 定義反應(yīng)譜荷載工況37
• 3.4 Pushover分析參數(shù)設(shè)置37-38
• 3.4.1 定義塑性鉸及分配塑性鉸37
• 3.4.2 側(cè)向荷載模式選取37-38
• 3.4.3 Pushover分析控制38
• 3.5 彈塑性時程分析參數(shù)設(shè)置38-40
• 3.5.1 定義地震波38-39
• 3.5.2 定義時程荷載工況39
• 3.5.3 定義特征值分析控制39-40
• 第4章 樓梯對整體結(jié)構(gòu)抗震性能影響分析40-58
• 4.1 模態(tài)分析40-43
• 4.1.1 模型自振周期影響分析40-41
• 4.1.2 振型質(zhì)量參與系數(shù)41-43
• 4.2 反應(yīng)譜分析43-46
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)樓層的最大位移43-45
• 4.2.2 樓層層間剪力45-46
• 4.3 Pushover分析46-52
• 4.3.1 基底剪力與位移46-47
• 4.3.2 塑性鉸的對比47-52
• 4.4 動力彈塑性時程分析52-58
• 4.4.1 頂層位移對比分析52-54
• 4.4.2 層間位移角對比分析54-55
• 4.4.3 底部剪力對比分析55-57
• 4.4.4 結(jié)論57-58
• 第5章 結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力的影響分析58-75
• 5.1 梁構(gòu)件受力影響分析58-67
• 5.1.1 L1梁端彎矩和剪力影響分析58-60
• 5.1.2 L2梁端彎矩和剪力影響分析60-62
• 5.1.3 L3梁端彎矩和剪力影響分析62-65
• 5.1.4 L4梁端彎矩和剪力影響分析65-67
• 5.1.5 結(jié)論67
• 5.2 柱構(gòu)件受力影響分析67-75
• 5.2.1 Z1的柱端彎矩和軸力影響分析67-69
• 5.2.2 Z2的柱端彎矩和軸力影響分析69-72
• 5.2.3 Z3的柱端彎矩和軸力影響分析72-74
• 5.2.4 結(jié)論74-75
• 結(jié)論與展望75-77
• 結(jié)論75-76
• 展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-81

【參考文獻】

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本文編號：709179