本文關(guān)鍵詞：輕鋼—混凝土高層混合結(jié)構(gòu)彈塑性分析

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【摘要】：目前,國內(nèi)外對于輕鋼結(jié)構(gòu)體系已有大量的研究,但是輕鋼結(jié)構(gòu)在國內(nèi)的應(yīng)用卻較為有限,其中重要原因在于輕鋼結(jié)構(gòu)通常只應(yīng)用于低層結(jié)構(gòu)。針對輕鋼結(jié)構(gòu)在國內(nèi)發(fā)展的現(xiàn)狀,本課題組提出了輕鋼-混凝土高層混合結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)體系是將輕鋼結(jié)構(gòu)與高層混凝土結(jié)構(gòu)相結(jié)合而形成的一種新型結(jié)構(gòu)形式。本文針對輕鋼-混凝土高層混合結(jié)構(gòu)的周期折減系數(shù)、混合結(jié)構(gòu)在多遇、罕遇地震作用下的性能狀態(tài)以及混合結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性等問題展開研究,主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)對輕鋼-混凝土高層混合結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)進行理論推導(dǎo),得到了輕鋼結(jié)構(gòu)對混凝土主結(jié)構(gòu)的周期折減系數(shù)計算公式。針對不同房屋高度,不同輕鋼墻體與混凝土主結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比的模型,對比了公式計算值和有限元計算結(jié)果的區(qū)別,結(jié)果表明公式計算值與軟件模擬值相一致,證明采用公式法計算周期折減系數(shù)是可行的。(2)對混合結(jié)構(gòu)模型和混凝土主結(jié)構(gòu)模型在6度區(qū)、7度區(qū)進行了多遇地震及罕遇地震時程分析和對比,結(jié)果表明:輕鋼結(jié)構(gòu)對混凝土主結(jié)構(gòu)的層間位移角具有減小的作用,特別是結(jié)構(gòu)的上部樓層,層間位移角減小的大小與輕鋼結(jié)構(gòu)次結(jié)構(gòu)和混凝土主結(jié)構(gòu)的樓層剛度比相關(guān);在水平地震作用時,輕鋼墻體承擔(dān)了部分剪力,石膏板組成的輕鋼墻體承擔(dān)的樓層剪力比例大約在6%-10%,OSB板組成的輕鋼墻體承擔(dān)的樓層剪力比例大約為15%-20%。輕鋼墻體在罕遇地震時承擔(dān)的樓層剪力比例略大于多遇地震時承擔(dān)的樓層剪力比例。(3)6度區(qū)罕遇地震作用時混凝土主結(jié)構(gòu)與混合結(jié)構(gòu)模型進入非線性程度不高,結(jié)構(gòu)只是發(fā)生輕微破壞。7度區(qū)(0.15g)罕遇地震作用時,混凝土主結(jié)構(gòu)與混合結(jié)構(gòu)均進入了很高的彈塑性狀態(tài),但是輕鋼次結(jié)構(gòu)對混凝土主結(jié)構(gòu)起到了“保護”作用,以O(shè)SB板組成的輕鋼墻體可以實現(xiàn)混凝土主結(jié)構(gòu)由“大震不倒”變?yōu)椤翱尚蕖钡男阅軤顟B(tài)。罕遇地震時程分析結(jié)果表明,輕鋼墻體只有當(dāng)混凝土主結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變形時才會進入非線性狀態(tài)。(4)輕鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)相比于傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu),混凝土和鋼材的用量更少,特別是在高烈度地區(qū),這種優(yōu)勢更加明顯。
【關(guān)鍵詞】：高層混合結(jié)構(gòu) 輕鋼墻體 混凝土結(jié)構(gòu) 周期 時程分析
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU973.25
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-13
• 1 緒論13-19
• 1.1 引言13
• 1.2 輕鋼-混凝土高層混合結(jié)構(gòu)介紹13-14
• 1.3 輕鋼結(jié)構(gòu)研究狀況14-16
• 1.4 輕鋼-混凝土高層混合結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本文研究背景和內(nèi)容17-19
• 1.5.1 研究背景17
• 1.5.2 研究內(nèi)容17-19
• 2 結(jié)構(gòu)分析模型的建立19-39
• 2.1 模型介紹19-20
• 2.2 梁和柱的模型化20-22
• 2.2.1 梁單元模型20-21
• 2.2.2 連梁的模擬21-22
• 2.2.3 柱單元模型22
• 2.3 墻體模型22-25
• 2.3.1 剪力墻模型22-24
• 2.3.2 輕鋼墻體模擬24-25
• 2.4 截面纖維的劃分與組裝25-27
• 2.4.1 梁、柱纖維的劃分與組裝25-26
• 2.4.2 混凝土截面纖維劃分與組裝26-27
• 2.5 Perform-3D彈塑性分析材料本構(gòu)27-35
• 2.5.1 材料強度取值27-28
• 2.5.2 鋼筋和混凝土本構(gòu)模型28-30
• 2.5.3 混凝土本構(gòu)擬合30-31
• 2.5.4 PERFORM-3D滯回規(guī)則31-33
• 2.5.5 輕鋼墻體本構(gòu)33-35
• 2.6 模型質(zhì)量信息35
• 2.7 模型阻尼信息35-37
• 2.8 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析與驗證37-39
• 3 高層混合結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)的確定39-49
• 3.1 引言39
• 3.2 結(jié)構(gòu)基本周期計算方法39
• 3.3 周期折減公式的推導(dǎo)39-41
• 3.4 周期折減系數(shù)分析與驗證41-48
• 3.4.1 基于本文模型的周期折減系數(shù)驗證41-44
• 3.4.2 雷陽模型周期折減系數(shù)驗證44-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 4 六度區(qū)地震作用分析49-73
• 4.1 前言49
• 4.2 地震波的選取49-51
• 4.3 六度區(qū)（0.05g）多遇地震分析51-57
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)層間位移角分析51-54
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)層剪力分析54-57
• 4.4 六度區(qū)(0.05g)罕遇地震分析57-71
• 4.4.1 結(jié)構(gòu)層間位移角分析57-62
• 4.4.2 結(jié)構(gòu)層剪力分析62-64
• 4.4.3 結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件工作狀態(tài)64-68
• 4.4.4 結(jié)構(gòu)整體狀態(tài)描述68-71
• 4.5 本章小結(jié)71-73
• 5 七度區(qū)（0.15g）地震作用分析73-93
• 5.1 前言73
• 5.2 七度區(qū)(0.15g)多遇地震分析73-78
• 5.2.1 結(jié)構(gòu)層間位移角分析73-76
• 5.2.2 結(jié)構(gòu)層剪力分析76-78
• 5.3 七度區(qū)(0.15g)罕遇地震作用分析78-92
• 5.3.1 結(jié)構(gòu)層間位移角分析78-82
• 5.3.2 結(jié)構(gòu)層剪力分析82-84
• 5.3.3 結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件工作狀態(tài)84-89
• 5.3.4 結(jié)構(gòu)整體狀態(tài)分析89-92
• 5.4 本章小結(jié)92-93
• 6 結(jié)論與展望93-99
• 6.1 混合結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性研究93-95
• 6.2 結(jié)論95-96
• 6.3 對后續(xù)研究的展望96-99
• 致謝99-101
• 參考文獻101-103
• 附錄103-116
• 附錄A 模型構(gòu)件截面統(tǒng)計103-108
• 附錄B 輕鋼樓層荷載計算108-111
• 附錄C 混合結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度計算111-116
• 附錄C.1 混凝土主結(jié)構(gòu)樓層剛度111-112
• 附錄C.2 輕鋼墻體抗側(cè)剛度計算112-114
• 附錄C.3 雷陽模型樓層抗側(cè)剛度114-116

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本文編號：865053