本文選題：鋼結(jié)構(gòu)增層　切入點(diǎn)：模態(tài)分析　出處：《長(zhǎng)安大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：鋼結(jié)構(gòu)增層是近年來(lái)運(yùn)用較為廣泛的一種房屋增層形式,它與混凝土結(jié)構(gòu)相比,有良好的技術(shù)性、安全性和經(jīng)濟(jì)性,且具備質(zhì)量輕、抗震性能好、施工快等優(yōu)點(diǎn)。然而,到目前為止,我國(guó)還沒(méi)有頒布針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)增層建筑的設(shè)計(jì)以及施工規(guī)范。鋼結(jié)構(gòu)增層之后的混合結(jié)構(gòu)還存在以下問(wèn)題:鋼結(jié)構(gòu)增層后的混合結(jié)構(gòu)豎直方向上的剛度和質(zhì)量分布不均勻,原混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)阻尼比不同,且兩者之間連接困難等等,都對(duì)混合結(jié)構(gòu)的整體抗震性能造成影響。為深入研究鋼結(jié)構(gòu)增層后混合結(jié)構(gòu)的抗震性能,本文主要工作如下:首先,結(jié)合西安市區(qū)某鋼結(jié)構(gòu)增層改造項(xiàng)目,采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件PKPM分別對(duì)原鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和插入鋼結(jié)構(gòu)樓層后的混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。對(duì)兩種結(jié)構(gòu)的整體模型進(jìn)行了模態(tài)分析、振型分解反應(yīng)譜分析以及多遇地震下的動(dòng)力時(shí)程分析。然后采用有限元分析軟件ETABS同時(shí)建立了原結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)的三維有限元模型,進(jìn)行了兩種結(jié)構(gòu)罕遇地震下的動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析。模態(tài)分析結(jié)果表明:原混凝土框架結(jié)構(gòu)在插入鋼結(jié)構(gòu)樓層后,因剛度增大而周期減小。彈性分析結(jié)果表明:樓層最大水平位移整體減小,鋼結(jié)構(gòu)樓層處減小最多,約34%,層間位移和層間位移角變化規(guī)律相似,即整體減小,鋼結(jié)構(gòu)樓層處減小約17.4%,鋼結(jié)構(gòu)樓層及其下相鄰樓層層間剪力增大約9%。彈塑性分析結(jié)果表明:在罕遇地震作用下,混合結(jié)構(gòu)樓層最大水平位移整體上減小,在蘭州人工波下減小的最多,約為33.41%,層間位移和層間位移角的變化規(guī)律相似,相比于原結(jié)構(gòu)也都有所減小,蘭州人工波罕遇地震作用下,在鋼結(jié)構(gòu)樓層處,層間位移和層間位移角減小值最多,約31.1%,樓層剪力在插入鋼結(jié)構(gòu)樓層后整體增大,在蘭州人工波作用下增大最多約44.85%,同時(shí)塑性鉸先出現(xiàn)在梁端,后出現(xiàn)在柱端,其發(fā)展符合強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。彈性及彈塑性分析都表明,插入鋼結(jié)構(gòu)樓層后由于部分柱高減小,且構(gòu)件增多,致使結(jié)構(gòu)整體剛度增大,層間剪力增加。在進(jìn)行類(lèi)似改造設(shè)計(jì)時(shí)要注意這種趨勢(shì)造成上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力的增大及基礎(chǔ)內(nèi)力的增大,由此可能對(duì)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行必要的加固補(bǔ)強(qiáng);同時(shí)由于鋼結(jié)構(gòu)樓層主梁與原柱半層處相連,要注重此處節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及施工,以滿(mǎn)足強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)要求。
[Abstract]:Compared with concrete structure, steel structure is widely used in recent years. Compared with concrete structure, it has the advantages of good technology, safety and economy, light quality, good seismic performance, fast construction and so on. So far, China has not promulgated the design and construction code for the steel structure building. There are still the following problems in the mixed structure after the steel structure is raised: the stiffness and mass distribution in the vertical direction of the hybrid structure after the increase of the steel structure is not uniform. The damping ratio of the original concrete structure and the steel structure is different, and the connection between the two structures is difficult, which has an effect on the overall seismic performance of the hybrid structure. The main work of this paper is as follows: first, combined with a steel structure in Xi'an urban area, The structural design software PKPM is used to model the original reinforced concrete frame structure and the hybrid structure inserted into the steel structure floor respectively. The modal analysis of the whole model of the two structures is carried out. The mode decomposition response spectrum analysis and the dynamic time history analysis under frequent earthquakes are analyzed. Then the 3D finite element model of the original structure and mixed structure is established by using the finite element analysis software ETABS. The dynamic elastic-plastic time-history analysis of two kinds of structures under rare earthquake is carried out. The modal analysis results show that the original concrete frame structure is inserted into the steel structure floor. The elastic analysis results show that the maximum horizontal displacement of the floor decreases as a whole, and the steel structure floor decreases the most, about 34. The variation law of the interstory displacement and the interstory displacement angle is similar, that is, the overall decrease. The shear force between the steel floor and its adjacent floors increases by about 9. The elastic-plastic analysis results show that the maximum horizontal displacement of the mixed structure floor decreases as a whole under the action of rare earthquakes. Under the artificial wave of Lanzhou, the most decrease is about 33.41, the variation law of the interstory displacement and the interstory displacement angle is similar, compared with the original structure, it is also reduced. Under the earthquake action of Lanzhou artificial wave, under the action of the steel structure, at the floor of the steel structure, The interstory displacement and the interstory displacement angle decrease the most, about 31.1. after inserting into the steel structure floor, the floor shear force increases as a whole, and under the action of Lanzhou artificial wave, the maximum increase is about 44.85.The plastic hinge appears first at the beam end and then at the column end. Its development accords with the design criterion of strong column and weak beam. The elastic and elastoplastic analysis shows that the stiffness of the whole structure is increased due to the decrease of the column height and the increase of the members after the insertion of the steel structure floor. It is necessary to pay attention to the increase of the internal force of the superstructure member and the increase of the internal force of the foundation when carrying out the similar retrofit design, which may lead to the necessary reinforcement and reinforcement of the structure. At the same time, due to the connection between the main beam of the steel structure floor and the half story of the original column, the design and construction of the joint should be paid attention to in order to meet the design requirements of the strong column and the weak beam.
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU352.11

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本文編號(hào)：1582200