本文關(guān)鍵詞： 抗震性能 框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓 動力特性測試 人行激勵(lì) 增量動力分析　出處：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)抗震性能分析基本上都忽略了人對結(jié)構(gòu)的影響,或是把人當(dāng)做活荷載或者是附加質(zhì)量,而這些作法均不能準(zhǔn)確的反映人對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。為了研究人行激勵(lì)對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓抗震性能的影響,本文先用脈動法對某框架教學(xué)樓進(jìn)行現(xiàn)場測量,從而得到人對該結(jié)構(gòu)動力特性的影響,進(jìn)而分析出其對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。具體步驟及內(nèi)容為:(1)運(yùn)用脈動法現(xiàn)場測試教學(xué)樓在三種工況(靜止人荷載工況、空載工況、人行激勵(lì)工況)下的動力特性數(shù)據(jù)。整個(gè)測試過程進(jìn)行了9組測試,每種工況測試了三組數(shù)據(jù);(2)運(yùn)用MATLAB對該教學(xué)樓的脈動測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,分析過程包括:1)對信號進(jìn)行預(yù)處理以消除干擾和噪聲;2)對信號進(jìn)行濾波和重采樣;3)對信號進(jìn)行自譜和互譜分析以得到結(jié)構(gòu)的自振周期和振型;4)運(yùn)用NEx T法和STD法對數(shù)據(jù)進(jìn)行阻尼識別。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),三種工況下,結(jié)構(gòu)的頻率變化不大,微小的變化趨勢為靜止人荷載工況下頻率稍微低于其他兩種工況,人行激勵(lì)工況下頻率在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化,最終加權(quán)人行激勵(lì)下結(jié)構(gòu)的頻率最大。靜止人荷載工況下結(jié)構(gòu)阻尼比最大,人行激勵(lì)工況次之,空載工況結(jié)構(gòu)阻尼比最小;(3)運(yùn)用增量動力分析法分析評估該教學(xué)樓在三種工況下的抗震性能。具體過程如下:1)在PERFORM-3D中建立該結(jié)構(gòu)的有限元模型,并將分析得到的三種工況的動力特性參數(shù)分別輸入模型;2)以單條地震動為例詳細(xì)介紹了對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行IDA分析的過程;3)選擇數(shù)條地震動記錄,用同樣的方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行IDA分析,得到數(shù)條IDA曲線組成的IDA曲線簇;4)對IDA曲線簇進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到每種工況16%、50%、84%分位的IDA曲線,并對曲線進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn):在地震動強(qiáng)度較小時(shí),三種工況下結(jié)構(gòu)的IDA曲線幾乎重合,此時(shí)結(jié)構(gòu)抗震性能幾乎沒有變化;但隨著地震動強(qiáng)度的增加,IDA曲線有了較明顯的分開,空載工況由于阻尼比較小結(jié)構(gòu)率先進(jìn)入各個(gè)性能狀態(tài),人行激勵(lì)工況次之,靜止人荷載工況最后。可見,在有人的建筑中,人的走動對結(jié)構(gòu)抗震性能具有不利的影響,這種影響在地震動強(qiáng)度較小時(shí)幾乎可以忽略,但隨著地震動強(qiáng)度的增加,這種影響也越來越大。
[Abstract]:In the traditional seismic performance analysis of frame structures, the influence of human on the structure is ignored, or the people are regarded as living load or additional mass. In order to study the effect of pedestrian excitation on the seismic behavior of reinforced concrete frame building, these methods can not accurately reflect the effect of human being on the seismic behavior of the structure. In this paper, the pulsation method is used to measure the dynamic characteristics of a frame building, and the effect of human on the dynamic characteristics of the structure is obtained. The concrete steps and contents are: 1) using pulsation method to test the teaching building under three conditions (static load condition, no-load condition). Dynamic characteristic data under the excitation condition of pedestrian bank. Nine groups of tests were carried out in the whole test process, and three groups of data were tested under each condition. 2) using MATLAB to analyze the pulsation test data of the teaching building, the analysis process includes: 1) preprocessing the signal to eliminate the interference and noise; 2) filtering and resampling of signals; 3) the self-spectrum and cross-spectrum analysis are carried out to obtain the natural vibration period and mode shape of the structure. 4) NEx T method and STD method are used to identify the damping of the data. The results show that the frequency of the structure does not change much under the three conditions. The slight change trend is that the frequency under static loading condition is slightly lower than the other two conditions, and the frequency changes in a small range under pedestrian excitation condition. The structure frequency is the largest under the ultimate weighted pedestrian excitation. The damping ratio of the structure under static load is the largest, followed by the pedestrian excitation, and the structure damping ratio under no-load condition is the smallest. 3) using incremental dynamic analysis method to analyze and evaluate the seismic performance of the teaching building under three working conditions. The concrete process is as follows: 1) the finite element model of the structure is established in PERFORM-3D. The dynamic characteristic parameters of the three conditions are input into the model respectively. 2) taking a single seismic motion as an example, the process of IDA analysis of the structure is introduced in detail. 3) selecting several ground motion records and using the same method to analyze the structure by IDA, the cluster of IDA curves composed of several IDA curves is obtained. 4) through statistical analysis of IDA curve cluster, the IDA curves of 1650 and 84 quartile of each working condition are obtained, and the curves are compared. The results show that the intensity of ground motion is small. The IDA curves of the structures almost coincide with each other under three working conditions, and the seismic behavior of the structures is almost unchanged. But with the increase of the intensity of ground motion, the curve of IDA is obviously separated. Because of the small damping of the structure, the no-load condition is the first to enter each performance state, and the pedestrian excitation mode is the second. Finally, it can be seen that the movement of people has a negative impact on the seismic performance of the structure in some buildings, which can be almost ignored in the low intensity of ground motion. However, with the increase of the intensity of ground motion, this effect is becoming more and more serious.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU375.4;TU352.11

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本文編號：1447599