框支密助復合墻結(jié)構振動臺試驗與抗震性能評定
本文選題:框支結(jié)構 + 密肋復合墻 ; 參考:《北京交通大學》2015年博士論文
【摘要】:框支密肋復合墻結(jié)構是由底部框架和上部密肋復合墻組成的一種新型結(jié)構體系。在框支密肋復合墻結(jié)構中,密肋復合墻體是主要受力構件之一,密肋復合墻體具有自重輕、整體性好、較高的承載能力和較好的耗能能力等特點。密肋復合墻體中的填充砌塊、密肋框格及隱形框架具有一定的整體工作性能,并在地震作用下能夠逐漸發(fā)生損傷破壞并耗散地震能量,從而改變結(jié)構的振動特性,提高結(jié)構的抗震性能。本文在總結(jié)相關成果的基礎上,利用振動臺試驗、有限元模擬以及理論分析相結(jié)合的方法,對框支密肋復合墻結(jié)構的抗震性能進行了系統(tǒng)的研究。本文完成的主要研究工作如下:1.框支密肋復合墻結(jié)構抗震性能振動臺試驗研究。進行了1個1/6比例框支密肋復合墻結(jié)構模型的振動臺試驗,測試了結(jié)構的動力特性、阻尼比及其在各級地震作用下的加速度和位移反應等,研究了模型結(jié)構的破壞機理和破壞模式。試驗結(jié)果表明,模型結(jié)構能滿足既定的抗震設防目標,具有良好的抗震性能和較高的安全儲備。2.框支密肋復合墻結(jié)構彈塑性時程反應分析。采用ABAQUS有限元軟件對振動臺模型進行了非線性有限元分析,研究了模型結(jié)構的動力特性,不同烈度地震作用下結(jié)構的位移反應、加速度響應,并和試驗數(shù)據(jù)進行了對比分析。試驗與有限元分析取得了基本一致的結(jié)果。驗證了所建立的有限元分析模型的合理性和準確性。同時,這種簡化的分析模型也在一定程度上降低了結(jié)構抗震性能分析的難度和耗時,從而為實際的工程應用提供更加便捷的分析途徑。3.框支密肋復合墻結(jié)構模態(tài)分析及設計計算方法研究。對結(jié)構進行了模態(tài)分析,提取了前三階的自振頻率,將此頻率的有限元計算結(jié)果與試驗測試結(jié)果進行對比,其誤差在容許范圍之內(nèi),更進一步的說明了有限元模型的合理性和準確性;為了方便結(jié)構數(shù)值分析與設計計算,給出了框支密肋復合墻結(jié)構的簡化彈性計算模型及其簡化公式,并通過實際算例的對比分析,證明了此種簡化模型及公式的合理性和準確性;對框支密肋復合墻結(jié)構在構件設計與構造中的諸多細節(jié)性內(nèi)容在試驗研究及理論推導的基礎上做了更加系統(tǒng)性的論述。4.框支密肋復合墻結(jié)構基于性能的抗震設計分析方法研究。運用基于性能的抗震設計理論對框支密肋復合墻結(jié)構的抗震性能進行了分析,并著重采用增量動力分析(Incremental Dynamic Analysis簡稱IDA)方法,選取地震動峰值加速度(Peak Ground Motion Acceleration,簡稱PGA)作為地震動參數(shù)(Intensity Measure,簡稱IM),選取最大層間位移角θ作為地震損傷參數(shù)(DamageMeasure,簡稱DM),使用Origin數(shù)據(jù)處理軟件對離散的結(jié)果點插值并擬合得到數(shù)條IDA曲線。通過對模型結(jié)構的IDA曲線進行統(tǒng)計分析分別得出結(jié)構16%,50%和84%的分位曲線,由于各分位曲線間的離散性較小,因此結(jié)構具有較好的抗震性能。劃分出了結(jié)構各破壞狀態(tài)的性能水準,并確定了相應的能力值,進而又從基于性能抗震設計思想方面對結(jié)構的抗震性能進行了評估。綜上,本文從振動臺試驗、有限元模擬和基于性能結(jié)構抗震分析三個角度對框支密肋復合墻結(jié)構的抗震性能進行了試驗與分析評定,同時建立并驗證了框支密肋復合墻結(jié)構的簡化計算模型,為框支密肋復合墻結(jié)構的理論研究及工程設計應用提供了系統(tǒng)性的理論參考和設計依據(jù)。
[Abstract]:The structure of frame - supported dense - rib composite wall is a new structural system composed of bottom frame and upper dense - rib composite wall .
In order to facilitate structural numerical analysis and design calculation , the simplified elastic calculation model and simplified formula of frame - supported dense - rib composite wall structure are presented .
【學位授予單位】:北京交通大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TU352.11
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,本文編號:1787741
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