發(fā)布時間：2019-02-13 03:18

【摘要】：隨著我國改革開放和整個國民經(jīng)濟(jì)形勢的蓬勃發(fā)展,空間結(jié)構(gòu)像雨后春筍般發(fā)展壯大。各類建筑雄偉的矗立在各大中城市,形成了地區(qū)的標(biāo)志,大多數(shù)都體現(xiàn)了空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。在讓人們感受現(xiàn)代文明的同時,也反映出我國建筑科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了可以與國際實(shí)力相抗衡的新時代。但是目前結(jié)構(gòu)的彈塑性分析大多是針對多、高層建筑,對于水下不規(guī)則空間結(jié)構(gòu)的研究還相對較少。本文采用彈塑性動力時程分析法計算水下不規(guī)則網(wǎng)狀空間鋼結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的反應(yīng),根據(jù)所得的計算結(jié)果,對于該結(jié)構(gòu)在罕遇地震時的抗震性能研究及考慮水體因素的影響具有一定的理論意義和參考價值。具體過程如下:(1)介紹空間鋼管結(jié)構(gòu)基本特點(diǎn)及相關(guān)概念,闡述了抗震相關(guān)分析理論發(fā)展過程及研究歷史與現(xiàn)狀。(2)介紹了動力彈塑性時程分析的理論基礎(chǔ)、動力平衡方程及相關(guān)的數(shù)值算法;闡述了本文按目標(biāo)反應(yīng)譜選取地震波的方法。(3)利用有限元軟件SAP2000建立了彈塑性分析模型。按目標(biāo)反應(yīng)譜進(jìn)行選波的方法,選取了2組天然地震波及1組人工地震波,根據(jù)三維三向地震波激勵的輸入原則設(shè)置了12種工況,并進(jìn)行了在罕遇地震作用下的彈塑性動力時程分析。結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)的整體剛度較大,在9度罕遇地震作用下最大位移值小于位移限值。結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的塑性鉸較少,主要分布在相對較薄弱的中心圓環(huán)處,少數(shù)構(gòu)件出現(xiàn)輕微損壞。結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的抗震性能目標(biāo),具有良好的抗震能力。(4)考慮水體阻尼對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響,通過不同阻尼比值的模型在罕遇地震下所得結(jié)果的對比,得出水下結(jié)構(gòu)的動力分析中建議考慮水體阻尼的影響;然后采用Housner簡化模型與附加質(zhì)量模型進(jìn)行對比分析,得出水體晃動對結(jié)構(gòu)水平方向起到了一定的減震效果。
[Abstract]:With the rapid development of China's reform and opening-up and the whole national economy, the spatial structure has sprung up. All kinds of buildings stand majestically in large and medium cities, forming regional symbols, most of which embody the advantages of spatial structure. While making people feel modern civilization, it also reflects that Chinese architectural science and technology has entered a new era that can compete with international strength. But at present, the elastoplastic analysis of structures is mostly aimed at many tall buildings, and the research on underwater irregular space structures is relatively rare. In this paper, elastoplastic dynamic time-history analysis method is used to calculate the response of steel structures with irregular underwater reticular space under rare earthquake. It has certain theoretical significance and reference value for studying the seismic behavior of the structure under rare earthquake and considering the influence of water body factors. The specific processes are as follows: (1) the basic characteristics and related concepts of spatial steel tube structure are introduced, the development process of seismic correlation analysis theory and the history and present situation of seismic correlation analysis are described. (2) the theoretical basis of dynamic elastic-plastic time-history analysis is introduced. Dynamic equilibrium equation and related numerical algorithm; In this paper, the method of selecting seismic waves according to the target response spectrum is described. (3) the elastic-plastic analysis model is established by using the finite element software SAP2000. According to the method of target response spectrum, two groups of natural earthquakes and one group of artificial seismic waves are selected, and 12 working conditions are set according to the input principle of three-dimensional three-direction seismic wave excitation. The elastoplastic dynamic time history analysis under rare earthquake is also carried out. The results show that the overall stiffness of the structure is large and the maximum displacement value is less than the displacement limit value under the action of 9 degrees rare earthquake. The plastic hinge of the structure is less, mainly distributed in the relatively weak central ring, and a few members appear slight damage. The structure achieves the target of seismic performance and has good seismic capability. (4) considering the influence of water damping on the seismic response of the structure, the comparison of the results obtained under rare earthquakes is made by the models of different damping ratios. It is concluded that the influence of water damping should be considered in the dynamic analysis of underwater structures. Then the Housner simplified model and the additional mass model are compared and analyzed, and it is concluded that the sloshing of the water body plays a certain damping effect on the horizontal direction of the structure.
【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】：TU391;TU352.11

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本文編號：2421116