近场地震作用下框架—剪力墙结构抗震性能研究

论文摘要

近年来地震发生频繁,从北岭地震、阪神地震、集集地震到我国2008年汶川地震2011年日本宫城地震,造成了巨大的经济损失和人员伤亡,其震中无一不位于断层附近,属于近场地震的范畴。人们对近场地震的认识,随着三十年前第一条包含速度脉冲地震记录被完整采集,到目前关于近场地震动的研究取得的一定成绩,在不断的加深和完善。但是,关于近场地震的前方效应、滑冲效应对结构的破坏程度,结构的地震响应的研究还没有得出一个可以指导结构设计的结论,反映在我国的规范上,即抗规和高规没有对结构在近场地震作用下的设计提出具体的规定。随着建筑技术的发展,结构的高度在不断攀升,高层结构将成为将来结构的主要存在形式,其中框架-剪力墙结构已经成为目前高层结构的首选结构形式。国内外学者对于框架结构在近场地震作用下的响应已经有了一定的研究,但是对于框架-剪力墙结构的研究较少。针对以上问题,本文以框架剪力墙为基础进行了以下方面的研究:（1）分析了大量近场地震记录,对于地震记录中有着明显速度脉冲的记录,比较各条记录加速度反应谱,对比国外抗震规范中有关近场地震反应谱的设定,提出在中国相应规范的反应谱以近场地震特点的修改意见。（2）采用MIDAS/Building有限元软件进行时程分析,对该有限元软件进行了框架结构和框架-剪力墙结构模型验证。具体介绍了MIDAS/Building中梁、柱、剪力墙所采用的非线性单元模型。（3）通过对24条地震波进行远场、近场三联谱分析,进一步了解了近场地震动的特点和反应谱的特性,同时定性的分析和描述了本文中研究的三个框架-剪力墙结构在近场地震作用下的地震响应。（4）研究了三个框架-剪力墙结构（13层、18层、23层）在脉冲型近场地震作用下的动力响应,分别从结构位移反应、塑性铰分布情况和结构内力反应三个方面,研究了框架-剪力墙结构在近场地震动作用下的地震反应特性。比较分析了前方效应、滑冲效应和远场地震的结构动力响应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 近场地震简介
• 1.2.1 近场地震定义
• 1.2.2 近场地震基本特征
• 1.2.3 近场地震对结构的影响
• 1.3 框架-剪力墙结构抗震性能研究概况
• 1.3.1 我国框架-剪力墙结构抗震设计思路
• 1.3.2 框架-剪力墙结构抗震性能研究现状
• 1.4 本文研究的目的及内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 MIDAS/Building 计算模型验证
• 2.1 结构整体分析模型
• 2.1.1 按空间维度划分的结构整体分析模型
• 2.1.2 按构件类型划分的结构整体分析模型
• 2.1.3 MIDAS/Building 结构大师分析采用的整体结构模型
• 2.2 杆件单元分析模型
• 2.2.1 梁柱单元模型
• 2.2.2 梁柱单元滞回模型
• 2.2.3 柱单元屈服面模型
• 2.2.4 剪力墙单元计算模型
• 2.3 框架结构模拟验证
• 2.3.1 12 层钢筋混凝土框架结构振动台模型试验介绍
• 2.3.2 采用MIDAS/Building 计算同济十二层框架结构1/10 尺寸模型
• 2.4 框架-剪力墙模型验证
• 2.4.1 美、日合作七层框剪结构足尺寸模型抗震试验介绍
• 2.4.2 采用MIDAS/Building 计算美日合作七层框剪结构足尺寸模型
• 2.5 本文计算框架-剪力墙结构设计概况
• 第3章 近场地震波选择及反应谱研究
• 3.1 本文分析采用的地震波
• 3.2 近场地震动反应谱分析
• 3.3 近场规范设计反应谱研究
• 3.3.1 中国建筑抗震设计规范近场设计反应谱
• 3.3.2 美国UBC97 规范近场反应谱
• 3.3.3 日本规范近场反应谱
• 第4章 框架-剪力墙结构近场地震作用下地震响应研究
• 4.1 概述
• 4.2 框架-剪力墙结构的地震响应分析
• 4.3 13 层框架-剪力墙结构地震响应分析
• 4.3.1 结构位移反应
• 4.3.2 塑性铰分布情况
• 4.3.3 结构内力反应
• 4.4 18 层框架-剪力墙结构地震响应分析
• 4.4.1 结构位移反应
• 4.4.2 塑性铰分布情况
• 4.4.3 结构内力反应
• 4.5 23 层框架-剪力墙结构地震响应分析
• 4.5.1 结构位移反应
• 4.5.2 塑性铰分布情况
• 4.5.3 结构内力反应
• 4.6 框架-剪力墙结构的地震响应分析结果总结
• 4.6.1 结构位移反应
• 4.6.2 结构内力反应
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢