钢筋混凝土框架结构位移角研究

论文摘要

基于性能的抗震设计作为先进的抗震设计思想，已为世界上大多数国家所认可，但在很多方面有待完善。本文提出可供参考的框架结构基于位移角的抗震评估方法，对既有框架结构的抗震评估具有一定的参考价值及工程指导意义，并为结构加固后的抗震性能评估奠定基础。本文系统地介绍了基于性能的抗震设计理论，介绍了静力非线性分析方法的国内外发展状况和基本原理，利用SAP2000程序对6个钢筋混凝土框架结构进行了Pushover分析。主要内容包括以下几个方面：（1）用屈服位移的倍数量化框架结构的不同弹塑性状态。研究从弹性到破坏全过程的顶点位移角与层间位移角的变化规律和结构的变形形状，并分别与试验位移角统计结果和第一振型、简化理论公式计算的变形形状进行了对比分析。（2）比较分析各国框架结构的自振周期经验公式，并与模拟结果相对比，给出选取经验公式的建议。采用能量法对结构在不同弹塑性状态下的瞬态周期和瞬态阻尼比进行了研究。（3）引入结构等效振型参与系数来考虑高振型的影响，研究多自由度与单自由度的转换关系，并研究考虑多振型的精度问题。运用七种等效线性化方法，计算结构的等效周期和等效阻尼比，并与能量法的计算结果对比分析，提出选择等效周期和等效阻尼比计算方法的建议。（4）对框架结构进行多烈度下基于位移角的抗震性能评估。将Sa-Sd曲线转化成α-Sd曲线，通过规定烈度下的地震作用与α-Sd曲线比较，确定小震和大震阶段不同烈度下结构的性能交点，用顶点位移角和层间位移角评估结构多烈度下的抗震性能。（5）研究了安装粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器前后框架结构基于位移角的抗震性能评估，并分析了消能减震器对性能点和抗震性能的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基于结构性能的抗震设计
• 1.2.1 基于结构性能的抗震设计理论
• 1.2.2 基于性能抗震设计国内外的研究概况
• 1.3 静力弹塑性分析方法（Pushover 方法）
• 1.3.1 Pushover 方法在国内外的研究现状
• 1.3.2 Pushover 方法简介
• 1.3.3 存在的问题及发展动态
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 不同性能状态的位移角
• 2.1 引言
• 2.2 模型简介与推覆曲线折线化
• 2.2.1 用 SAP2000 进行 Pushover 分析的具体步骤
• 2.2.2 计算实例
• 2.2.3 Pushover 曲线的折线化
• 2.3 框架结构的变形形状及位移角研究
• 2.3.1 框架结构的变形形状
• 2.3.2 不同弹塑性状态下顶点位移角与最大层间位移角
• 2.3.3 不同弹塑性状态下顶点位移角与各层层间位移角
• 2.4 本章小结
• 第3章 不同位移角下的动力特征
• 3.1 引言
• 3.2 结构自振周期
• 3.2.1 自振周期经验公式
• 3.2.2 算例分析
• 3.3 瞬态周期与瞬态阻尼比
• 3.3.1 瞬态周期
• 3.3.2 瞬态阻尼比
• 3.3.3 计算实例
• 3.3.4 结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 等效单自由度的位移角
• 4.1 引言
• 4.2 多自由度与单自由度的转换关系
• 4.2.1 等效单自由度体系的建立
• 4.2.2 多自由度与单自由度的转换关系
• 4.2.3 计算实例
• 4.2.4 计算过程与结果分析
• 4.3 等效线性化方法及算例分析
• 4.3.1 等效线性化方法
• 4.3.2 模型概述
• 4.3.3 等效方法周期和阻尼比的比较
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于位移角的抗震评估方法
• 5.1 引言
• 5.2 结构需求曲线的建立
• 5.2.1 规范反应谱
• 5.2.2 等效体系的周期与阻尼比
• 5.3 基于位移角的抗震评估
• 5.3.1 水平地震影响系数
• 5.3.2 等效单自由度体系不同弹塑性状态下的位移角
• 5.3.3 等效单自由度体系不同位移角的抗震设防评价
• 5.4 本章小结
• 第6章 加固工程基于位移角的抗震评估
• 6.1 引言
• 6.2 消能减震技术分析原理与算例简介
• 6.2.1 能力谱法分析过程
• 6.2.2 推覆曲线
• 6.2.3 工程概况
• 6.2.4 分析程序
• 6.3 安装阻尼器前后结构的 Pushover 曲线折线化
• 6.3.1 未安装阻尼器的原结构
• 6.3.2 安装粘滞阻尼器
• 6.3.3 安装粘弹性阻尼器
• 6.4 安装阻尼器前后结构的变形形状
• 6.4.1 未安装阻尼器的原结构
• 6.4.2 安装粘滞阻尼器
• 6.4.3 安装粘弹性阻尼器
• 6.5 安装阻尼器前后结构的顶点位移角与最大层间位移角
• 6.5.1 未安装阻尼器的原结构
• 6.5.2 安装粘滞阻尼器
• 6.5.3 安装粘弹性阻尼器
• 6.6 安装阻尼器前后结构的顶点位移角与各层层间位移角
• 6.6.1 未安装阻尼器的原结构
• 6.6.2 安装粘滞阻尼器
• 6.6.3 安装粘弹性阻尼器
• 6.7 安装阻尼器前后结构 Sa-Sd形式的能力谱曲线
• 6.7.1 未安装阻尼器的原结构
• 6.7.2 安装粘滞阻尼器
• 6.7.3 安装粘弹性阻尼器
• 6.8 安装阻尼器前后结构基于位移角的抗震评估方法
• 6.8.1 水平地震影响系数
• 6.8.2 阻尼器附加给结构的有效阻尼比
• 6.8.3 未安装阻尼器的原结构
• 6.8.4 安装粘滞阻尼器
• 6.8.5 安装粘弹性阻尼器
• 6.9 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢