钢筋混凝土水塔的抗震性能分析

论文摘要

水塔是工业建筑与民用建筑中起着配水与储水作用的高耸构筑物,其结构抗震安全性不仅关系到附近建筑结构的安全,而且还影响到城市抗震减灾生命线的功能,但多年来对水塔结构在地震作用下的动力特性的研究仅有一些假设和计算理论,关于水塔的振动模型试验资料几乎没有,查阅国外有关文献,也很少有这方面的研究。因此,对水塔的抗震性能研究分析具有非常重要的意义。本文使用ANSYS建立水塔有限元模型,并对其进行模态分析、反应谱分析以及动力时程分析,研究了水塔结构在地震作用下的动力响应特性,计算结果表明:动力时程分析结果普遍大于反应谱分析的结果,应根据不同场地、不同结构形式、不同地震动进行反应谱值及特征周期的统计分析。为了研究竖向地震动以及二阶效应对水塔抗震性能的影响,仍然采用ANSYS进行非线性动力时程分析,计算结果表明:考虑P-Δ效应后,竖向与水平地震动共同作用下的动力反应明显大于水平地震单独作用下的动力反应,抗震设计时应予以重视。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究工作
• 2 水塔的结构震害及抗震理论简介
• 2.1 水塔结构及其震害概述
• 2.1.1 水塔结构概述
• 2.1.2 水塔震害概述
• 2.2 地震反应分析基本理论
• 2.2.1 静力分析
• 2.2.2 反应谱理论
• 2.2.3 动态时程分析理论
• 3 RC 水塔结构在水平地震作用下的动力性能分析
• 3.1 基于ANSYS 软件平台的水塔结构有限元数值分析模型
• 3.2 水塔结构的模态分析
• 3.2.1 模态分析基本理论
• 3.2.2 ANSYS 模态提取方法
• 3.2.3 水塔结构模态分析
• 3.3 水塔结构的地震反应分析
• 3.3.1 水塔结构在水平地震作用下的地震反应谱分析
• 3.3.2 水塔结构在水平地震作用下的动态时程分析
• 3.3.3 水塔结构的地震反应谱分析与时程分析结果的比较
• 3.4 水塔结构的抗震构造措施
• 3.5 本章小结
• 4 RC 水塔结构在水平与竖向地震作用下的动力非线性分析
• 4.1 考虑P-Δ效应的RC 水塔结构非线性动力反应分析
• 4.2 考虑几何非线性的RC 水塔结构地震动态反应分析
• 4.3 本章小结
• 5 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录