多层住宅新型复合结构空间性能有限元分析及研究

论文摘要

本文以某多层住宅采用新型复合结构为例,针对多层住宅新型复合结构的空间静力性能、动力性能进行了一系列计算分析,并探讨了该空间结构的抗震性能。主要研究内容如下:(1)多层住宅新型复合结构空间建模分析采用ANSYS软件进行空间建模,首先通过计算分析,确定梁、柱、支撑均可用具有拉、压、扭、弯性能的三维弹性梁单元BEAM4,楼板可用具有弯曲和膜性能的弹性板单元SHELL63。然后,针对新型复合结构住宅的楼板易采用预制预应力空心板(单向传力)的问题,重点研究分析了如何实现单向板有限元建模,并提出了相应的建模方法。(2)多层住宅新型复合结构在竖向和风荷载作用下的空间静力性能分析通过对新型复合结构用于某多层住宅的空间结构,在竖向和风荷载作用下的空间受力分析,研究了复合结构在正常使用阶段的空间静力性能。(3)多层住宅新型复合结构的空间动力性能分析首先运用ANSYS软件的模态分析功能对该空间结构采用子空间迭代法计算其自振周期和振型,为进行动力分析提供重要的参数;随后对该结构体系采用反应谱方法求出结构在地震动作用下的响应,探讨新型复合结构空间体系的抗震能力,并与建筑结构的抗震设计规范要求进行比较,进行结构的抗震验算,充分了解该结构体系的空间动力性能。(4)多层住宅新型复合结构的弹塑性时程分析考虑到地震动强度的不确定性,使一般结构物都可能在未来强震中进入弹塑性变形阶段。本文对新型复合结构体系进行了弹塑性时程分析,选择了三种地震波,计算了多层住宅新型复合结构在三种地震波作用下的一系列响应,分析了该实例住宅的薄弱层位置,进一步研究了新型复合结构用于多层住宅的抗震性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 多层住宅新型复合结构的提出及研究概况
• 1.2 常用住宅结构体系的有限元分析
• 1.3 ANSYS在结构工程中的应用概况
• 1.4 选题意义及本文研究的主要内容
• 第二章 多层住宅新型复合结构有限元建模分析
• 2.1 工程概况及ANSYS模型建立
• 2.2 多层住宅新型复合结构的梁柱建模分析
• 2.3 多层住宅新型复合结构的单向板建模分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 多层住宅新型复合结构空间静力性能分析
• 3.1 工程概况及ANSYS模型分析
• 3.2 住宅单元的计算结果及结果分析
• 3.3 多层住宅新型复合结构空间静力性能分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 多层住宅新型复合结构动力性能分析
• 4.1 模态分析
• 4.2 模态分析过程及计算结果分析
• 4.3 地震反应谱分析及计算结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 多层住宅新型复合结构弹塑性时程分析
• 5.1 时程分析基本理论
• 5.2 有限元建模
• 5.3 时程分析过程与地震波选择
• 5.4 时程分析计算结果及结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要研究结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢