板柱隔震住宅体系设想及地震作用简化计算方法研究

板柱隔震住宅体系设想及地震作用简化计算方法研究

论文摘要

本文提出把基础隔震技术和板柱无梁楼盖结构体系结合起来,这样一方面可以保留板柱无梁楼盖结构体系原有的优点,另一方面,通过基础隔震技术提高结构的抗震性能,从而提高板柱结构的安全性,并可以适当降低结构的构造要求。本文采用有限元模型对基础隔震板柱无梁楼盖结构用SAP2000进行有限元的非线性时程分析。以有限元分析的结果为基础,研究地震作用下基础隔震板柱结构的简化计算如何进行。通过对比和研究,本文以隔震结构的等效侧力法为基础对此体系的时程分析结果进行简化,总结出了新的简化方法和公式。本文进行了以下几方面的研究:1.对地震作用下隔震结构现有的简化算法进行介绍、对比和研究,讨论了它们各自的优缺点。2.用有限元程序分析了这种结构的一个实例,对结果进行整理和探讨,来初步观察这种结构的性质。3.以隔震结构的等效侧力法为基础对板柱隔震结构的时程分析结果进行简化,并得出计算结构的总基底剪力时,结构的等效总重力荷载的折减系数值。4.关于板柱隔震结构的地震作用沿高度的分布,本文得出:结构下部各层地震作用服从矩形分布,当下部各层的质量不同时,按质量比分配地震作用。在建筑物最顶层和倒数第二层楼板处,用顶部附加集中地震力来进行修正。本文给出了修正的方法和公式参数。本文在等效侧力法的基础上提出的对隔震板柱结构体系进行计算和设计的方法,属于简化的方法,能够为实际工程的计算和设计提供一定的参考。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 研究背景及文献综述
  • 1.2.1 无梁楼盖结构的特点
  • 1.2.2 无梁楼盖结构的实际应用
  • 1.2.3 隔震结构的特点
  • 1.2.4 隔震结构的实际应用
  • 1.2.5 无梁楼盖结构和隔震结构的结合
  • 1.3 与本课题相关的研究现状
  • 1.3.1 无梁楼盖已有的理论研究
  • 1.3.2 隔震结构目前常用的设计方法
  • 1.4 存在的问题和本课题的提出
  • 1.4.1 传统结构的不足
  • 1.4.2 无梁楼盖隔震结构的优越性
  • 1.4.3 未解决的问题和本课题的研究内容
  • 1.5 本文结构大纲
  • 第2章 无梁楼盖结构和基础隔震结构目前常用的设计方法
  • 2.1 无梁楼盖结构的实用计算方法
  • 2.1.1 精确计算法
  • 2.1.2 经验系数法
  • 2.1.3 等代框架法
  • 2.1.4 极限平衡法
  • 2.1.5 有限单元法
  • 2.2 隔震结构的实用计算方法
  • 2.2.1 《建筑抗震设计规范》的分部设计法
  • 2.2.2 周锡元院士等建议的方法
  • 2.2.3 《叠层橡胶支座隔震技术规程》和周福霖教授建议的等效侧力法
  • 2.2.4 《建筑工程抗震性态设计通则》规定的等效侧力法
  • 2.2.5 新西兰的Skinner等人建议的方法
  • 2.2.6 美国规范建议的等效静力法
  • 2.2.7 非线性时程分析的有限单元法
  • 2.2.8 其它的计算方法
  • 2.3 隔震结构几种实用设计方法的比较研究
  • 第3章 计算模型介绍和建模概述
  • 3.1 计算模型概述
  • 3.1.1 结构一
  • 3.1.2 结构二
  • 3.1.3 结构三
  • 3.2 采用的地震波
  • 3.2.1 一类场地土
  • 3.2.2 二类场地土
  • 3.2.3 三类场地土
  • 3.2.4 其他
  • 3.3 SAP2000 中建模介绍
  • 3.3.1 SAP2000 对结构单元的模拟
  • 3.3.2 SAP2000 中分析参数的设置
  • 第4章 板柱结构基础隔震住宅体系地震反应的时程分析实例
  • 4.1 本章建模概述
  • 4.1.1 采用的模型
  • 4.1.2 采用的地震波
  • 4.2 抗震结构和隔震结构的动力特性对比
  • 4.2.1 结构的振型
  • 4.2.2 振型参与质量比
  • 4.3 多遇地震作用下结构动力时程分析结果
  • 4.3.1 抗震与隔震结构周期对比
  • 4.3.2 抗震与隔震结构地震反应
  • 4.3.3 层间剪力对比
  • 4.4 罕遇地震作用下结构动力时程分析结果
  • 4.4.1 抗震与隔震结构周期对比
  • 4.4.2 抗震与隔震结构地震反应
  • 4.4.3 层间剪力对比
  • 第5章 以等效侧力法为基础进行简化算法研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 无梁楼盖隔震结构的周期比较
  • 5.3 结构总水平地震作用标准值的计算
  • 5.3.1 概述
  • 5.3.2 各结构待求系数的求解
  • 5.3.3 待求系数的整理
  • 5.3.4 本节结论
  • 5.4 地震作用下结构各层地震作用的分布研究
  • 5.4.1 概述和研究基础
  • 5.4.2 板柱隔震结构地震作用沿高度的分布
  • 5.4.3 板柱隔震结构地震作用沿高度的分布研究
  • 5.4.4 结果整理
  • 5.4.5 本节结论
  • 5.5 简化算法的应用实例
  • 5.5.1 模型概述
  • 5.5.2 结构总水平地震作用标准值的计算
  • 5.5.3 地震作用下地震作用沿高度的计算
  • 结论与展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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