Pushover分析在大跨度复杂结构抗震中的应用

论文摘要

随着近年来建筑工程所承担的社会和经济重要性越来越高,在地震中因结构破损而造成的损失成为抗震设计所必须考虑的因素,同时随着对结构的非弹性地震响应分析水平的提高,基于性能的抗震设计方法成为目前抗震设计方法的主要方向。为了满足社会生活和居住环境的需要,人们需要更大的覆盖空间,越来越多的大跨度复杂结构因此而出现。本文首先阐述了Pushover分析方法的基本原理,然后建立了新武汉火车站的空间有限元模型。基于Pushover分析方法分析了新武汉火车站的抗震性能,并进行了动力时程分析。主要得出了以下主要结论:1、通过对新武汉火车站结构进行Pushover分析,研究其在多遇地震和罕遇地震作用下的最大顶点位移和最大层间位移角,并分析了该结构的薄弱部位,分析结果表明该结构具有良好的抗震性能。2、结合工程所在场地,选用了3条地震波,分别按多遇地震和罕遇地震进行了动力时程分析,并将动力时程分析的结果与Pushover的分析结果进行了比较,结果表明Pushover在评估大跨度复杂结构的抗震性能时能得到比较令人满意的结果。3、水平荷载按均匀加速度分布所得到的顶点位移偏小,夸大了结构下部的地震作用,所得的基底剪力偏高,第一振型分布得到的结果比较理想,但基底总剪力偏小,主要是由于该结构上下质量分布不均匀。4、结构的相对薄弱部位出现在中央网壳结构上。最后,在总结全文工作的基础上,提出了仍需进一步研究的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基于性能抗震设计的提出
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 大跨度结构的特点
• 1.5 工程背景
• 1.6 本文主要工作
• 第2章 基于性能抗震设计的理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 结构的抗震性能水准
• 2.3 pushover分析方法
• 2.3.1 Pushover分析方法的假定
• 2.3.2 等效单自由度体系的转换
• 2.3.3 常见的水平侧向力分布形式
• 2.4 塑性铰的不同状态
• 2.5 能力谱方法
• 2.5.1 能力谱曲线
• 2.5.2 需求谱曲线
• 2.5.3 性能点的确定
• 2.6 本章小结
• 第3章 结构的PUSHOVER分析
• 3.1 工程简介
• 3.2 参数准备
• 3.3 程序提供的两种水平加载模式
• 3.4 模态分析的结果
• 3.5 多遇地震作用下的结构抗震性能分析
• 3.5.1 多遇地震作用下反应谱法的分析结果
• 3.5.2 结构的主轴方向
• 3.6 pushover分析
• 3.6.1 荷载工况选择
• 3.6.2 塑性铰的指定
• 3.6.3 顶点位移和基底剪力
• 3.6.4 多遇地震作用下的pushover分析
• 3.6.5 多遇地震作用下的结构层间位移角
• 3.7 罕遇地震作用下的结构性能分析
• 3.7.1 罕遇地震作用下pushover分析
• 3.7.2 罕遇地震作用下结构的层间位移角
• 3.8 结构最先屈服的薄弱部位
• 3.9 结论
• 3.10 本章小结
• 第4章 基于时程分析方法
• 4.1 概述
• 4.2 地震波的选取和调整
• 4.3 水平地震波作用下结构顶点的时程曲线
• 4.3.1 结构顶点在多遇地震作用下的时程曲线
• 4.3.2 多遇地震作用下结构最大顶点位移和最大层间位移角比较
• 4.3.3 结构顶点在罕遇地震作用下的时程曲线
• 4.3.4 罕遇地震作用下结构最大顶点位移和最大层间位移角比较
• 4.4 pushover与时程分析结果的相对比值
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢