框筒钢夹层结构的动力特性分析

论文摘要

随着高层建筑的兴建,高层建筑在向着高度增高等方向发展的同时,平面立面复杂、错层结构、立面开洞、多塔连体结构、更为复杂的结构体形越来越多地出现。本文所研究的框筒钢夹层结构体系便是比较有代表性的一种。如何评价该类建筑的抗震性能,合理地进行结构设计,是摆在我们面前亟待解决的问题。 首先,本文以某实际工程为背景,在其基础上提出了框筒钢夹层结构的典型模型,并采用三维空间模型,对其进行了模态分析、振型分解反应谱分析、弹性及弹塑性动力时程分析。通过对框筒钢夹层结构的抗震性能进行系统分析和研究,验证了该结构在设计中的可行性和合理性。 其次,针对这种特殊的结构形式,研究了夹层板的厚度、夹层的高度、阻尼比、地震波的选择等参数的变化对结构动力特性的影响。 最后,论文给出了框筒钢夹层结构的工程设计建议,提出该课题可深入展开的研究方向并加以简要论述。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 立论依据及研究意义
• 1.2 相关结构体系的研究现状
• 1.2.1 错层式砖混结构
• 1.2.2 错层式抗震墙结构
• 1.3 钢结构在高层建筑结构中的优势
• 1.4 框筒夹层结构的概念分析及本文主要研究内容
• 1.4.1 框筒夹层结构的概念分析
• 1.4.2 论文的主要研究内容
• 1.5 研究工具简介
• 1.5.1 有限元分析软件ANSYS
• 1.5.2 SATWE软件简介
• 第二章 框筒钢夹层结构的模态分析
• 2.1 引言
• 2.2 模态分析基本理论
• 2.2.1 模态分析的定义
• 2.2.2 阻尼
• 2.2.3 结构动力学基本方程
• 2.2.4 动力方程的求解
• 2.2.5 振型及参与系数
• 2.3 ANSYS模型计算参数的选定
• 2.3.1 钢筋混凝土材料的处理
• 2.3.2 结构模型有限元分析单元选用
• 2.4 实例分析
• 2.4.1 两种不同方案的比较分析
• 2.4.2 参数分析
• 2.5 小结
• 第三章 框筒钢夹层结构的谱分析
• 3.1 地震反应分析方法综述
• 3.1.1 静力法
• 3.1.2 底部剪力法
• 3.1.3 振型分解反应谱法
• 3.1.4 时程分析法
• 3.1.5 随机分析法
• 3.1.6 能量分析法
• 3.1.7 Push—over方法
• 3.2 谱分析
• 3.2.1 单自由度体系的地震反应谱分析
• 3.2.2 多自由度系统的地震反应谱分析
• 3.2.3 振型组合方法
• 3.2.4 反应谱
• 3.3 实例分析
• 3.3.1 算例分析
• 3.3.2 参数分析
• 3.4 小结
• 第四章 框筒钢夹层结构的弹性动力时程分析
• 4.1 引言
• 4.2 时程分析方法的功能和一般步骤
• 4.3 阻尼矩阵
• 4.4 地震波概述
• 4.4.1 地震波的特点
• 4.4.2 地震波的选用
• 4.4.3 地震波的调整
• 4.5 动力方程的求解
• 4.6 算例分析
• 4.6.1 计算的基本假定
• 4.6.2 算例分析
• 4.6.3 参数分析
• 第五章 框筒钢夹层结构的弹塑性动力时程分析
• 5.1 引言
• 5.2 结构体系的弹塑性时程分析
• 5.2.1 基本方程的建立和求解
• 5.2.2 现有分析方法综述
• 5.2.3 结构的恢复力模型
• 5.3 静力弹塑性分析法（Push-over）的原理和步骤
• 5.3.1 原理
• 5.3.2 实施步骤
• 5.4 算例分析
• 5.4.1 相同地震波作用下不同方案的弹塑性时程分析
• 5.4.2 参数分析
• 第六章 工程实例分析
• 6.1 引言
• 6.2 工程介绍
• 6.2.1 概述
• 6.2.2 计算依据
• 6.2.3 自然条件及计算荷载
• 6.2.4 分析模型
• 6.3 模态分析
• 6.4 振型分解反应谱分析
• 第七章 结论和展望
• 7.1 主要研究成果
• 7.2 框筒钢夹层结构的设计建议
• 7.3 框筒钢夹层结构有待深入研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文