平面不规则框架结构抗震性能的研究与优化

论文摘要

本文首先总结了国内外规范对不规则结构扭转控制的条文规定,并进行深入对比分析,阐述了偶然偏心问题的来源,分析耦联、非耦联周期比与偏心率之间的关系,得出一些有益的结论。其次,对一个L型平面不规则结构通过ANSYS分析软件进行动力时程分析,通过输入不同形式的地震波,测定了模型结构整体位移和加速度反应,以及个别特殊柱构件的剪力变化过程,并对L型平面不规则框架结构和构件的抗震特性进行了分析研究。第三,利用ETABS程序对L型平面不规则框架结构进行Push-over分析,研究不同加载模式、不同加载方向下,L型平面结构基底剪力-顶点位移曲线的相互关系。最后,通过引入基于性能的抗震设计理论,对结构进一步进行能力谱分析,考虑到常规的能力谱法对于平面不规则结构即结构在地震作用下产生扭转反应的结构类型的应用存在一定局限性,论文提出修正的能力谱方法,研究结果表明,使用建议的修正能力谱静力Push-over分析法.避免了繁琐的动力非线性时程分析,可以得到满意的结果。L型平面不规则框架结构扭转效应明显,个别部位受力复杂,整体性一般,需要适当加强。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 结构抗震设计研究方法
• 1.3.1 早期的抗震设计方法
• 1.3.2 反应谱理论
• 1.3.3 结构动力分析和静力弹塑性分析
• 1.3.4 基于性能的抗震设计
• 1.4 本文的主要内容
• 第二章 不规则结构扭转效应控制的对比分析
• 2.1 结构扭转效应产生的原因及破坏机理
• 2.2 各国抗震规范对结构（不）规则的判断准则及地震扭转分析设计方法
• 2.2.1 结构不规则性准则
• 2.2.2 各国抗震设计方法对比
• 2.3 影响不规则结构扭转效应的因素
• 2.3.1 偶然偏心问题
• 2.3.2 关于偶然偏心问题的讨论
• 2.3.3 周期比对不规则结构振动效应的影响
• 2.3.4 耦联周期比
• 2.4 结论
• 第三章 基于ANSYS的平面不规则框架结构动力时程分析
• 3.1 有限元分析软件ANSYS概述
• 3.1.1 ANSYS介绍
• 3.1.2 ANSYS建模方法
• 3.1.3 弹塑性本构关系模型
• 3.1.4 结构计算模型的选择
• 3.1.5 模型单元选择
• 3.2 模型的工程背景
• 3.3 ANSYS模型的建立
• 3.4 框架结构的特性分析
• 3.4.1 结构的模态分析
• 3.4.2 结构模态分析的计算结果及分析
• 3.5 动力基本方程
• 3.6 分析方法及地震波的选取
• 3.7 地震反应计算结果分析
• 3.7.1 X方向输入地震波顶层水平位移时程反应
• 3.7.2 Y方向输入地震波顶层水平位移时程反应
• 3.7.3 双向输入地震波顶层水平位移时程反应
• 3.7.4 顶层位移计算结果分析
• 3.7.5 顶层加速度时程反应
• 3.7.6 柱受力分析
• 3.8 本章小结
• 第四章 平面不规则框架结构的PUSH-OVER分析
• 4.1 PUSH-OVER分析的基本理论
• 4.2 PUSH-OVER分析方法的目的及用途
• 4.2.1 目的
• 4.2.2 主要用途
• 4.3 PUSH-OVER分析的加载模式及实施过程
• 4.3.1 水平加载模式
• 4.3.2 实施步骤
• 4.4 结构分析软件ETABS简介
• 4.5 平面不规则框架结构的PUSH-OVER分析
• 4.5.1 分析模型
• 4.5.2 确定分析工况
• 4.5.3 结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 平面不规则框架结构基于性能的抗震研究
• 5.1 基于性能的抗震设计理论
• 5.1.1 基于性能的抗震设计思想的提出
• 5.1.2 基于性能的抗震设计研究内容
• 5.1.3 目前抗震设计中存在的问题
• 5.1.4 基于性能的抗震设计方法
• 5.2 抗震性能评估
• 5.2.1 能力谱方法步骤
• 5.2.2 工程实例
• 5.2.3 修正的能力谱方法
• 5.3 不规则框架结构基于性能的抗震优化设计模型
• 5.3.1 投资-效益准则
• 5.3.2 基于性能的钢筋混凝土结构抗震优化设计模型
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文情况