基于位移的钢—混凝土组合框架结构抗震性能分析

论文摘要

钢—混凝土组合框架结构与钢框架结构相比,有更大的刚度和稳定承载力;与钢筋混凝土框架结构相比承载力强,自重小,延性好,因此钢—混凝土组合框架结构在工程中日益得到广泛应用。关于组合梁和钢管混凝土柱构件层次上的抗震性能研究已趋成熟,但关于钢—混凝土组合框架结构的抗震性能研究还有待完善。本文在已有的组合梁和钢管混凝土柱的研究基础上,对基于位移的钢—混凝土组合框架结构的抗震性能开展研究,对确定钢—混凝土组合框架结构的性能目标,完善抗震规范,为设计人员提供理论依据具有一定的参考价值。本文在钢管混凝土柱和钢—混凝土组合梁的抗震性能已有研究的基础上,开展了以下几个方面的研究:1、在静力弹塑性分析中,分析力加载模式和位移加载模式的准确性,提出了合理的位移加载模式,探讨基于位移的组合框架等效单自由度的确立方法,并结合等延性需求谱,提出改进的能力谱方法,利用弹塑性动力时程分析验证该方法的合理性。2、在已有的钢管混凝土柱和钢—混凝土组合梁理论基础上,探讨在地震作用下钢—混凝土组合框架结构的屈服目标位移和极限目标位移计算方法,并提出相应的计算方法,并利用动力时程分析方法验证该计算方法的正确性。3、在已有的钢筋混凝土框架结构设计参数的基础上,利用抗弯刚度等效将钢筋混凝土框架结构等效成钢—混凝土组合框架结构,比较在相同抗弯刚度下钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱的承载力,并利用动力时程分析方法比较钢筋混凝土框架结构和钢—混凝土组合框架结构的抗震性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 钢—混凝土组合框架结构的特点及发展状况
• 1.2 钢—混凝土组合框架结构的地震反应分析
• 1.2.1 结构地震反应分析方法及演变
• 1.2.2 Push-over方法研究进展
• 1.2.3 对结构性能评估的准确性
• 1.2.4 钢—混凝土组合框架结构抗震性能的研究现状
• 1.3 本文研究内容的提出
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 组合框架结构改进的静力弹塑性反应分析
• 2.1 引言
• 2.2 等效单自由度体系的建立
• 2.3 弹塑性需求谱的建立
• 2.4 算例分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 组合框架结构目标位移的计算方法
• 3.1 引言
• 3.2 钢—混凝土组合框架结构侧移的近似计算
• 3.2.1 梁柱弯曲变形引起的侧移
• 3.2.2 柱轴向变形引起的侧移
• 3.3 钢管混凝土柱的组合剪切刚度和组合轴向刚度
• 3.3.1 弹性阶段和塑性阶段钢管混凝土柱的组合剪切刚度
• 3.3.2 弹性阶段和塑性阶段钢管混凝土柱的组合轴向刚度
• 3.4 钢—混凝土组合框架结构的延性系数的确定
• 3.4.1 P-△滞回模型
• 3.4.2 位移延性系数的简化计算
• 3.5 钢—混凝土组合框架结构层间屈服位移的确定
• 3.5.1 钢—混凝土组合梁的截面屈服曲率
• 3.5.2 钢管混凝土柱截面的屈服曲率
• 3.5.3 钢—混凝土组合框架结构层间屈服位移的确定
• 3.6 相同抗弯刚度下组合框架结构梁柱承载力验算方法
• 3.6.1 组合框架柱承载力验算方法
• 3.6.2 验算钢—混凝土组合梁承载力
• 3.7 算例分析
• 3.7.1 钢—混凝土组合框架结构结构参数和侧移计算
• 3.7.2 八度多遇地震作用下钢—混凝土组合框架结构侧移计算比较
• 3.8 本章小结
• 第四章 相同抗弯刚度下组合框架结构与RC框架的抗震性能分析比较
• 4.1 引言
• 4.2 动力时程分析方法在ANSYS软件中的实现
• 4.2.1 结构分析模型的选取
• 4.2.2 单元类型
• 4.2.3 材料本构关系的采用
• 4.3 RC框架结构与组合框架结构的动力时程分析比较
• 4.3.1 材料本构关系和模态分析
• 4.3.2 动力时程分析结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果