钢筋混凝土核心筒—钢网壳结构抗震性能分析

论文摘要

随着我国经济建设的发展和科学技术水平的提高，我国钢结构的形式趋向多样化，相应的结构体系也愈来愈复杂，钢结构以其独有的魅力和特点,在现代建筑中鹤立鸡群。但是，钢结构体系由于造价高、维修费用高等特点，其发展受到了很大的限制。钢一混凝土混合结构体系之所以得到越来越广泛的应用，是由于这种混合结构采用了钢结构和钢筋混凝土两种结构形式，故可通过结合两者的不同特性达到取长补短的目的。但钢网壳—混凝土复杂体系（如大跨空间结构和钢—混凝土混合结构）在地震荷载作用下的结构在地震动作用下的破坏机理及安全性过程控制方面的研究仍较为缺乏。本文通过对钢筋混凝土核心筒—钢网壳结构进行数值模拟，探讨这种组合结构体系在地震作用下的协同工作性能。主要研究内容和取得的成果如下：（1）综合分析了混合结构在国内外的应用现状和研究现状，总结了混合结构的工作机理以及计算理论的内容和进展，并对其各个阶段所做的工作进行了分析和总结。（2）利用大型通用有限元软件ANSYS建立下部钢筋混凝土核心筒，上部钢网壳结构体系，在特定的场地、在特定的设防烈度条件下，来研究这种结构体系的水平地震动作用下的响应，分析结果表明，在地震作用下，网壳结构的位移相对核心筒结构比较大。（3）通过实测的地震动加速度数值，来模拟这种结构体系在三向地震作用下的响应，分析结果表明，网壳结构与混凝土核心筒的变形不协调，网壳结构在地震作用下的不稳定性显得突出。（4）通过模拟研究，我们发现这种下部钢筋混凝土核心筒，上部钢网壳结构体系在地震动的作用下，筒体与钢网壳结构之间的连接是薄弱环节。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 钢筋混凝土结构体系
• 1.3 网壳结构体系
• 1.3.1 网壳结构的特点
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 大跨度空间网壳结构相关研究现状
• 1.4.2 钢—混凝土混合结构的相关研究现状
• 1.4.3 钢网壳-混凝土混合结构的相关研究现状
• 第2章 有限元理论
• 2.1 有限元概述
• 2.1.1 有限元法的优点
• 2.1.2 有限元法分析步骤
• 2.2 ANSYS 应用与发展
• 2.2.1 ANSYS 的优点
• 2.2.2 ANSYS 模态分析
• 2.2.4 ANSYS 中的地震动分析
• 第三章 结构的地震反应分析
• 3.1 动力分析概述
• 3.1.1 时域分析方法-Duhamel 积分法
• 3.1.2 时域逐步积分法-Step-by-step methods
• 第四章 钢筋混凝土核心筒—钢网壳结构在水平地震力作用下的响应
• 4.1 有限元分析
• 4.1.1 有限元模型
• 4.2 模态分析
• 4.3 钢筋混凝土核心筒—钢网壳结构的水平地震谱响应分析
• 4.3.3 小结
• 第五章 钢筋混凝土核心筒—钢网壳结构在三向地震力作用下的响应
• 5.1 结构动力计算的特点；
• 5.2 地震荷载简介
• 5.3 建筑结构的地震响应分析基于的假设
• 5.4 有限元模型
• 5.4.1 重力荷载作用下的结构响应
• 5.4.2 地震作用下的响应
• 5.4.3 模态分析
• 5.4.4 小结
• 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录