短肢墙建筑结构抗震性能分析

论文摘要

近年来，基础隔震技术以其显著的减震效果较大规模地应用于医院、银行、消防、图书馆等重要建筑中，目前在住宅建筑中正展开应用。同时，异形柱和短肢墙结构体系也以其优越的使用功能而大量应用于现代建筑设计中，本文将隔震技术应用于带异形柱或短肢墙的住宅体系中，在多遇地震作用下计算结构的水平向减震系数，采用能力谱方法来评估该结构体系在罕遇地震作用下的抗震性能，并与时程分析所得结果加以比较分析，采用隔震技术有效降低了该结构体系的地震作用，能够有效保障上部结构的安全。同时，采用能力谱方法结合投资—效益准则，对带异形柱或短肢墙的住宅隔震建筑进行优化设计，对该类结构体系的抗震性能与经济性进行有效评估。近断层地震动具有独特的上盘效应、破裂方向性效应和速度脉冲特征，本文分组考察具有这些运动特征的地震动对短肢剪力墙高层建筑结构地震反应的影响。选择台湾集集近断层地震动记录作为地震动输入，利用ANSYS软件对一幢短肢剪力墙高层结构建立空间杆件—壳元组合有限元模型，考虑基础隔震和基础固定两种分析模型，进行弹塑性时程分析。计算结果表明，对这两种模型，近断层地震动上盘效应和破裂方向性效应明显增大短肢剪力墙结构体系的地震反应；基础隔震时脉冲型地震动效应的影响明显大于基础固定时的影响，脉冲型地震动效应与结构周期长短密切相关，对长周期结构脉冲效应显著。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 基于性能的抗震设计
• 1.3 短肢剪力墙和异形柱结构
• 1.3.1 短肢剪力墙结构特点
• 1.3.2 异形柱结构特点
• 1.3.3 短肢剪力墙和异形柱结构的研究和应用
• 1.4 基础隔震技术的发展及应用
• 1.5 近断层地震动运动特性及相关研究
• 1.6 论文的主要内容
• 2 结构抗震验算方法与基于ANSYS软件的二次开发
• 2.1 引言
• 2.2 振型分解反应谱法在ANSYS中的实现
• 2.2.1 振型分解反应谱法
• 2.2.2 振型分解反应谱法在ANSYS中的实现
• 2.3 能力谱方法与基于ANSYS软件的二次开发
• 2.3.1 ATC-40能力谱的主要思想及实施过程
• 2.3.2 能力谱与需求谱曲线的确定
• 2.3.3 能力谱方法在ANSYS中的实现
• 2.4 时程分析法在ANSYS软件中的实现
• 2.5 小结
• 3 带异形柱或短肢墙的隔震结构抗震性能分析
• 3.1 引言
• 3.2 基础隔震结构原理及应用
• 3.2.1 隔震原理
• 3.2.2 隔震结构模型
• 3.3 短肢剪力墙结构分析模型的建立
• 3.3.1 短肢剪力墙结构分析模型的几种可选方案
• 3.3.2 短肢墙结构中的梁的处理
• 3.3.3 ANSYS软件下对异形柱和短肢墙结构的模拟
• 3.4 工程算例
• 3.4.1 异形柱平面框架模型
• 3.4.2 短肢墙平面框架模型
• 3.4.3 异形柱和短肢墙空间框架模型
• 3.5 基于投资-效益准则的建筑结构优化设计模型
• 3.5.1 投资-效益准则的概念
• 3.5.2 结构寿命周期内的总费用评估
• 3.5.3 基于模糊综合评定理论的结构损失失效估计
• 3.5.4 算例分析
• 3.6 小结
• 4 近断层地震动作用下带异形柱和短肢墙的建筑结构动力响应分析
• 4.1 引言
• 4.2 近断层地震动的运动特征
• 4.2.1 近断层地震动的速度脉冲效应
• 4.2.2 近断层地震动的破裂方向性效应
• 4.2.3 上盘效应
• 4.3 台湾集集近断层地震动的特性参数及相关性分析
• 4.4 近断层地震动运动特征对短肢剪力墙建筑结构地震反应的影响
• 4.4.1 时程分析
• 4.4.2 地震动特性参数对带异形柱和短肢墙结构的动力响应的相关性分析
• 4.4.3 上盘效应的影响
• 4.4.4 破裂方向性效应的影响
• 4.4.5 长周期脉冲运动的影响
• 4.5 小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢