钢管混凝土框架—剪力墙结构抗震性能研究

论文摘要

钢管混凝土（CFST）是指在钢管中填入混凝土而形成的一种组合材料。钢管混凝土结构由于其延性好、承载力高、抗震性能优越等特点,而被广泛的应用于高层建筑中。近年来,大量理论工作者对钢管混凝土柱构件的理论研究、计算运用日益成熟。然而,目前对钢管混凝土柱用于框架-剪力墙体系的抗震性能研究较少。本文运用“钢管混凝土统一理论”,并且在过去研究的基础上,对这一新型结构体系的抗震性能作出了进一步的探讨。首先,将钢筋混凝土柱用于框架-剪力墙结构体系与钢管混凝土柱用于框架-剪力墙体结构系作为两种方案,采用国际上通用的有限元分析软件SAP2000对这两种方案分别建模,进行抗震性能对比分析。接着,对两种结构模型进行了模态分析,分析两者的自振特性并对比其变化,作为抗震进一步分析的基础。随后,采用反应谱方法对两种结构模型进行多遇地震作用下的弹性抗震分析,通过计算结果分析比较两者的抗震性能。最后,采用动力时程方法对两种结构模型进行罕遇地震作用下的弹塑性抗震分析,通过计算结构分析比较两者的抗震性能。采用有限元分析方法,通过对比两种方案下结构整体线性、非线性的计算结果,证明了钢管混凝土在高层建筑中其承载能力、变形特性、滞回耗能等抗震性能方面有显著的优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 框架-剪力墙结构体系概述
• 1.2 钢管混凝土结构的发展和应用
• 1.2.1 钢管混凝土的基本概念和特点
• 1.2.2 钢管混凝土结构的发展概况
• 1.2.3 钢管混凝土结构在高层建筑中的应用
• 1.3 钢管混凝土结构动力性能研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 钢管混凝土构件的力学性能
• 2.1 钢管混凝土结构的基本概念
• 2.2 钢管混凝土构件的刚度
• 2.2.1 钢管混凝土构件刚度的计算
• 2.2.2 钢管混凝土结构刚度计算方法的比较
• 2.3 钢管混凝土统一理论
• 2.3.1 统一理论的含义
• 2.3.2 组合指标设计法
• 2.4 钢管混凝土M～φ滞回性能
• 2.4.1 钢管混凝土压弯构件M～φ滞回曲线
• 2.4.2 钢管混凝土M～φ滞回曲线模型
• 第3章 钢管混凝土有限元分析理论
• 3.1 有限元法基本思想和分析过程
• 3.2 材料本构关系及破坏准则
• 3.2.1 混凝土的本构关系及破坏准则
• 3.2.2 钢筋和钢管的本构关系及屈服准则
• 第4章 框架-剪力墙结构地震响应分析基本理论
• 4.1 模态分析
• 4.2 反应谱分析
• 4.3 时程分析
• 4.3.1 动力方程的建立
• 4.3.2 单元模型
• 4.3.3 地震波的选择与调整
• 4.3.4 动力方程的求解
• 第5章 算例分析
• 5.1 结构模型
• 5.1.1 结构概况
• 5.1.2 分析方案
• 5.1.3 材料属性及结构荷载
• 5.1.4 结构模型的建立
• 5.2 结构的模态分析
• 5.3 结构的反应谱分析
• 5.3.1 结构位移
• 5.3.2 结构内力
• 5.4 结构的动力时程分析
• 5.4.1 地震波的输入
• 5.4.2 结构弹性动力时程分析
• 5.4.3 结构弹塑性动力时程分析
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献