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簡介:由于建筑結(jié)構(gòu)形式的不斷多樣化,高強度鋼材和高強度(高性能)混凝土出現(xiàn),使預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用日益廣泛。預(yù)應(yīng)力混凝土量能夠滿足現(xiàn)代建筑不斷向大跨度、輕型、高性能方向發(fā)展的要求。本文采用ASCIVIL軟件建立了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)模型,進行了理論和數(shù)值模擬分析,主要完成了以下幾個方面工作首先,介紹預(yù)應(yīng)力混凝土梁理論知識,主要內(nèi)容包括預(yù)應(yīng)力混凝土梁受力特點預(yù)應(yīng)力混凝土梁預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力混凝土梁正截面承載力計算預(yù)應(yīng)力混凝土梁反拱度計算。然后,建立后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)有限元模型,在其施加預(yù)應(yīng)力荷載過程中,對其預(yù)應(yīng)力混凝土梁的變形、豎向支撐體系變形進行了詳細(xì)分析,得出該結(jié)構(gòu)在施加預(yù)應(yīng)力過程中,預(yù)應(yīng)力混凝土梁的起拱值達到了設(shè)計要求,有效的控制了大跨度預(yù)應(yīng)力梁的裂縫開展另外對豎向支撐體系選取結(jié)構(gòu)二層部分柱頂點進行分析,得出了柱頂節(jié)點按照施工過程張拉預(yù)應(yīng)力梁時的變形規(guī)律。接著對后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)進行抗震分析,先選取預(yù)應(yīng)力梁所在層的梁柱節(jié)點,觀察其節(jié)點位移變化。得出在地震作用下,含預(yù)應(yīng)力梁的相關(guān)節(jié)點處都較容易發(fā)生破壞又改變預(yù)應(yīng)力梁中預(yù)應(yīng)力值,分析了預(yù)應(yīng)力度對結(jié)構(gòu)整體層位移變化以及含預(yù)應(yīng)力梁的局部一榀框架的影響最后,建立了有粘結(jié)、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混個凝土框架結(jié)構(gòu)有限元模型,對兩種結(jié)構(gòu)的整體以及含預(yù)應(yīng)力梁的局部一榀框架進行抗震性能對比分析,得出有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能比無粘結(jié)的好。
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簡介:隨著高層建筑結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展,人們對高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟性提出更高的要求。新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)是一種較安全且經(jīng)濟的高層建筑結(jié)構(gòu),將型鋼混凝土構(gòu)件與鋼支撐、混凝土構(gòu)件組合成一體,各自發(fā)揮其優(yōu)越性。本文采用中心支撐而不是屈曲支撐,給高層或超高層建筑提供一種思路,并在滿足安全性的條件下最大限度的降低工程成本。新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)由抗震單元系統(tǒng)和垂直受力單元系統(tǒng)組成。根據(jù)兩種單元系統(tǒng)在整體結(jié)構(gòu)體系中的作用進行分類,抗震單元系統(tǒng)主要用來抵抗側(cè)向力的作用和自身的重力作用,垂直受力單元系統(tǒng)主要承擔(dān)負(fù)荷面積下的自身荷載和少量的剪力??拐饐卧到y(tǒng)與垂直單元系統(tǒng)在剛度上有很大不同,抗震單元系統(tǒng)主要設(shè)置在新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)的周邊,剛度初步設(shè)計時一般假定為垂直單元系統(tǒng)剛度的5倍左右,用來保證抗震單元系統(tǒng)分擔(dān)的剪力比垂直受力單元系統(tǒng)剪力在3倍以上,文中實例表明這是可以實現(xiàn)的,垂直單元系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)一般抗震規(guī)范中框架梁柱截面尺寸選擇。新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)通過設(shè)計與對比,研究其與新型SRC框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻在設(shè)防地震烈度下的不同地震響應(yīng)。本文采用的方法是反應(yīng)譜分析、時程分析以及靜力彈塑性分析,利用大型有限元軟件SAP2000進行模擬分析,對比分析其優(yōu)越性與不足,尋找合理的設(shè)計方法與加固措施。在彈性階段,垂直受力單元系統(tǒng)起主要作用,但層剪力較小,可以通過構(gòu)造配筋滿足抗震要求,該階段抗震單元系統(tǒng)的優(yōu)越性不能發(fā)揮作用,其受力大小與垂直單元系統(tǒng)相差不大。通過3個模型的比較可以得出中心支撐能很大程度上降低周期,使得新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)與框架剪力墻相差很少,同時可以約束結(jié)構(gòu)的頂點位移。新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)的位移要大于框架剪力墻,其結(jié)果都在規(guī)范允許的范圍內(nèi)(根據(jù)框架剪力墻的規(guī)定);在多遇地震作用下,結(jié)構(gòu)的剪力結(jié)果強軸大于弱軸,抗震單元系統(tǒng)的受力遠(yuǎn)大于垂直受力單元,可以達到三倍以上,對于單一構(gòu)件,抗震單元的剪力與垂直單元剪力相同或小一些,說明彈性階段的抗震單元系統(tǒng)單一構(gòu)件受力與垂直單元系統(tǒng)相同。在彈塑性階段,新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)具有很大的能量儲備,在多遇地震與設(shè)防地震作用下處于彈性階段,在罕遇地震作用下,結(jié)構(gòu)出現(xiàn)屈服,但其性能點位移遠(yuǎn)小于規(guī)范規(guī)定的限值。出鉸順利中梁鉸先出現(xiàn),滿足“強柱弱粱”的規(guī)定,接著是支撐出現(xiàn)軸向鉸,后是抗震單元的型鋼柱出現(xiàn)塑性鉸,但垂直受力單元系統(tǒng)混凝土柱未出現(xiàn)鉸,說明抗震單元能在罕遇地震作用下保護建筑結(jié)構(gòu)免受地震的危害。通過彈塑性分析的結(jié)果發(fā)現(xiàn),桿件的長度與桿件的截面都會對鉸結(jié)果產(chǎn)生影響,按照現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計的新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)具有較好的延性,同時也存在的大量的浪費,在罕遇地震作用時,結(jié)構(gòu)處于輕微損壞狀態(tài),在滿足性能要求的情況下,可以對結(jié)構(gòu)截面進行修改,也可以考慮增加建筑總高度。本文共分成六章,前三章主要講本文構(gòu)思、新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)的布置、新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)的靜力分析;第四章為新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)與新型SRC框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻的對比,第五章為新型SRC框架支撐結(jié)構(gòu)彈塑性分析,第六章則是總結(jié)與展望。本文可為復(fù)雜高層建筑提供一種新的設(shè)計思路。
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簡介:鋼筋混凝土柱鋼梁(簡稱RCS)組合框架結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)能夠充分利用鋼筋混凝土材料和鋼材的各自優(yōu)點。相比于純鋼筋混凝土或純鋼框架,采用鋼筋混凝土柱具有受壓性能好,剛度大、耐火性和耐久性好的優(yōu)點,從而可增強結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而采用型鋼框架梁則具有強度高、質(zhì)量輕和施工快的優(yōu)點,可減小構(gòu)件截面尺寸,增大結(jié)構(gòu)有效使用空間。目前,國內(nèi)外對RCS組合框架結(jié)構(gòu)體系的研究主要集中在梁柱節(jié)點,而對結(jié)構(gòu)整體抗震性能和設(shè)計方法的研究較少。通過對國內(nèi)外已有研究資料的總結(jié)和分析,確定RCS組合框架結(jié)構(gòu)的抗震性能水平和性能目標(biāo),建立了RCS組合框架結(jié)構(gòu)基于性能的抗震評估步驟。對一5層RCS組合框架結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和抗震性能評估,結(jié)果表明,其在4個性能水平下的層間位移均滿足目標(biāo)位移,結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能;然而,分析結(jié)果也表明,該算例未能很好的滿足框架結(jié)構(gòu)“強柱弱梁”的設(shè)計思想。本文建議可以通過在柱間設(shè)置阻尼器,對RCS組合框架進行減震結(jié)構(gòu)設(shè)計,以解決柱端有時會先出現(xiàn)塑性鉸的問題。將基于性能的抗震設(shè)計方法引入RCS組合框架結(jié)構(gòu)的消能減震設(shè)計中。通過單質(zhì)點減震結(jié)構(gòu)性能曲線的繪制,建立單質(zhì)點體系減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計步驟。在此基礎(chǔ)上,按正比于層剛度的原則,確定減震結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù),建立基于性能的多質(zhì)點RCS組合框架結(jié)構(gòu)減震結(jié)構(gòu)設(shè)計方法和步驟。算例分析表明,按本文所提方法,在各地震作用水平下,RCS減震結(jié)構(gòu)能夠達到性能目標(biāo)的要求。且相比于傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu),RCS減震結(jié)構(gòu)的抗震性能得到了大大的提高,其層間位移角均有減小,減小程度隨地震作用水平的提高而增大;此外,由于設(shè)置了柱間阻尼器,還大大提高了柱子的耗能能力,很好的實現(xiàn)了“強柱弱梁”的設(shè)計思想。分別對RCS非減震結(jié)構(gòu)和減震結(jié)構(gòu)進行IDA分析和易損性分析,對比評估兩類框架結(jié)構(gòu)的抗震性能和易損性。分析結(jié)果表明,對于不同的性能水平,在同樣強度的地震動作用下,減震結(jié)構(gòu)的減震效果非常明顯,其易損性超越概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于非減震結(jié)構(gòu)。
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簡介:分類號TU433密級公開濤J匆Z驢單位代碼10427學(xué)號2010010256碩士學(xué)位論文基于基礎(chǔ)不均勻變形的框架結(jié)構(gòu)承載性狀的試驗研究研究生姓名導(dǎo)師姓名學(xué)科領(lǐng)域申請學(xué)位類別答辯時間馬延君燕彬結(jié)構(gòu)工程工學(xué)碩士2013年6月1日原刨性聲明本人鄭重聲明所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨立進行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體,均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者硌磁君日期秒J乞午石局≥日本人完全了解濟南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留或向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借鑒;本人授權(quán)濟南大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。叱么開口保密年,解密后應(yīng)遵守此規(guī)定~碗翩虢哆嗍呻眇日
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簡介:隨著當(dāng)今社會現(xiàn)代化進程的日新月異,高層建筑的發(fā)展越來越成為其中的重要標(biāo)志之一。建筑的高度不斷加大,不僅是人們對住房、活動場所的需求日益加大所致,也逐漸成為了某個地區(qū)甚至國家經(jīng)濟繁榮的標(biāo)志之一。然而隨著建筑高度的不斷加大,所需要的技術(shù)難度也不斷提升。對于高層建筑所遇到的地震荷載、風(fēng)荷載等自然因素以及本身由于龐大的體積產(chǎn)生的自重需要人們采用更為先進的技術(shù)來應(yīng)對。當(dāng)前,對于高層建筑多采用框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)合體將框架結(jié)構(gòu)空間布置的靈活性和優(yōu)秀的豎向沉重能力與剪力墻較大的剛度相結(jié)合。將二者完結(jié)合,所產(chǎn)生的機構(gòu)形式有框架剪力墻形式、框架核心筒形式、筒中筒形式等等。本文的模型即為框架核心筒結(jié)構(gòu)。加強層是指在建筑的某一層通過增加桁架結(jié)構(gòu)、梁或板的厚度等方法來增加這一樓層的剛度,進而在進一步增加建筑結(jié)構(gòu)整體剛度的情況下同時在局部形成“套箍效應(yīng)”來對建筑的側(cè)移產(chǎn)生約束。加強層的形式有桁架式、實腹梁式、空腹梁式等等,本文的加強層均是采用桁架形式。對于本次研究,做如下工作1簡單地對目前高層建筑的發(fā)展情況進行介紹,并分析隨著高層建筑發(fā)展所需伴隨的特殊結(jié)構(gòu)形式有哪些,這些結(jié)構(gòu)形式的未來發(fā)展?fàn)顩r如何,認(rèn)為加強層是以后伴隨高層建筑發(fā)展的重要結(jié)構(gòu)形式之一。然后開始對加強層的原理以及加強層在本次研究的幾種方案中如何設(shè)置進行介紹。2本次研究以實例為對象。為方便控制變量,將原結(jié)構(gòu)模型進行簡化,最終得到了本次分析所使用的模型。本次對比分析共有五種方案,方案1作為對比方案,不設(shè)置任何形式的加強層;其它的幾種方案均設(shè)置不同形式的加強層。然后使用軟件AS以及PKPM進行分析計算,將各種數(shù)據(jù)列表化、圖像化進行對比分析,最終得出各種方案的優(yōu)劣性。3AS是一款優(yōu)秀的分析軟件,本次利用這款軟件對五種方案進行振型分解反應(yīng)譜法的分析,得出了各種方案的數(shù)據(jù)有周期、振型質(zhì)量參與系數(shù)、層間位移、層位移等,對這些數(shù)據(jù)進行列表、繪圖比較,得出不同方案在剛度優(yōu)化上的優(yōu)劣以及帶來剛度突變問題的大小。4對幾種方案進行了振型分解反應(yīng)譜法分析之后再使用PKPM的EPDA模塊對它們進行彈性時程分析和彈塑性時程分析。得出的數(shù)據(jù)有層位移、層間位移、層剪力、層彎矩等等,對這些數(shù)據(jù)進行列表、繪圖比較,得出不同方案的優(yōu)劣性,并與之前使用的振型分解反應(yīng)譜法分析的結(jié)果對比,得出二者的結(jié)論基本一致。5加強層給結(jié)構(gòu)帶來剛度增強的同時也帶來了相應(yīng)的剛度突變問題加強層與相鄰樓層剛度差別過大而導(dǎo)致位移等數(shù)據(jù)差別較大。本次分析中的方案4是針對這個問題而設(shè)置的特殊形式。然而要想進一步改善這個問題,需要有更多研究和分析,希望本次的研究能夠給其他學(xué)者帶來一些參考和幫助。
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簡介:梁柱節(jié)點作為鋼框架中一個重要的組成部分,對整個結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能有著十分重要的作用,節(jié)點一旦發(fā)生破壞可能會導(dǎo)致整個建筑物發(fā)生坍塌,造成不可估量的損失。國內(nèi)外學(xué)者對于鋼框架梁柱節(jié)點的研究已經(jīng)很多,這些研究主要集中在靜力范圍內(nèi),然而,我們生活中的各種建筑物正日益受到各種極端動荷載的影響,如爆炸、高空墜物等等,這些極端荷載對于結(jié)構(gòu)的影響與靜力荷載條件下的結(jié)構(gòu)行為是不同的。另一方面,目前對于鋼框架梁柱節(jié)點沖擊力學(xué)性能的研究少之又少,國內(nèi)規(guī)范對承受沖擊荷載等動荷載的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計也尚無相關(guān)的規(guī)定,因此對鋼框架梁柱節(jié)點的抗沖擊性能進行深入的分析和研究顯得尤為重要。本文國內(nèi)首次對鋼框架梁柱連接進行抗沖擊性能實驗研究,考察了兩種沖擊能和三種梁柱連接形式對鋼框架抗沖擊性能的影響,同時結(jié)合有限元數(shù)值模擬的方法對這一問題進行深入探索。此后,參考文獻40中T型件實驗數(shù)據(jù)建模,對螺栓端板工作協(xié)調(diào)性進行初步探討,主要開展以下幾個方面的工作I首先結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和數(shù)值模擬技術(shù)設(shè)計了鋼框架構(gòu)件,利用高性能沖擊實驗臺進行沖擊實驗,測量鋼框架橫梁豎向、側(cè)向位移及截面內(nèi)力,并用高速攝像機捕捉?jīng)_擊過程各瞬時連接行為特征,分析了連接破壞模式。研究表明外伸式端板螺栓連接鋼框架螺栓在拉力作用下呈延性破壞,斷面纖維狀,而平齊式連接鋼框架螺栓在巨大剪力作用下發(fā)生典型脆性斷裂,斷面平齊光滑。2運用非線性有限元程序ABAQUSEXPLICIT建立鋼框架梁柱連接數(shù)值分析模型,詳細(xì)介紹了有限元建模過程的各項技術(shù)細(xì)節(jié),如單元的選擇、材料模型以及接觸對的定義,并對沖擊實驗過程中鋼框架的動力響應(yīng)進行數(shù)值分析。通過偽應(yīng)變能與系統(tǒng)內(nèi)能的比值以及數(shù)值計算結(jié)果與沖擊實驗結(jié)果的對比證明了模型計算結(jié)果的正確性。3分析了沖擊過程的沖擊力時程曲線、動彎矩轉(zhuǎn)角曲線和沖擊力跨中位移曲線等特征量。通過比較可以看出,鋼框架在沖擊荷載作用下的響應(yīng)可以根據(jù)沖擊力時程曲線劃分為三個階段撞擊階段,穩(wěn)定階段和反彈階段。在撞擊階段(包括了各特征量的第一、二峰值),鋼框架所受的沖擊力、節(jié)點彎矩迅速增大至峰值,相對應(yīng)的位移和轉(zhuǎn)角也迅速增大穩(wěn)定階段是轉(zhuǎn)角、位移發(fā)展的主要階段,也是沖擊力做功和節(jié)點耗能的主要階段由于鋼材的延性性能,當(dāng)落錘離開后,彈性變形部分恢復(fù),此即為反彈階段。4從能量轉(zhuǎn)化角度分析了不同連接形式的鋼框架的抗沖擊性能,提出了能量轉(zhuǎn)化比ET的概念,用以表征鋼結(jié)構(gòu)吸收沖擊能量的能力,其值為鋼框架塑性發(fā)展所耗散的能量與系統(tǒng)初始動能的比值,此后分析了結(jié)構(gòu)各組成部分對結(jié)構(gòu)吸收沖擊能的貢獻。5參考文獻40中T型件實驗數(shù)據(jù),利用ABAQUSIMPLICIT進行數(shù)值建模,通過與實驗結(jié)果的對比驗證模型的正確性,分析了極限狀態(tài)承載力以及延性性能。結(jié)果表明①鋼框架的能量轉(zhuǎn)化比與節(jié)點形式無關(guān)。對于不同的梁柱連接形式的框架,當(dāng)初始動能相同時,盡管各組成部分吸收沖擊能有所差別,但是整體來說基本相同。②平齊式連接由于對梁端的約束較差,因此梁的塑性發(fā)展更為深入,能量轉(zhuǎn)化比更大,其次為外伸式連接鋼框架的橫梁能量轉(zhuǎn)化比和全焊接連接鋼框架橫梁能量轉(zhuǎn)化比半剛性連接中柱的塑性發(fā)展基本可以忽略不計,而在剛性連接鋼框架中,柱的能量轉(zhuǎn)化比較大,約為整體的15,塑性變形發(fā)展也更加深入,這與實驗中框架變形相吻合。③當(dāng)初始動能一定時,鋼框架將會吸收相同的沖擊能并將其轉(zhuǎn)化為自身塑性變形當(dāng)系統(tǒng)的初始動能不同時,初始動能越大,其能量轉(zhuǎn)化比越大。同時,對于端板和螺栓二者來說,當(dāng)撞擊物初始動能較小時,連接處以端板受力塑性變形為主,而當(dāng)撞擊物動能較大時,連接處以螺栓群的塑性發(fā)展為主。④梁作為主要的耗能元件,當(dāng)梁柱連接形式相同時,其能量轉(zhuǎn)化比可以近似取為恒值。
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簡介:相對于傳統(tǒng)的抗震原理,隔震結(jié)構(gòu)依靠隔震層的耗能裝置而不是自身構(gòu)件來耗散地震能量,為降低結(jié)構(gòu)震害提供了新的思路。在結(jié)構(gòu)底部設(shè)置隔震層可以減小結(jié)構(gòu)的自振頻率,改變自振周期,耗散來自地震的能量,使得結(jié)構(gòu)上部的地震響應(yīng)同時減弱。現(xiàn)如今,隨著人們對于隔震技術(shù)的不斷深入研究,已經(jīng)形成了一套比較完整的理論,并在日本、歐美等國家得到了相對廣泛的應(yīng)用。本文在總結(jié)了國內(nèi)外各種研究的有關(guān)成果,充分了解隔震原理和技術(shù)的基礎(chǔ)上對于某超限鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)置了疊層橡膠支座隔震層,對其隔震前后的地震響應(yīng)進行分析,將超限與非超限結(jié)構(gòu)的隔震效果進行對比,同時對超限結(jié)構(gòu)進行了抗震驗算。本文首先介紹了隔震結(jié)構(gòu)和隔震原理以及常用的疊層橡膠隔震支座的組成和力學(xué)性能,隨后對于常用地震響應(yīng)分析方法的原理和特點進行了闡述。在此基礎(chǔ)上以某超限鋼框架結(jié)構(gòu)為例,設(shè)置隔震層,采用大型有限元分析軟件SAP2000對于隔震與非隔震結(jié)構(gòu)在多遇地震下的響應(yīng)進行對比分析,說明了疊層橡膠隔震支座在鋼框架結(jié)構(gòu)中的減震效果和規(guī)律。將超限結(jié)構(gòu)與非超限結(jié)構(gòu)在多遇地震下的響應(yīng)進行對比。同時對于超限隔震結(jié)構(gòu)在設(shè)防地震下的響應(yīng)進行振型分解反應(yīng)譜和時程分析,將二者的結(jié)果對比。最后對于罕遇地震下的超限隔震結(jié)構(gòu)進行驗算。隔震與非隔震結(jié)構(gòu)的對比分析表明,疊層橡膠隔震支座起到了比較顯著的減震作用。超限與非超限的隔震效果對比得知,隔震層對于超限結(jié)構(gòu)起到的效果更加明顯。進行隔震設(shè)計的超限結(jié)構(gòu)在多遇地震、設(shè)防地震以及罕遇地震下的驗算都能滿足相關(guān)規(guī)范的要求,具有良好的抗震性能。使用橡膠支座進行隔震是最早人們開始研究并且應(yīng)用在實踐當(dāng)中的隔震技術(shù)之一,但是相對于人們建立起來的數(shù)目龐大的多、高層結(jié)構(gòu)來說,隔震技術(shù)并沒有得到全面的普及和使用。本文對于某實際工程的隔震分析只是一個例子,希望對于類似結(jié)構(gòu)能夠起到參考作用。隨著隔震理論的不斷成熟,隔震技術(shù)的逐步創(chuàng)新,橡膠支座隔震技術(shù)在未來一定可以得到更加廣泛的應(yīng)用。
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簡介:隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市用地緊張、環(huán)境污染等問題也日益嚴(yán)重。為解決這些問題,開發(fā)地下空間作為一種行之有效的方法在近些年得到了廣泛的應(yīng)用。但是國內(nèi)外大量的事故案例也表明地下工程的施工過程會對周邊的建筑環(huán)境造成很大的影響,而框架結(jié)構(gòu)由于常常使用淺基礎(chǔ),受到地基位移的影響更為強烈。為了確定周邊建筑受到影響的程度,本文以銅陵市長江中路地下商業(yè)街項目為依托,采用了多種方法對地下工程施工產(chǎn)生的影響進行了綜合分析。本文首先利用基于相似理論的室內(nèi)模型試驗對地下工程施工的過程進行了模擬,確定了地下工程施工對臨近建筑的影響,并對比了不同高度、不同基礎(chǔ)形式的建筑傾斜程度的變化。之后使用有限元軟件ABAQUS模擬了施工的全過程,將得到的數(shù)值結(jié)果與現(xiàn)場的實測結(jié)果和模型試驗數(shù)據(jù)進行相互對比,驗證了數(shù)值方法的可行性,并總結(jié)了施工過程中支護結(jié)構(gòu)變形、既有地上建筑變形、既有地上建筑內(nèi)力的變化規(guī)律;其后在原有模型的基礎(chǔ)之上,針對不同的基礎(chǔ)形式、近接距離、地上建筑物層數(shù)等因素進行了討論,總結(jié)了地下工程施工過程中這幾種因素的改變會產(chǎn)生的影響規(guī)律,為今后類似的地下工程施工提供一定的參考。最后以國外較為常用的深梁理論模型為基礎(chǔ)進行三維上的擴展,進一步考慮建筑中由于不均勻沉降造成的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),提出了一種基于板理論的三維模型,這種方法不需要復(fù)雜的有限元模擬,同時較規(guī)范中的經(jīng)驗方法考慮因素更為全面。通過對各項數(shù)據(jù)的分析,總結(jié)地下工程近接施工對既有框架結(jié)構(gòu)的影響情況,并歸納不同參數(shù)的影響規(guī)律,可為類似的近接施工提供一定參考,提出的三維模型可用于預(yù)測建筑在不同沉降下的破壞程度,為施工的安全進行提供一定的保障。
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簡介:SRCRC豎向混合結(jié)構(gòu)是指主要由型鋼混凝土構(gòu)件和混凝土構(gòu)件組合而成的一種新型結(jié)構(gòu)形式。SRCRC豎向混合結(jié)構(gòu)能夠充分利用普通混凝土結(jié)構(gòu)和型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的各自優(yōu)點。這種新型建筑形式既能滿足較好的結(jié)構(gòu)抗震性能又能減小建筑的造價,從而能夠?qū)崿F(xiàn)較好地將經(jīng)濟性能與抗震性能相統(tǒng)一。論文對PUSHOVER分析和時程分析的基本原理、分析步驟、基本功能等問題進行了針對性的闡述。通過對8層4個模型和12層5個模型共9個SRCRC豎向混合框架模型進行靜力和動力彈塑性分析,研究了豎向轉(zhuǎn)換層所處位置不同對結(jié)構(gòu)受力性能的影響,給出了轉(zhuǎn)換層所在層數(shù)與結(jié)構(gòu)總層數(shù)的合理比值。通過分析SRCRC豎向混合框架結(jié)構(gòu)的基底剪力與頂點側(cè)移曲線、極限層間位移角及塑性鉸分布,探討了SRCRC豎向混合框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。研究結(jié)果表明,在相同梁柱截面參數(shù)情況下,采用SRCRC結(jié)構(gòu),可使結(jié)構(gòu)的極限水平承載力較RC結(jié)構(gòu)大幅提高;SRCRC豎向混合框架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層所在層數(shù)與結(jié)構(gòu)總層數(shù)的比值為13左右時,可以有效減弱豎向剛度突變對結(jié)構(gòu)受力的不利影響,能夠滿足“強柱弱梁”的抗震設(shè)計要求,在整個結(jié)構(gòu)形成機構(gòu)之前,能夠出現(xiàn)充分的塑性鉸來吸收和耗散地震能量,使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)受罕遇地震作用而不倒塌;由PUSHOVER分析得出的結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性鉸發(fā)展規(guī)律可以看,推覆過程中框架的中下部各層的梁端開始陸續(xù)出現(xiàn)塑性鉸,并逐漸向上發(fā)展,最終因中部梁形成機構(gòu)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞;通過對比模型靜力和動力彈塑性分析的塑性鉸分布規(guī)律,可以看出在多遇地震和罕遇地震作用下靜力和動力彈塑性分析塑性鉸分布存在一定差距,與靜力彈塑性分析相比,在動力彈塑性分析下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的塑性鉸分布數(shù)量得到增加且其發(fā)展得到進一步加強。
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簡介:高層建筑在我國發(fā)展迅速,其高度越來越大,結(jié)構(gòu)型式也越來越復(fù)雜,高層建筑的抗震設(shè)計變得更加困難和復(fù)雜。為了追求標(biāo)新立異的建筑效果,結(jié)構(gòu)通常是不規(guī)則的。研究表明,建筑結(jié)構(gòu)的平面不規(guī)則性對結(jié)構(gòu)的抗震性能有重要影響。所以,按照現(xiàn)行抗震規(guī)范要求,采取合理的分析模型和扭轉(zhuǎn)計算控制指標(biāo),對結(jié)構(gòu)布置的不規(guī)則程度進行評定。本文以某研究所的辦公樓為依托,對平面不規(guī)則框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能展開研究。本研究首先根據(jù)國內(nèi)外的研究成果,對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)破壞機理、扭轉(zhuǎn)變形及影響結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的主要因素與控制要求做了簡要分析,并探討平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)彈塑性補充分析的必要性與地震反應(yīng)分析方法。其次,基于平面不規(guī)則的抗震設(shè)計理論,對平面不規(guī)則的框架剪力墻結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析和彈性時程分析,分析了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期比、位移比、彈性階段的層間位移角等控制指標(biāo)。再次,對平面不規(guī)則框剪結(jié)構(gòu)進行水平雙向地震力作用下的動力彈塑性分析,得出結(jié)構(gòu)的頂點位移、層間位移角的計算結(jié)果,并判斷其是否滿足抗震性能要求,確定結(jié)構(gòu)薄弱層出現(xiàn)的位置。最后,基于結(jié)構(gòu)在以上兩種不同分析狀態(tài)下的頂點位移、層間位移角和薄弱層等分析結(jié)果;評估該結(jié)構(gòu)在雙向地震力作用下的抗震性能,在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面給出了一些工程設(shè)計建議。
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簡介:基礎(chǔ)滑移隔震技術(shù)屬被動控制的一種,是開發(fā)和應(yīng)用最早的隔震措施之一。它通常在上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)間設(shè)置剛度較小的隔震層,利用隔震層產(chǎn)生的較大水平位移和變形來消耗地震能量,并隔離能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞從而降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。目前我國90%以上的建筑物隔震都是用橡膠支座,而它的造價較高,考慮到村鎮(zhèn)建筑仍以造價較低的中低層房屋為主導(dǎo),本文在參考大量文獻的基礎(chǔ)上,選擇砂礫石墊層作為結(jié)構(gòu)的隔震元件,因其簡單易行,造價低廉,可就地取材,有著顯著的減震效果,更適用于大多數(shù)低層或多層建筑。本文通過大量相關(guān)文獻的分析及研究,概括總結(jié)了基礎(chǔ)隔震體系的優(yōu)越性和國內(nèi)外的發(fā)展概況,闡述了基礎(chǔ)摩擦滑移隔震結(jié)構(gòu)的基本原理。本文采用有限元分析軟件ANSYS建立多層框架計算模型,基礎(chǔ)下隔震材料選用級配良好的砂礫石,根據(jù)規(guī)范選定兩條著名的強震記錄和一條人工波ELCENTRO波、天津波和上海人工波,地震波持時均為15S,考慮烈度為7度、8度及9度,墊層變化厚度考慮05M、10M、15M、20M、30M,共5個剖面,分別輸入水平單向地震作用進行計算,對比并分析結(jié)構(gòu)的周期、模態(tài)、隔震層滑移量、最大基底剪力,頂層相對位移等計算結(jié)果,可得在任何給定烈度的地震作用下,鋪設(shè)的砂礫石墊層厚度越大,基底滑移量也越大,但結(jié)構(gòu)頂部相對位移越小,即上部結(jié)構(gòu)作為整體“平移”的效果越明顯,隔震效果越理想。通過對不同烈度下結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)的對比與分析,可知設(shè)置砂礫石隔震層厚度為2M時的多層框架結(jié)構(gòu)在烈度不同的情況下都能夠收到較為理想的減震效果。本文通過對數(shù)據(jù)的分析表明,結(jié)構(gòu)隔震層滑移量最大值為54CM,只需在設(shè)計中加大基礎(chǔ)附加寬度,而無需增加限位裝置。并進一步提出,對于砂礫石墊層隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計,應(yīng)允許建筑相對基底墊層產(chǎn)生一定的位移,而不應(yīng)簡單的因不能復(fù)位而否定這種造價低廉、施工簡便、減震效果良好的隔震結(jié)構(gòu)形式。而這個“允許位移”限值如何確定,則是值得進一步探討的問題。
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簡介:建筑是人們衣食住行的一部分,當(dāng)人們對現(xiàn)有建筑功能和使用不再滿足時就會發(fā)展新的建筑,人類的生活方式和行為習(xí)慣也影響著建筑的改革和發(fā)展;經(jīng)濟的飛速發(fā)展帶給人類的是文明的碩果,建筑也隨之發(fā)生變化,它的高度不斷刷新記錄因為土地的珍貴,它的結(jié)構(gòu)形式不斷變化因為它的高度,它的使用功能也在變化因為它的結(jié)構(gòu)形式。高度的刷新需要建立在良好的結(jié)構(gòu)上,而良好的結(jié)構(gòu)需要發(fā)展新的材料,包括混合材料,正因為如此,新型結(jié)構(gòu)形式才不斷被發(fā)展。其中鋼管混凝土混合結(jié)構(gòu)就是一種新型結(jié)構(gòu)的典型代表,它是由抗拉性能好、力學(xué)性能穩(wěn)定的鋼管材料和抗壓性能好、取材方便的混凝土材料混合而成的新結(jié)構(gòu)形式。兩種材料各自的優(yōu)勢互補使得鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有承載力高,穩(wěn)定性好,抗風(fēng)荷載舒適性好的特點。與純鋼結(jié)構(gòu)對比,混凝土作用的發(fā)揮使得其抗火性強,耗鋼量低,總費用低等優(yōu)點。中國改革開放三十六年來,經(jīng)濟持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展離不開建筑的發(fā)展所帶來的經(jīng)濟效益,經(jīng)濟發(fā)展與建筑發(fā)展互惠互贏,高層建筑新的建筑結(jié)構(gòu)形式是緊隨時代發(fā)展創(chuàng)新潮流的,符合經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律,鋼管混凝土混合結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)被廣泛認(rèn)可,且將持續(xù)帶來更大的經(jīng)濟效應(yīng)和社會效益。地震是可怕的,眾多歷史災(zāi)害表明,當(dāng)建筑物遭遇大地震罕遇地震時,其結(jié)構(gòu)體系的破壞會使結(jié)構(gòu)部分或大部分進入彈塑性狀態(tài)。工程設(shè)計人員在設(shè)計時為了滿足相關(guān)規(guī)范(如建筑抗震設(shè)計規(guī)范)中的抗震要求,必須考慮結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈塑性變化發(fā)展情況。眾多規(guī)范中提到當(dāng)建筑遭遇小震(即多遇地震)破壞時,建筑物基本不破損;當(dāng)建筑遭遇中震(即基本烈度)破壞時,建筑物基本可以維修;當(dāng)建筑遭遇大震(即罕遇地震)破壞時,建筑物基本不倒塌;也即為小震基本完好,中震基本可修,大震基本不倒的原則。工程設(shè)計人員在對結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計時就以此為抗震設(shè)防目標(biāo),并在此基礎(chǔ)上采取合理的抗震設(shè)防保護措施來保障人名群眾的生命安全和財產(chǎn)不受損失。本文研究的對象是鋼框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu),由于該結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu),理論尚不充足,我們在前人研究的成果基礎(chǔ)上,結(jié)合“混凝土結(jié)構(gòu)理論,鋼結(jié)構(gòu)理論,鋼管混凝土統(tǒng)一理論”等現(xiàn)有的規(guī)范,對鋼框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的彈塑性分析作了進一步的探討,主要任務(wù)簡述有如下幾方面1本文詳細(xì)敘述了建筑結(jié)構(gòu)的靜力彈塑性分析法的概念、思想、理論基礎(chǔ)、以及它的優(yōu)缺點和應(yīng)用范圍等等;也進一步探討了結(jié)構(gòu)的側(cè)向力荷載分布模式、結(jié)構(gòu)模型的分類、荷載的控制方法以及性能控制點的確定。2通過有限元軟件SAP2000建立一個外圍鋼框架,內(nèi)部混凝土核心筒的混合結(jié)構(gòu)即鋼框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu),層數(shù)25層,詳見第四章;為了達到預(yù)期的目標(biāo)結(jié)論,對該結(jié)構(gòu)模型進行模態(tài)化分析、反應(yīng)譜分析以及彈塑性動力時程分析,同時研究了塑性鉸的分布以達到靜力彈塑性分析的要求。在對結(jié)構(gòu)進行探討分析時,其層間位移和位移角都必須滿足相關(guān)規(guī)范要求,使研究成果具有實際工程價值意義。3塑性鉸和薄弱層是建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵之處,本文用SAP2000模擬施加三種不同分布側(cè)向荷載來研究塑性鉸和薄弱層的變化,通過定義、運行、分析,得出如下結(jié)論不同的側(cè)向加載模式,塑性鉸和薄弱層發(fā)展情況均不相同,進一步說明結(jié)構(gòu)的抗震性能隨著側(cè)向加載模式的變化而變化。本文還模擬了結(jié)構(gòu)分別在小震(即多遇地震)和大震(即罕遇地震)作用下時的受力狀態(tài)、變形情況、屈服以及破壞程度等,并做了探討,探討結(jié)果表明型鋼框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)在遭遇地震破壞時,其外圍鋼框架和內(nèi)部混凝土均是抗震設(shè)防線;其次該混合體系有比其他一般結(jié)構(gòu)變形小,耗能低,穩(wěn)定性好等的優(yōu)勢,且該混合結(jié)構(gòu)更滿足三震原則(即小震不壞,中震可修,大震不倒)。
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