超限建筑非线性动力弹塑性时程分析

摘要

中国地处亚欧板块东南端，与太平洋板块以及印澳板块相邻，是世界上地震活动较多的国家之一，地震分布成条带状且分布广;同时我国境内发生的地震，大多数属于浅源地震，尤其是东部地区，因此整个区域受地震灾害的影响较大。现代社会随着经济、科技的快速增长、城市土地日益稀缺等因素，使得高层建筑以及超高层建筑得以迅速发展，以及人们对审美要求的不断提高，超限建筑不断增多，抗震问题尤其需要引起重视。所以，为了研究地震荷载下超限建筑的破坏机理和形式，使设计的结构更加经济和安全，动力弹塑性时程分析在建筑结构抗震设计中的重要性不言而喻。
　　本文对某超高层建筑分别进行了CQC分析计算、多遇地震作用下的弹性计算和罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析，对各项指标进行了分析和规范对比，验证了该结构的合理性，并对比了不同分析方法下的结果差异，提出针对性的抗震加固措施，为其他工程实践以及相关研究提供有用的参考。
　　本本主要从以下几个方面进行研究:
　　1、介绍了地震设计理论及分析方法在不同阶段的原理、发展和研究现状;
　　2、使用YJK建立模型，使用YJK结构计算软件对该超高层结构进行小震下的弹性分析，并将计算结果的各项指标与规范结果对比，查看与规范要求的符合度，验证结构体系合理性;使用ABAQUS有限元分析软件，对结构进行弹性分析，将结果与YJK结果与规范要求进行对比，进一步验证结构的合理性以及YJK软件在小震状态下弹性分析的可行性;
　　3、用JIKEP结构计算软件对结构进行罕遇地震作用下的非线性动力弹塑性分析，并比弹性分析的结果进行对比，找出规律及力学性能;分析结构在罕遇地震中各类构件的变形及损伤情况，找出薄弱构件及薄弱部位并提出加强措施，为设计工作提供有效信息;用ABAQUS有限元分析软件进行动力弹塑性时程分析，分析结构遇到罕遇地震时的受力及变形情况，验证结构的合理性并与YJKEP动力非线性弹塑性分析做对比，得出结论。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

第2章 结构地震响应分析方法

2．1 静力分析

2．2 反应谱理论分析

2．3 动态分析理论阶段

2．4 基于性能的抗震设计阶段

2．5 动力弹塑性分析方法

2．5．1 动力弹塑性时程分析原理

2．5．2 动力弹塑性时程分析方法在应用上的优势和不足

2．5．3 弹塑性时程分析常用软件

2．6 材料本构模型

2．6．1 混凝土的本构模型

2．6．2 钢材的本构关系

2．7 本章小结

3．1 工程概况

3．2 结构材料

3．3 荷载信息

3．3．1 恒荷载标准值

3．3．2 活荷载标准值

3．3．3 风荷载

3．4 超限情况

3．5 计算参数

3．6 CQC法的结果

3．7 弹性时程分析

3．7．1 地震波的选取

3．7．2 弹性时程分析结果

3．8 计算结果汇总分析

3．9 本章小结

第4章 实际工程动力弹塑性时程分析

4．1 弹塑性时程分析目标

4．2 构件性能目标

4．3 构件模拟

4．4 地震波的选取

4．5 计算结果及分析

4．5．1 计算结果及分析

4．5．2 构件损伤情况

4．5．3 构件性能统计

4．5．4 罕遇地震弹塑性时程分析结论

4．6 针对超限采取的主要措施

4．7 本章小结

第5章 实际工程ABAQUS弹性、弹塑性分析

5．1．3 ABAQUS弹性时程分析结果

5．2 ABAQUS弹塑性分析

5．2．1 模型建立

5．2．2 构件模拟及网格划分

5．2．3 ABAQUS弹塑性时程分析结果

5．3 本章小结

6．1 结论

6．1．1 弹塑性分析结果评价

6．1．2 性能化评价

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文及获奖情况