基于C形壳构件的快速修复混凝土框架结构抗震性能数值模拟研究

目录

声明

1 绪 论

1.1 选题背景与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 C形开口圆柱薄壳的研究现状

1.2.2 可恢复功能结构研究现状

1.2.3 有限元软件ABAQUS的应用

1.3 本文主要研究工作

2 C形壳构件力学性能研究

2.1 C形壳构件所用材料本构

2.1.1 C形钢卷尺材料的本构试验

2.1.2 C形壳所用钢材的材性本构试验

2.2 C形壳构件抗侧分析

2.2.1 C形壳构件设计

2.2.2 加载装置

2.2.3 加载方案与试验结果

2.2.4 有限元分析方法

2.2.5 试验结果与有限元结果对比分析

2.3 侧向大变形后的C形壳构件受压屈曲分析

2.4 本章小结

3 可恢复框架结构有限元分析模型选取与建立

3.1 纤维模型

3.2 材料的本构

3.2.1 混凝土本构

3.2.2 钢筋本构

3.2.3 C形壳构件的侧向恢复力模型

3.3 粘弹性阻尼器

3.3.1 粘弹性阻尼器的计算模型

3.3.2 粘弹性阻尼器数量的确定

3.4 分析求解器的选取

3.5 可恢复框架模型的建立

3.5.1 单元选择

3.5.2 材料属性

3.5.3 网格划分

3.5.4 截面配筋模拟

3.5.5 C形壳与粘弹性阻尼器

3.5.6 分析步与边界条件

3.6 结构动力弹塑性时程分析原理

3.6.1 动力平衡方程

3.6.2 瑞利阻尼

3.6.3 地震波

3.7 本章小结

4 可恢复框架结构有限元模拟分析

4.1 工程概况

4.2 有限元模型

4.2.1 两种软件计算模型周期的比较

4.2.2 模态分析

4.2.3 地震波的选取

4.2.4 可恢复框架模型中C形壳构件的数量

4.2.5 可恢复框架模型中粘弹性阻尼器的数量

4.4 结构安全评估判别准则

4.4.1 结构整体响应判别准则

4.4.2 结构构件响应判别准则

4.5 弹塑性时程响应及分析结果

4.5.1 底层高2.4m的框架结构与可恢复框架结构分析

4.5.2 底层高2.7m的框架结构与可恢复框架结构分析

4.5.3 底层高3.3m的框架结构与可恢复框架结构分析

4.6 本章小结

5 可恢复框架结构振动台试验研究

5.1 可恢复框架模型试验方案

5.1.1 原型框架结构概况

5.1.2 模型材料

5.1.3 模型相似比

5.1.4 模型配筋

5.1.5 模型配重

5.1.6 C形钢卷尺和阻尼器的布置

5.2 振动台试验现象

5.2.1 框架模型（模型一）试验现象

5.2.2 可恢复框架模型（模型二）试验现象

5.3 试验结果分析

5.3.1 动力特性分析

5.3.2 加速度反应

5.3.3 位移反应

5.4 可恢复框架模型受到余震时的安全性能研究

5.4.1 可恢复框架模型底层柱完全出铰破坏后振动台试验

5.4.2 C形壳独立支撑上部结构的模型振动台试验

5.5有限元分析

5.5.1 模态分析

5.5.2 位移对比

5.5.3 构件破坏情况

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 本文的主要结论

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录一 C形壳构件抗侧试验的加卸载荷载-位移曲线

附录二 硕士研究生学习阶段研究成果及荣誉