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《大连理工大学》 2012年
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基于拟力法的钢结构非线性抗震分析

宋士强  
【摘要】:随着科技的飞速发展和物质文化生活需求的不断提高,人们对各类建筑的安全性、功能性、经济性提出更高层次的使用要求。钢结构以其轻质、高强、环保等诸多的优越性能在现代建筑中得到广泛的应用;由于钢结构具有良好的延性,其抗震性能更为突出。突出的抗震性能并不代表地震对钢结构的破坏作用是可以忽略的,深入研究钢结构在地震作用下的动力反应,乃至在强震作用下的非线性动力特性对揭示钢结构的破坏机理和抗震设计具有着重要的现实意义。 现阶段,建筑结构在地震作用下的非线性动力反应分析仍以弹塑性时程分析方法为主,也是当前建筑结构非线性分析研究的主要方法,同时是大多数国家规范建议使用的抗震设计分析方法。非线性时程分析过程主要体现在结构刚度矩阵是随时间变化的,这使得结构动力方程的求解变得异常的繁琐,非线性分析方法也一直成为近年来研究领域的热点问题。拟力法是建立在塑性铰模型基础上的一种动力非线性时程分析方法,通过建立塑性铰与结构位移和恢复力之间的关系来实现结构分析的非线性求解,实时反映结构的非线性响应状态,相较传统的变刚度弹塑性分析有其独特的优势。 本文基于已有的拟力法理论及研究成果,在以下方面进行了研究工作: (1)回顾了拟力法现有的基础理论和研究进展,给出了拟力法理论的完整阐述,进行了其计算过程的一般性推导; (2)进行了钢框架结构的数值模型非线性分析。本文基于拟力法理论,利用MATLAB软件进行了程序代码的自主开发,实现了钢框架结构算例模型的非线性求解,并对分析结果进行了详细分析和阐述; (3)基于有限元软件SAP2000已有的成熟非线性分析模块,建立钢结构分析模型进行非线性时程分析,将分析结果与拟力法算法结果进行对比,验证基于拟力法非线性分析方法的准确性和有效性。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU391

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