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《山东建筑大学》 2013年
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基于能量平衡的钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

孙振  
【摘要】:不同于传统的基于承载力和位移的抗震设计方法,能量法可以考虑地震持时对结构造成的累积塑性损伤是一种较为完善的抗震设计方法受到广泛的关注。 论文基于能量平衡原理进行了以下工作: (1)利用Newmark-β法求解结构能量方程,根据所得到的数值计算结果,编写结构能量响应计算程序。 (2)利用PKPM软件对一个四层钢筋混凝土框架结构进行弹性设计。利用(1)中编写的程序计算结构总输入能、滞回耗能与滞回耗能的层间分布比对结构进行能量响应分析。 (3)利用Park-Ang损伤模型综合考虑结构最大弹塑性位移和结构累计塑性耗能的双重影响,计算该四层框架结构的层间损伤指标对结构的抗震性能进行定量评估。 (4)基于能量等效原理利用振型分解法求解上述多自由度框架结构的等效单自由体系,计算该等效单自由度体系的能量响应并与原体系的能量响应进行对比以此探讨结构能量响应的简化计算方法。 论文通过以上工作主要得到以下结论: (1)结构能量方程的Newmark-β数值解具有较好的收敛性,可以获得稳定的能量响应计算结果。 (2)地震过程中结构能量响应平衡,结构滞回耗能和阻尼耗能随时间不断增大在地震作用后期趋于稳定,结构动能与弹性变性能在地震结束时刻为零。结构的耗能能力主要体现在结构滞回耗能与阻尼耗能上。结构滞回耗能总体上呈上小下大的梯形分布规律。 (3)基于能量平衡原理通过结构滞回耗能大小及其层间分布的分析可以找到结构薄弱部位对结构的抗震性能做出有效的定性评估;通过计算结构的层间损伤指标可以对框架结构的抗震性能做出有效的定量评估。 (4)对结构等效单自由度体系能量响应计算结果的前两阶取SRSS组合,可以获得较高精度的结构能量响应简化计算结果。
【学位授予单位】:山东建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU375.4;TU352.11

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【参考文献】
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