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《武汉理工大学》 2011年
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基于能量方法的建筑结构抗震分析与研究

董德立  
【摘要】:采用基于能量概念的抗震分析与设计方法能较好的反应结构在强震作用下全过程及其自身的弹性性能,而且能量反应及其转化概念明确、形式简单,包括了多种设计因素的影响,具有明显的优越性。结构的总输入能量由滞回耗能,阻尼耗能,动能和弹性应变能等四部分组成。滞回耗能是结构的非弹性变形能,其能较好地反映强震持续时间对结构反应的影响,是衡量结构的塑性累积损伤的主要指标。因此,通过结构弹塑性地震反应的时程分析法,可以计算出滞回耗能的时程曲线。这些曲线可以为结构抗震分析提供依据。近年来,地震能量分析方法日益受到各国土木工程研究者的重视,建筑结构的抗震设计也朝着简单实用的方向发展着。 本文从能量的观点出发,利用Matlab软件对一典型钢筋混凝土框架结构进行了分析,计算了该结构在EL-CENTRO波作用下的能量反应。同时对比分析了在不同阻尼比、地震波三要素的情况下,该结构滞回耗能和阻尼耗能的分配规律以及探讨了滞回耗能在结构层间的分配。 计算结果表明,钢筋混凝土框架结构滞回耗能反应在结构内部的分布特征与结构的阻尼比和地震输入有很大关系。(1)地震动峰值越大,输入到结构中的总能量越大,结构的滞回耗能和阻尼耗能也越大;(2)随着阻尼比的增大,结构的滞回耗能占总输入能中的比例越小,而阻尼耗能占总输入能的百分比则越大。(3)当输入不同地震波作用时,结构的滞回耗能是受到地震波卓越周期的影响的,当地震波卓越周期越接近结构自振周期时,结构的能量反应也越大。研究还得出,滞回耗能在结构层间为下大上小的梯形分布规律。 本文根据所得的总输入能分配规律和滞回耗能层间规律,并基于能量和位移双重破坏准则,评估了一典型钢筋混凝土结构抗震性能。研究结果为基于能量方法分析和评估结构的抗震性能提供了技术支持及有用依据。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU352.11

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