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《西安建筑科技大学》 2003年
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密肋璧板轻框结构非线性地震反应分析

袁泉  
【摘要】: 密肋壁板轻框结构是一种新型结构体系,在前期研究工作中已取得了重要的阶段性成果,但在结构体系的模态分析与非线性地震反应研究等方面尚为空白。本文对密肋壁板轻框结构模态分析、非线性地震反应及基于损伤性能的抗震设计方法进行了较为详细的研究,完成了以下几方面工作: 1.提出了硅酸盐砌块的本构关系,采用实体单元随动强化模型与William-Warnke五参数破坏准则对密肋复合墙板进行了非线性有限元分析,考虑了硅酸盐砌块与混凝土肋梁、肋柱开裂模式,较真实再现了墙板受力破坏的全过程,通过试验结果验证了计算模型的合理性。根据中高层建筑的受力特点,由竖向荷载与水平荷载的变化对于密肋复合墙板受力性能的影响进行了数值模拟分析,并对墙板的设计与构造提出了指导性建议。 2.根据密肋复合墙板的承载力、刚度以及破坏模式与变形性能,提出了密肋复合墙板的四线型恢复力模型,确定了恢复力模型中各个特征参数点的计算公式。在大量数值分析的基础上,提出了密肋复合墙板双参数损伤模型,确定了损伤因子的取值并对部分试验墙板进行了损伤分析,验证了损伤模型的可靠性。 3.进行了1/10比例模型房屋模拟地震振动台试验,通过锤击与正弦波扫频试验得出模型房屋的模态参数,通过地震波激励试验得出模型房屋的地震反应、破坏特征以及抗震性能,通过相似比换算研究了原型结构的模态参数与抗震能力。 4.建立了弹性阶段密肋壁板轻框结构的简化分析模型,采用经典的铁木辛柯梁(TIMOSHENKO)理论研究了密肋壁板轻框结构的模态解析算法。采用三维梁单元与三维壳单元建立了密肋壁板轻框结构模态分析的三维模型,并通过模态压缩技术研究了三维模型有限元模态的可靠性问题。 5.采用三维计算模型,对振动台试验模型与工程实例进行了非线性地震反应分析,建立了密肋壁板轻框结构的非线性地震反应的分析方法。结合现行规范,试验与算例探讨了密肋壁板轻框结构在“小震”下弹性位移角限值和“大震”下弹塑性位移角限值。 6.将基于性能的设计思想引入密肋壁板轻框体系的设计方法中。结合国内外研究成果,建立了本结构剪切型损伤模型。把“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设计原则与基于损伤性能的方法统一起来,采用不同的损伤容限值来限定各水准下的结构损伤,从而使所设计的结构充分体现基于损伤性能抗震设计的实质要求。根据已有的研究成果,详细讨论了损伤模型参数计算的两种方法:时程分析法与简化计算法的具体内容和步骤。 本文的创新之处在于: 西安建筑科技大学博士学位论文 一 1).建立了密肋复合墙板的恢复力模型与损伤模型。 2).采用振动台试验方法研究了密肋壁板轻框结构的模态与地震反应。 3).建立了密肋壁板轻框结构模态的解析计算方法与有限元计算方法,采用模态压缩技术 研究了有限元模型的可靠性问题。 4).采用三维模型对试验模型和工程实例进行了非线性地震反应分析,给出了结构层间位 移角限值。 5).将基于性能的抗震设计思想引入设计方法,建立了结构剪切型损伤模型,在已有研究 成果基础上,讨论了本结构损伤模型参数计算的两种方法。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TU323.5

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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【参考文献】
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【同被引文献】
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4 荆罡;密肋复合墙结构两阶段简化计算模型及结构随机地震响应分析[D];西安建筑科技大学;2009年
5 黄炜;密肋复合墙体抗震性能及设计理论研究[D];西安建筑科技大学;2004年
6 王爱民;中高层密肋壁板结构密肋复合墙体受力性能及设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2006年
7 熊耀清;密肋复合墙体损伤演化规律及损伤模型研究[D];北京交通大学;2008年
8 李云璋;黄土地区密肋复合墙结构地基基础静动力共同作用分析[D];西安建筑科技大学;2011年
9 孟宏睿;生态轻质水泥基墙体材料性能及密肋复合墙体弹塑性分析模型研究[D];西安建筑科技大学;2007年
10 余晓峰;再生混凝土损伤本构与不同取代率下密肋复合墙抗震安全性研究[D];西安建筑科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汤声波;密肋壁板轻框结构弹塑性动力反应研究[D];西安建筑科技大学;2008年
2 董二卫;密肋壁板轻框结构体系承载力及影响因素的研究[D];西安建筑科技大学;2009年
3 寇艳荣;密肋壁板轻框结构非线性地震反应分析与研究[D];西安建筑科技大学;2008年
4 王明达;基于刚度退化和变形组合的密肋复合墙体损伤模型研究[D];北京交通大学;2008年
5 王攀聪;底部大开间密肋壁板轻框结构设计计算方法研究[D];西安建筑科技大学;2001年
6 吴芳;联肢密肋复合墙体的刚度及其影响因素研究[D];西安建筑科技大学;2008年
7 冯文涛;框支密肋复合板结构动力特性及地震反应分析[D];河南工业大学;2011年
8 荆罡;密肋复合墙体抗弯性能试验研究与结构计算模型分析[D];西安建筑科技大学;2007年
9 刘彦鹏;密肋壁板轻框结构体系小高层建筑应用研究[D];西安建筑科技大学;2009年
10 唐珊珊;基于正交试验的密肋复合墙体优化设计研究[D];北京交通大学;2007年
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