组合网架—混凝土框架混合结构的抗震性能分析

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组合网架结构是近些年来出现的一种新型的结构形式,它在传同平板网架的基础上,使用预制带肋平板来替代原结构上弦层的钢构件,从而形成一种由上部钢筋混凝土梁板与钢腹杆和钢下弦杆组成的新型空间网格结构。该结构形式充分发挥了两种材料各自的力学特性,并且将结构的承重功能和维护功能合二为一。而由组合网架和混凝土框架组成的混合结构不仅提高了建筑面积的利用率,在充分降低了结构自重的情况下也使得其受力性能和抗震性能得到很大的提高。本文依托ANSYS有限元软件,结合其内嵌的APDL语言建立不同的组合网架——混凝土框架混合结构三维空间模型,综合分析了该结构体系在地震作用下的响应情况,并讨论了等效刚度板模拟组合网架楼盖结构的合理性以及使用不同支座对该混合结构抗震性能的影响。主要研究内容有以下几个方面:首先,对各个模型进行模态分析,以了解其各自的自振动力特性,为后续的反应谱分析和时程分析中方法的确定以及阻尼比的选取作准备。然后,利用反应谱法分析了结构在水平多遇地震作用下的动力响应,并对各模型的变形特点、楼层位移、层间位移角、框架柱的内力和弯矩等结果进行对比以判断其抗震性能优劣;同时讨论了竖向地震作用下组合网架杆件的动内力变化情况。其次,进一步探讨了采用橡胶支座和铰接支座的不同组合网架——混凝土框架混合结构的地震响应情况。通过对比时程分析和振型分解反应谱分析的结果可得,使用弹性橡胶支座能很好的改善结构的动力特性,而且与铰接支座的混合结构模型相比能有效地降低框架结构在地震作用下的反应。最后,对论文研究结果进行总结,同时提出了尚待解决的一些问题。
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