框架—剪力墙结构弹塑性地震反应分析

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建筑结构抗震性能的研究是结构设计和科研中非常重要的一个研究领域,本论文在考察了前人对结构抗震领域的理论与实践的研究成果的基础上,利用通用有限元软件ANSYS对某框架剪力墙办公楼建立了三维有限元模型。并采用多种计算方法和分析手段,研究结构在弹塑性阶段的动力特性、地震反应和抗震性能。主要完成了以下几个方面的工作:首先,对办公楼非线性有限元模型进行模态分析,得到结构的自振周期和振型。接着基于弹塑性静力分析的理论,对结构施加四种不同荷载,选取比较合理的加载模式后,对结构进行弹塑性静力分析计算。此分析中用能力谱方法对结构的抗震能力进行了评估。然后,在简单地阐述弹塑性动力分析理论后、仍利用前面建立的非线性结构模型,分析计算办公楼在8度罕遇地震作用下的抗震性能。其中对地震波的选取、调整原则进行了说明,主要比较了三种地震波下的结构性能。最后,在两种弹塑性反应后对结构抗震性能做出分析。两种反应下,由结构的楼层位移和层间位移角比较分析,而得到结构在整体变形和层间变形方面均满足规范限值的要求。通过做出结构的基底剪力-顶点位移曲线来考察结构抵抗荷载的能力。弹塑性静力分析中,用需求谱和能力谱曲线的相交情况来判断结构的抗震能力,以及此目标性能点下结构的各项指标均满足要求。弹塑性动力分析中,则用结构在地震波激励下的应力-应变图来反映结构的内力分布、塑性分布情况和结构的薄弱部位,同时也反映剪力墙的塑性发展规律和情况。该论文的分析结果,为本结构的抗震设计提供了理论依据,并对以后类似框架-剪力墙分析、设计有一定的参考价值。而且体现了ANSYS作为世界上著名的通用有限元软件,对结构抗震研究方面的价值。
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