| 【中文题名】 | 钢管混凝土框—筒结构动力特性研究 |
| 【英文题名】 | Study on Dynamic Propeties of the Concrete Filled Stell Tube (CFST) Frame-Tube Structure |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-21 |
| 【中关键词】 | 钢管混凝土,动力特性,有限元,反应谱,时程分析,抗震性能 |
| 【英关键词】 | concrete-filled steel tube,dynamic property,finite-element,response spectrum,time-history analysis,seismic performance, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑结构>组合结构>其他组合结构> |
| 【论文摘要】 |
由于钢管混凝土结构具有承载力强，抗震性能优等诸多优点，近年来在高层建筑中得到越来越广泛的应用。然而，目前对于钢管混凝土的研究，还主要局限在基本构件和梁柱节点等方面，而对钢管混凝土柱组成结构体系的动力性能研究得很少。
本文基于有限元的理论，对钢管混凝土框—筒结构体系的动力特性进行了较为系统的研究。首先，确定了钢管混凝土框—筒结构分析的有限元模型。对比钢筋混凝土框—筒结构和钢框架—混凝土核心筒结构对模型进行了模态分析，考查了钢管混凝土框—筒结构的自振特性：接着，应用反应谱方法和动力时程方法，分析了钢管混凝土框—筒结构在多遇地震作用下的动力特性；考虑了结构的非线性因素，对结构进行了弹塑性抗震分析，考查结构在罕遇地震作用下的动力特性；最后，分析了钢管混凝土框—筒结构参数变化对结构抗震性能的影响。
研究表明：钢管混凝土用于高层建筑在承载能力、变形能力、滞回耗能等抗震性能方面有突出的优点。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-9 |
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第1章 绪论 |
9-19 |
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1.1 钢管混凝土在高层建筑的应用 |
9-10 |
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1.2 钢管混凝土结构研究现状 |
10-16 |
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1.2.1 钢管混凝土结构的理论研究现状 |
10-11 |
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1.2.2 钢管混凝土结构动力性能研究现状 |
11-16 |
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1.3 问题的提出及本文的主要研究内容 |
16-19 |
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1.3.1 问题的提出 |
16 |
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1.3.2 本文主要研究内容 |
16-17 |
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1.3.3 有限元分析软件 ANSYS 简介 |
17-19 |
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第2章 钢管混凝土框-筒结构动力分析理论及模型 |
19-31 |
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2.1 结构动力学问题的有限单元法 |
19-24 |
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2.1.1 有限元法基本思想及分析过程 |
19-21 |
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2.1.2 结构的动力方程 |
21-23 |
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2.1.3 单元质量矩阵和阻尼矩阵 |
23-24 |
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2.2 钢管混凝土计算理论 |
24-27 |
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2.2.1 钢管混凝土统一理论 |
25-26 |
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2.2.2 组合性能指标 |
26-27 |
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2.3 结构模型 |
27-31 |
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2.3.1 结构方案 |
27-29 |
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2.3.2 有限元模型 |
29-31 |
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2.3.2.1 分析单元的选取 |
29-30 |
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2.3.2.2 边界条件的处理 |
30 |
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2.3.2.3 结构的简化 |
30-31 |
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第3章 钢管混凝土框-筒结构自振特性分析 |
31-40 |
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3.1 模态分析基本理论 |
31-36 |
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3.1.1 模态分析的定义 |
31-32 |
|
3.1.2 无阻尼自由振动系统的动力方程 |
32-33 |
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3.1.3 动力方程的求解(Lanczos 法) |
33-35 |
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3.1.4 振型及参与系数 |
35-36 |
|
3.2 钢管混凝土框─筒结构自振特性分析 |
36-39 |
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3.3 小结 |
39-40 |
|
第4章 钢管混凝土框-筒结构弹性地震反应分析 |
40-68 |
|
4.1 结构抗震分析理论概述 |
40-43 |
|
4.2 谱分析基本理论 |
43-49 |
|
4.2.1 单自由度体系的地震反应谱分析 |
43-44 |
|
4.2.2 多自由度系统的地震反应谱分析 |
44-45 |
|
4.2.3 振型组合方法 |
45-46 |
|
4.2.4 抗震设计反应谱 |
46-49 |
|
4.3 时程分析基本理论 |
49-56 |
|
4.3.1 基本原理 |
49-50 |
|
4.3.2 地震波的选取与调整 |
50-53 |
|
4.3.3 动力方程的求解 |
53-56 |
|
4.4 算例分析 |
56-67 |
|
4.4.1 反应谱分析 |
56-62 |
|
4.4.2 时程分析 |
62-67 |
|
4.5 小结 |
67-68 |
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第5章 钢管混凝土框─筒结构非弹性地震反应分析 |
68-87 |
|
5.1 非弹性地震反应分析方法 |
68-72 |
|
5.1.1 非弹性时程分析法 |
68-70 |
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5.1.2 静力弹塑性分析方法 |
70-72 |
|
5.2 非弹性分析基本理论 |
72-81 |
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5.2.1 非线性问题分类 |
72-73 |
|
5.2.2 塑性基本理论 |
73-75 |
|
5.2.3 非线性有限元方程组解法 |
75-78 |
|
5.2.4 材料本构关系 |
78-81 |
|
5.3 算例分析 |
81-86 |
|
5.4 小结 |
86-87 |
|
第6章 参数分析 |
87-95 |
|
6.1 钢管混凝土含钢率 |
87-88 |
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6.2 核心筒加暗钢管混凝土柱 |
88-91 |
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6.3 分离模量理论 |
91-94 |
|
6.4 小结 |
94-95 |
|
第7章 结论与展望 |
95-97 |
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7.1 主要研究成果 |
95-96 |
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7.2 需要进一步研究的问题 |
96-97 |
|
致谢 |
97-98 |
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参考文献 |
98-103 |
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攻读硕士学位期间所发表论文 |
103 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.123765 |
