多层建筑抗震设计论文提纲

论文题目：多层加劲轻钢龙骨体系抗震性能分析

摘要：轻钢龙骨组合墙体是轻钢龙骨结构体系提供抗侧性能和承担结构竖向载荷的主要受力构件,提高结构的抗震性能和竖向承载能力是轻钢结构体系由低层向多层转化的关键。本文建立了4种不同加劲斜撑布置形式的三层轻钢龙骨住宅简化分析模型,分析各结构的抗震性能,选取其中一种抗震性能好的斜撑布置形式的组合墙体建立四～七层轻钢龙骨结构简化模型,并且通过龙骨立柱设置塑性铰的方式考虑结构的竖向承载能力,分析各结构在水平地震作用下的抗侧性能及竖向承载性能。采用SAP2000软件建立4种不同加劲斜撑布置形式的三层轻钢龙骨结构简化模型。对各模型进行模态分析和线性、非线性时程分析。结果表明,斜撑呈倒八字形布置在墙体边跨构成的结构体系,其自振周期、峰值加速度、最大相对位移和层间位移角最小,整体刚度略高于斜撑呈K形布置于边跨、八字形布置在墙体的边跨和菱形布置于跨中的整体结构,在地震作用下能够有效减少结构的动力反应和整体侧向变形,抵抗地震作用的能力更强;各结构的薄弱层出现在首层,各模型最大层间位移角满足我国现行《建筑抗震设计规范》的限值要求。选用斜撑形式呈倒八字形布置于墙体边跨的轻钢龙骨组合墙体建立四～七层加劲轻钢龙骨结构体系简化分析模型,进行基本动力特性分析和抗震性能分析,分析结构的周期、振型、加速度、位移、层间位移角等性能参数。提出《低层冷弯薄壁型房屋建筑技术规程》结构一阶自振周期计算公式依然适用于多层加劲轻钢龙骨结构体系。结合结构的层间侧移和《建筑抗震设计规范》中的相关规定,本文提出多层加劲轻钢龙骨体系房屋的层间位移角限值在多遇地震作用下取1/500,在罕遇地震作用下取1/55的建议。墙体立柱设置轴力塑性铰,通过出铰情况分析水平地震作用下不同结构的竖向承载能力。四～六层结构体系在地震作用下均没有产生塑性铰;El Centro波和Taft波作用时,七层整体结构的层间侧移满足抗震规范要求,但在8度罕遇地震作用下,该结构底层部分单根立柱出现塑性铰,竖向承载能力不足,应对底层立柱加强;唐山波8度罕遇地震作用下,七层结构体系的层间位移角超过抗震规范的限值要求,结构底层立柱也出现了塑性铰,墙体立柱压曲可能导致结构整体抗震性能不足,在加强七层结构体系竖向承载性能的同时,也应该提高结构的水平抗侧性能。综合多层结构的分析结果,斜撑呈倒八字形布置于墙体边跨的加劲轻钢龙骨结构体系在8度罕遇地震作用地区可以建到六层。

关键词：多层结构体系;加劲轻钢龙骨;斜撑布置形式;抗震性能;时程分析

学科专业：结构工程

摘要

abstract

1 绪论

1.1 课题背景与意义

1.2 轻钢结构住宅的介绍

1.2.1 轻钢结构住宅发展现状

1.2.2 轻钢结构体系组成

1.2.3 轻钢结构体系的特点

1.3 轻钢结构体系国内外研究现状

1.3.1 构件竖向承载力的研究

1.3.2 组合墙体的研究

1.3.3 结构体系的研究

1.4 本课题的主要研究内容

2 轻钢龙骨整体结构简化分析

2.1 概述

2.2 轻钢龙骨复合墙体模型简化

2.3 轻钢龙骨结构体系模型简化

2.3.1 整体结构简化建模分析步骤

2.3.2 地震反应分析方法

2.3.3 单元选取

2.3.4 轴力塑性铰的定义

2.3.5 地震波及分析参数选取

2.4 有限元简化模型验证

2.4.1 复合墙体简化分析对比

2.4.2 轻钢龙骨结构房屋地震作用简化分析

2.5 本章小结

3 不同支撑形式的加劲轻钢龙骨墙体结构体系抗震性能分析

3.1 概述

3.2 建立轻钢龙骨结构模型

3.2.1 墙体支撑方案的确定

3.2.2 结构模型的建立

3.2.3 结构荷载取值和边界条件定义

3.2.4 地震波的选取及加载工况的定义

3.3 三层加劲轻钢龙骨组合墙体结构体系抗震性能分析

3.3.1 模态分析

3.3.2 时程分析

3.4 本章小结

4 多层加劲轻钢龙骨住宅抗震性能分析

4.1 概述

4.2 模型的建立

4.3 基本动力特性分析

4.4 结构体系时程分析

4.4.1 结构的加速度响应分析

4.4.2 结构的位移响应分析

4.4.3 结构层间侧移分析

4.5 地震作用下结构竖向承载性能分析

4.6 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 创新点

5.3 展望

参考文献

致谢