性能化设计建筑抗震论文提纲

论文题目：钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构抗震性能分析和设计方法研究

摘要：随着经济社会的发展和科学技术水平的提高,超高层建筑的高度不断突破,超高层建筑的结构形式不尽相同,但在不同结构体系的超高层结构分析中,抗震性能的研究成为一项必要课题,通过合理的性能化设计目标,辅以适当的抗震构造措施使得结构达到性能化设计的要求,保证结构体系在地震作用下的安全性。本文以超高层矩形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构（大连再生资源交易所项目）为研究对象,依据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）及超限高层建筑工程审查的相关要求,合理设定结构体系的抗震性能目标,对该混合结构进行了抗震性能及结构设计方法的研究,主要工作如下:1.采用PKPM及ETABS两种不同的软件对矩形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构进行地震作用计算分析,得到结构在振型分解反应谱下的计算结果。再通过选取合适的地震波对混合结构体系进行弹性时程分析,对混合结构体系在地震作用下的反应进行包络设计。基于上述分析结果,对该混合结构采用防屈曲支撑进行减震耗能设计,保证结构在地震作用下的延性。2.采用ANSYS软件对该混合结构中的转换层关键节点进行有限元分析,保证节点承载力及弹性工作状态。在分析中为保证结构体系的安全性,仅考虑钢构件部分而忽略混凝土作用建立分析模型,分析结果表明该转换梁节点满足设防地震弹性的抗震性能目标要求。3.采用中国建筑科学研究院编制的高层建筑结构弹塑性分析程序EPDA/PUSH对该混合结构体系进行地震作用下的推覆分析,将弹性的CQC地震力分别施加在X和Y两方向,采用弧长增量法求解非线性方程组。分析结果表明结构在大震作用下能力曲线能够穿越需求谱曲线,表明该混合结构体系在大震作用下是安全的,能够实现抗震性能目标。同时结合弹塑性分析结果对该混合结构的薄弱部位采取一定的抗震措施进行适当加强,为同类项目的抗震设计提供依据和参考。4.采用PERFORM-3D三维结构非线性分析与性能评估软件对该混合结构进行弹塑性时程分析,将地震波按持续时长施加到结构体系中,通过逐步积分法求出结构弹塑性反应,计算得到结构体系的能量耗散分布、屈服耗能机制及塑性铰分布,评估了该超高层结构体系的抗震性能。

关键词：超高层结构;性能目标;抗震计算;弹性时程分析;弹塑性时程分析

学科专业：建筑与土木工程（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 超高层混合结构抗震性能研究

1.2.2 超高层混合结构抗震设计方法

1.3 本文研究主要内容

2 超高层混合结构抗震性能研究理论基础

2.1 结构形式及分析方法

2.1.1 钢-混凝土混合结构

2.1.2 弹塑性分析

2.2 框架—核心筒结构受力特点

2.3 我国现行规范的抗震设计方法

3 背景工程基本设计参数

3.1 工程概况

3.2 结构材料及平面布置

3.3 结构超限类型及不规则分析

3.4 性能目标及分析方法

4 地震作用下静力弹性及不屈服计算分析

4.1 小震弹性分析

4.1.1 结构模型的建立

4.1.2 模型计算结果

4.2 中震抗剪弹性分析

4.3 中震不屈服验算

4.3.1 墙肢及框架柱中震不屈服偏拉、偏压承载力验算

4.3.2 中震抗剪不屈服验算

4.3.3 中震不屈服验算结论

4.4 大震下主要墙肢受剪截面控制条件验算

4.5 本章小结

5 静力弹塑性分析

5.1 计算程序及结构分析模型

5.2 机构材料模型

5.3 罕遇地震下Push-over分析结果及抗震性能评价

5.3.1 Push-over分析结果

5.3.2 结构抗震性能评估

5.4 结论

6 弹性时程分析和动力弹塑性分析

6.1 地震波的选取

6.2 弹性时程分析

6.3 动力弹塑性分析模型建立

6.3.1 混凝土本构关系

6.3.2 钢材模型

6.3.3 分析模型

6.3.4 钢筋混凝土剪力墙

6.3.5 框架梁、连梁

6.3.6 框架柱、斜柱

6.3.7 结构大震性能目标选取

6.4 动力弹塑性分析结果

6.4.1 模型校核

6.4.2 结构整体反应结果

6.4.3 构件抗震性能评估

6.5 关键构件动力弹塑性抗震承载力验算

6.6 本章总结

7 静力弹塑性分析与动力弹塑性分析比较

7.1 基底剪力

7.2 层间位移角

7.3 结构塑性变形

8 不规则项方案的优化及关键节点有限元分析

8.1 防屈曲支撑设计及优化

8.1.1 防屈曲支撑

8.1.2 防屈曲支撑布置

8.2 改善设备层计算刚度比

8.3 穿层柱中震弹性验算

8.4 ANSYS转换节点抗震性能计算分析

8.4.1 节点选取

8.4.2 有限元模型

8.4.3 荷载工况

8.4.4 分析结果

8.4.5 结论

8.5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢