1、分类号: 密级: U D C: 编号: 学 位 论 文基于地震扭转分量作用下梁式转换层结构的弹塑性时程分析董苗指导教师姓名: 徐东强 教 授 河北工业大学申请学位级别: 硕 士 学科、专业名称: 建筑与土木论文提交日期: 2013 年 11 月 论文答辩日期: 2013 年 12 月 学位授予单位: 河北工业大学答辩委员会主席: 评 阅 人: 2013 年 11 月Dissertation Submitted toHebei University of TechnologyforThe Master Degree of Architecture and Civil EngineeringELA
2、STIC-PLASTIC ANALYSIS OF TRANSFER FLOOR STRUETURE WHEN CONSEDERING THE TORSIONAL COMPONENT OF EARTHQUAKEbyDong MiaoSupervisor: Prof. Xu DongqiangNovember 2013i原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本学位论
3、文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名: 日期:关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名: 日期:导 师 签 名: 日期:i基于
4、地震扭转分量作用下梁式转换层结构的弹塑性时程分析摘 要目前有很多的高层建筑在上部设置为小开间住宅,下部为大开间的办公和商务场所,这种建筑竖向功能的划分使得下部楼层竖向结构体系或形式与上部楼层差异较大,这时就需要布置水平转换构件用来转换结构形式,即结构转换层。但是由于目前关于转换层的高层建筑结构的研究分析缺少一套完善的方案,因此研究转换层建筑结构的特点,提出合理的分析方法以及对转换层的动力特性和在地震作用下的影响规律等方面,有着重要的实际意义。那么本文就围绕地震扭转分量和梁式转换层结构这两个主题展开分析。文中利用 ANSYS 有限元分析软件建立梁式转换层结构和普通框架结构,并进行单向、双向、双向
5、及扭转地震作用下的弹塑性时程反应分析,分析对比地震作用下两种结构的动力特性和地震响应,得到以下主要结论:1.梁式转换层结构和普通框架结构的自振周期变化趋势大体相同,转换层结构由于存在不落地柱前三阶自振周期比普通框架结构要大。2.转换层结构在多维地震作用下与单向地震作用下相比,结构的平动反应增大,整体扭转反应变大,各位置处柱的内力以及滞回曲线表现出不同的趋势。3.地震动扭转分量对结构平动反应的影响很小,但对结构扭转反应影响却很显著。并且转换层结构的地震反应比普通框架结构有很明显的增大。无论哪种地震波,转换层的层间位移最大,层间位移角也是最大的。关键词:地震动扭转分量,梁式转换层结构,弹塑性时程分
6、析,抗震基于地震扭转分量作用下梁式转换层结构的弹塑性时程分析iiELASTIC-PLASTIC ANALYSIS ANALYSIS OF TRANSFER FLOOR STRUETURE WHEN CONSEDERING THE TORSIONAL COMPONENT OF EARTHQUAKEABSTRACTThere are a lot of tall buildings in the upper set to small residence, lower for offices and business places of big width room. The buildings fu
7、nction vertical, making the lower floors of the vertical structure or form and the upper floors difference is different. Then we need to decorate level conversion components are used to convert structure, namely the structure transformation layer. But the current study of transfer floor structure an
8、alysis lack of a perfect plan. So it has an important practical significance that analyzing the transfer floor structure ,raising reasonable analysis method, putting forward influence rules that dynamic characteristics of transition layer buildings under of seismic action.In this paper , author esta
9、blishing two structures, a transfer floor structure and a common frame structure, by using ANSYS finite element analysis software , analysis the elastic-plastic time history analysis on the structure under unidirectional, bi-directional seismic function, bidirectional and bi-directional torsional se
10、ismic function, and compare some of properties of the dynamic characteristics and seismic response of the transfer floor structure and the common frame structure under seismic function. Get the following main conclusion.1. Beam transformation layer structure and the ordinary frame structure have app
11、roximately the same change trend of vibration period. Because of some columns not falling to the ground, vibration cycle in the first three order of transfer floor structure is bigger than ordinary frame structure.2. The transfer floor structures translation reaction and torsional response under mul
12、tidimensional seismic function is bigger than under unidirectional seismic function. The internal force and hysteresis curve of the column in different position are different.3. The influence of the seismic torsional on the structural translation reaction is very small.But the effect of structural t
13、orsional response is very significant. And, the seismic response of asymmetrical connected structure is obviously bigger than symmetrical connected structure. No matter which kinds of seismic waves, the 河北工业大学硕士学位论文iiitransformation layer has the biggest displacement between layers,and the interlaye
14、r displacement angle is also the biggest. KEY WORDS: rotational components, transfer floor structure, elastic-plastic time history analysis, seismic behavior基于地震扭转分量作用下梁式转换层结构的弹塑性时程分析iv目 录第一章 绪论 .11.1 引言 .11.2 转换层结构的概述 .41.2.1 转换层结构的研究现状 .41.2.2 转换层结构的分类 .61.2.3 转换层的结构形式及特点 .61.2.4 转换层的布置原则 .91.3 本文
15、的主要工作 .10第二章 地震动扭转分 量 .122.1 引起结构扭转效应的因素 .122.2 地震扭转分量 .122.2.1 地震动扭转分量的弹性波理论 .122.2.2 地震动扭转分量的计算公式推导 .142.3 地震动扭转分量的时程 .172.3.1 地震动转动模型 .172.3.2 地震动扭转分量的 合成 .182.4 地震波的选取 .212.4.1 地震波三要素 .212.4.2 求解方法 .222.5 本章小结 .22第三章 钢筋混凝土连体结构分析方法与有限元模型 .233.1 结构地震反应分析 .233.1.1 静力分析法 .233.1.2 底部剪力法 .233.1.3 阵型分解反应谱法 .253.1.4 时程分析法 .273.1 结构地震反应分析 .233.2 有限元模型 .273.2.1 单元本构模型 .293.2.2 模型单元的选取 .303.2.3 地震波输入 .313.3 结构阻尼常数的确定 .313.4 本章小结 .32第四章 梁式转换层结构抗震性能的分析与比较 .334.1 计算模型概述 .334.2 结构的模态分析 .344.3 结构的地震 响应 .374.3.1 结构的平动分析 .374.3.2 结构的扭转反应分析 .464.3.3 结构的内力分析 .484.3.4 滞回曲线分析 .534.4 本文小结 .56