密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)非線性數(shù)值模型研究與地震能量反應(yīng)分析.pdf

1、密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)是一種耗能減震型建筑結(jié)構(gòu)新體系，其研究始于二十世紀(jì)九十年代初，經(jīng)過(guò)近二十年的不斷創(chuàng)新和完善，目前已在理論研究和工程應(yīng)用方面取得了較好的階段性成果。本文在前期試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)之上，結(jié)合密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)自身構(gòu)成特點(diǎn)，建立了合理有效的數(shù)值分析模型，采用有限元模擬和理論分析相結(jié)合的方法，對(duì)密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)的地震位移響應(yīng)特性與能量反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行了分析和探討，提出了該結(jié)構(gòu)體系基于能量的抗震設(shè)計(jì)實(shí)用方法，為密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究與應(yīng)用奠定了

2、基礎(chǔ)。主要研究工作如下：
　　1密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)的非線性數(shù)值分析模型研究
　　綜合分析密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)的構(gòu)成特點(diǎn)和受力變形特性，基于通用有限元分析軟件MSC.MARC，應(yīng)用纖維梁及分層殼理論，采取自定義材料子程序模型，合理考慮界面連接要求，本文研究開發(fā)了密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)復(fù)雜受力狀態(tài)下的精細(xì)化非線性有限元分析模型，并基于課題組前期的系列試驗(yàn)研究進(jìn)行了有效性檢驗(yàn)。本文模型采用了相對(duì)精確的材料本構(gòu)、更加合理的單元類型和簡(jiǎn)單有效的界面處理

3、關(guān)系，相比現(xiàn)有數(shù)值分析模型，具有更好的計(jì)算適用性和更高的計(jì)算精確度，可以用于地震等往復(fù)荷載作用下密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)受力與變形性能的計(jì)算模擬和分析，為準(zhǔn)確分析該結(jié)構(gòu)體系的彈塑性地震響應(yīng)提供了保證。
　　2密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)的地震位移響應(yīng)分析研究
　　傳統(tǒng)靜力彈塑性分析方法的固定側(cè)移模式和基本振型控制的兩大假定，使其無(wú)法應(yīng)用于高階振型反應(yīng)影響顯著的高層建筑結(jié)構(gòu)。模態(tài)靜力彈塑性分析方法通過(guò)多振型的推覆分析及其組合，解決了傳統(tǒng)靜力彈塑性分析

4、方法不能用于高層建筑結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。本文將模態(tài)靜力彈塑性分析方法應(yīng)用于小高層密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)的地震位移響應(yīng)分析，并引入基于多點(diǎn)位移控制的推覆分析算法實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定性和收斂性相對(duì)更好的位移控制計(jì)算。通過(guò)兩個(gè)12層算例分別在小震、中震和大震時(shí)各10條地震波下的時(shí)程分析，驗(yàn)證了模態(tài)靜力彈塑性分析方法在密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)地震位移響應(yīng)分析中的適用性，得到了該類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形需求計(jì)算方法。
　　3密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)的地震能量反應(yīng)分析研究
　　以整體系數(shù)為

5、研究變量，基于本文建立的非線性數(shù)值分析模型進(jìn)行了地震作用下密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)能量反應(yīng)規(guī)律的分析與探討，完成了大震時(shí)10條地震波下的150個(gè)密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)彈塑性時(shí)程分析，重點(diǎn)研究了地震輸入能量及總滯回耗能需求的確定、滯回耗能需求的分配與分布等計(jì)算方法，從而實(shí)現(xiàn)了各構(gòu)件耗能需求的求解，即采用MPA方法計(jì)算結(jié)構(gòu)總地震輸入能量和總滯回耗能，采用本文基于時(shí)程分析結(jié)果擬合得出的公式計(jì)算滯回耗能按構(gòu)件類型和樓層的分配，采用MPA方法確定同一樓層同一類構(gòu)件

6、水平方向上的耗能分布。
　　4密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)的基于能量實(shí)用設(shè)計(jì)方法研究
　　基于砌塊與界面現(xiàn)有損傷機(jī)理研究尚不充分的現(xiàn)實(shí)和其總體耗能比例相對(duì)較小的分析結(jié)論，本文將其耗能能力作為安全儲(chǔ)備并利用Park-Ang損傷模型和構(gòu)件能力設(shè)計(jì)理論，解決了變形與耗能需求難以應(yīng)用于密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的難題。綜合本文取得的研究成果，提出了密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)基于能量抗震設(shè)計(jì)方法的實(shí)施步驟，具體包括：密肋復(fù)合板結(jié)構(gòu)承載力設(shè)計(jì)；構(gòu)件變形與耗能需求計(jì)算