钢筋混凝土平面框架结构的非线性动力分析-防灾减灾及防护工程专业论文.docxVIP

北京交通大学硕士研究生学位论文 摘要 摘要 钢筋混凝土结构在地震荷载作用下进入非线性，其内力及变形可能达到极限 承载能力丽遭受破坏乃至整体倒塌。为防止上述情况的发生，对钢筋混凝土结构 的非线性地震反应分析就变得非常重要。这方面也成为当前地震工程界的研究热 点之一。本文循着从截面一构件(单元)一结构这样一条路径对钢筋混凝土平面 框架结构的非线性动力分析进行了比较全面而深入的探讨。论文主要包括以下几 个部分： 首先以截面分析为目的，用数值分析方法推导了单元截面的弯矩一曲率全曲 线；以钢筋混凝土构件纯弯试验曲线为依据，将弯矩一曲率曲线分成从混凝土开 裂——受拉钢筋屈服——受压区边缘混凝土破坏的三段折线，推导了当截面为双 向配筋的矩形截面时弯矩一曲率三线型曲线上三个特征点：截面开裂点(J=Iz0垂。。)， 受拉钢筋屈服点(My，妒，)以及截面受??边缘混凝土压碎时的破坏点(^矗，咖。)的计算 公式。 其次分析了构件在反复荷载作用下恢复力滞回曲线上刚度退化、强度退化及 捏拢现象的机理，在比较分析各种用于地震分析的恢复力模型的基础上确定采用 以四线型弯矩一曲率曲线为骨架曲线的Takeda恢复力模型，并详细规定了每阶段 的加卸载准则。 然后研究了钢筋混凝土平面框架结构非线性地震反应分析中的重要环节—— 结构运动方程的建立蛆及结构动力计算的数值积分方法，并确定用Wilson．0法求 解结构非线性运动方程。 在完成了对截面的非线性全过程分析之后，又进一步研究了单元和结构的非 线性性能，并且根据简单串联模型的原理，推导了一般非线性单元的刚度矩阵， 并且导出了弯矩一曲率关系为三线型时单元的刚度矩阵：采用时间增量步法和不 平衡力法给出了结构非线性分析时恢复力模型上各刚度拐点的详细处理过程。 最后在前面理论研究的基础上，编制了相应的钢筋混凝土平面框架结构非线 性动力分析程序，并且通过多个算例检验了理论研究和计算机程序的可靠性。 关键词；钢筋混凝土结构恢复力模型非线性动力分析 串联模型刚度矩阵  北京交通大学碗土研究生学位论文 Abstract Abstract Under great earthquake，reinforced concrete structures may go into nonlinear phase．Their constituent members may defornl beyond their endurable limit．．which will lcad to the destroying even the collapse of whole structures．It is important to intensify the research of nonlinear analysis of reinforced concrete structures for the sake of avoiding such cases．Following the difierent 1evel from section to member and from member to structure．this mesis deals comprehensively and intensively with the nonlinear dynamic analysis of two dimensional reinforeed concrete structures．The main content iS as follows： Firstly,for the purpose of section analysis，the formulations for three characteristic points on moment．curvature curve of typical rectangular section are deterufined．The three characteristic points involve the cracking point(Mer，咖cr)，the yielding point(My， 毋，)and the ultimate point(Mu，cu)． Secondly,the principle of the hysteretic curves is analyzed．This thesis deals with the rules of Takeda hysteretic model in detail．using three linear moment—curvature curve as skeleton CHIVe． Thirdly,the key step for non