钢 混凝土组合空腹板架自振特性和地震响应理论研究-结构工程专业论文.docxVIP

贵州大学硕士学位论文 钢-混凝土组合空腹板架自振特性和地震响应理论研究  PAGE 9 3.3.2 竖向地震作用的反应谱曲线50 3.3.3 分析算例选择 51 3.3.4 谱分析参与组合的振型数51 3.3.5 竖向地震作用的荷载组合效应52 3.3.6 竖向地震作用的结构构件内力特征及分布56 3.4 静力法分析 70 3.5 小结72 第四章 抗震设计73 4.1 引言73 4.2 大跨度结构抗震分析方法及原理 73 4.2.1 静力法 73 4.2.2 振型分解反应谱法 74 4.2.3 时程分析法 74 4.3 钢-混凝土组合空腹板架结构抗震设计74 4.3.1 基本规定 75 4.3.2 概念设计 75 4.3.3 计算设计 78 4.3.4 节点设计 78 4.4 小结81 第五章 结论与展望82 5.1 结论82 5.1.1 组合空腹板架结构的自振特性 82 5.1.2 组合空腹板架结构的地震作用响应 82 5.1.3 组合空腹板架结构的抗震设计 83 5.2 展望84 致谢86 主要参考文献88 附录 1 组合空腹板架结构建模程序 91 附录 2 连续化方法计算组合空腹板架结构第一频率程序 94 附录 3 能量法计算组合空腹板架结构第一频率程序 96 附录 4 在校期间在省级以上刊物或学术会议上公开发表的论文 97 原创性声明及关于学位论文使用授权声明 98  摘 要 钢-混凝土组合空腹板架结构是一种较新型的组合结构形式，迄今，对其的 研究主要在静力及线弹性范畴。诚然，静力问题研究是结构分析的主要方面，但 有时动力作用却是引起的结构破坏的重要原因。因此，研究该结构的动力特性和 动力响应是十分必要的。 本文结合现行规范要求，采用理论分析和数值模拟研究方法，详细研究了钢 -混凝土组合空腹板架结构的自振特性和地震响应。主要取得了以下研究成果： 1、基于拟夹层板的连续化分析，系统推导了组合空腹板架结构的自由振动 微分方程，并设定位移函数，推导出求解四边简支的矩形结构自振频率的代数方 程。通过增加对比算法（能量法、有限元法）计算结构自振频率，参照工程原位 试验数据对比分析，验证得出连续化、能量法因采用表征竖向位移的近似函数以 及有限元模型精度不足，致使总体精度较低，工程应用时，可采用精度相对较高 的有限元法计算结构自振频率； 2、基于正交试验设计的数学模型，对结构自振特性的影响因素深入研究， 采用有限元法计算各试验的自振频率，通过数理统计分析，获得影响结构自振特 性的主要因素依次是跨度、剪力键高度和网格尺寸。 3、考虑构件截面设计采用最不利荷载组合的思想，采用振型分解反应谱法 详细分析结构竖向地震作用下的荷载组合效应，并与相应荷载基本组合效应比 较，验证得出当活荷载较大（≥4kN/㎡）时，结构竖向地震作用下的荷载组合效 应对截面设计不起起控制作用，截面设计时，可仅考虑结构荷载基本组合的效应。 4、采用振型分解反应谱法分析竖向地震作用下结构组成构件（钢肋、剪力 键、混凝土板）的受力特征以及分布，可定性判定剪力键为受剪构件、钢肋为拉 弯或压弯构件、混凝土板为受弯构件，为结构的抗震设计及构造提供依据 5、结合规范对大跨度结构的竖向地震作用计算要求，与采用振型分解反应 谱法计算的竖向地震作用标准值进行详细比较，认为对重要的组合空腹板架结 构，尚应补充振型分解反应谱法计算，较为安全。 根据结构自振特性和地震响应研究成果，从概念设计、计算设计和节点设计 三个层次系统归纳了钢-混凝土组合空腹板架结构设计方法，对结构的抗震设计 以及应用有一定参考价值。 关键词：组合结构；空腹板架结构；自振；地震响应；抗震；设计  ABSTRACT The steel-concrete composite open-web floor structure is a relatively new type of composite structure. so far, the research on it mainly concerns the static and linear elastic areas. Indeed, the structural static problem is the main aspect of the structural analysis, but sometimes the seismic action is the important reason for the structural failure. Thus, it is very necessary for the steel-concrete composite open-web fl