基于OpenSees的钢筋混凝土平面框架抗连续倒塌能力及可靠度分析
发布时间：2023-06-05 19:49
所谓连续倒塌破坏,就是结构在偶然荷载作用下发生主要支撑构件失效进而引起局部倒塌或者整体倒塌的破坏。本文采用非线性静力Pushdown方法对移除柱后的钢筋混凝土平面框架进行抗连续倒塌能力分析,并在此基础提出一种新的计算框架结构可靠度的方法。(1)本文通过OpenSees有限元软件分别从约束梁、单层平面框架和多层平面框架三个层次上对结构的拟静力试验进行模拟,验证OpenSees有限元模型对于压拱机制、转换机制以及悬链线机制模拟的可靠性。(2)以4跨钢筋混凝土平面框架为研究对象,对比了不同楼层层数、不同拆柱楼层、不同拆柱平面位置、不同楼层层高以及不同的边跨跨数的框架结构的Pushdown曲线及框架梁轴力曲线,探讨了不同参数对压拱机制及悬链线机制阶段的承载力的影响。实际上,移柱上方楼层层数以及侧向刚度的改变是造成框架结构抗连续倒塌能力的关键。(3)通过对抗连续倒塌过程中框架梁的轴力进行分析,研究移柱后框架结构在压拱机制、悬链线机制阶段的受力机理,阐明了移柱后框架结构的空腹梁效应的机理及作用。紧挨移柱上层的框架梁是整个损伤结构的重要构件。(4)在OpenSees有限元数值模拟的基础上,基于承载力...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题的背景
1.2 国内外典型连续倒塌事件
1.2.1 国外典型倒塌事件
1.2.2 国内典型倒塌事件
1.3国内外研究现状
1.3.1 试验研究现状
1.3.2 理论及数值模拟研究
1.3.3 小结
1.4抗连续倒塌规范的规定
1.4.1 《建筑和其他结构最小设计荷载》(ASCE7-2005)
1.4.2 《建筑规范对结构混凝土的要求》(ACI318-08)
1.4.3 《建筑结构防止连续倒塌设计》(UFC4-023-03)
1.4.4 美国公共事务管理局指南(GSA2003)
1.4.5 小结
1.5本章小结
第二章 OpenSees模型建立及验证
2.1 OpenSees有限元程序简介
2.2 OpenSees有限元模型建立
2.2.1 混凝土本构模型及参数确定
2.2.2 钢筋本构模型及参数确定
2.2.3 截面模型
2.2.4 单元模型
2.3 OpenSees有限元模型试验验证
2.3.1 梁构件试验验证
2.3.2 单层框架试验验证
2.3.3 多层框架试验验证
2.4 本章小结
第三章 钢筋混凝土平面框架连续倒塌分析
3.1 设计模型
3.2 非线性静力Pushdown分析
3.3 构件失效准则
3.3.1 构件失效准则的设定
3.3.2 构件失效准则合理性验证
3.4 结构参数对结构抗倒塌承载力的影响
3.4.1 楼层层数对结构抗倒塌承载力的影响
3.4.2 拆除不同楼层中柱对结构抗倒塌承载力的影响
3.4.3 拆除不同平面位置柱对结构抗倒塌承载力的影响
3.4.4 楼层层高对结构抗倒塌承载力的影响
3.4.5 侧向跨数对结构承载力的影响
3.5 连续倒塌机制分析
3.5.1 压拱机制
3.5.2 悬链线机制
3.5.3 空腹梁作用
3.6 本章小结
第四章 损伤结构可靠度分析
4.1 引言
4.2 结构体系失效模式
4.2.1 串联体系
4.2.2 并联体系
4.2.3 串并联混合体系
4.2.4 失效模式确定
4.3 结构体系可靠度计算方法
4.3.1 基本假定
4.3.2 Monte-Carlo模拟方法
4.3.3 功能函数的建立
4.3.4 承载力放大系数
4.3.5 相关性假定
4.4 随机变量及荷载效应组合
4.4.1 抗力随机变量的分布
4.4.2 荷载随机变量的分布
4.4.3 荷载效应组合
4.5 损伤结构条件失效概率
4.5.1 不同楼层层数框架结构
4.5.2 不同楼层位置框架结构
4.5.3 不同平面位置框架结构
4.5.4 不同楼层层高框架结构
4.5.5 不同侧向跨数框架结构
4.6本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)
本文编号：3831938
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题的背景
1.2 国内外典型连续倒塌事件
1.2.1 国外典型倒塌事件
1.2.2 国内典型倒塌事件
1.3国内外研究现状
1.3.1 试验研究现状
1.3.2 理论及数值模拟研究
1.3.3 小结
1.4抗连续倒塌规范的规定
1.4.1 《建筑和其他结构最小设计荷载》(ASCE7-2005)
1.4.2 《建筑规范对结构混凝土的要求》(ACI318-08)
1.4.3 《建筑结构防止连续倒塌设计》(UFC4-023-03)
1.4.4 美国公共事务管理局指南(GSA2003)
1.4.5 小结
1.5本章小结
第二章 OpenSees模型建立及验证
2.1 OpenSees有限元程序简介
2.2 OpenSees有限元模型建立
2.2.1 混凝土本构模型及参数确定
2.2.2 钢筋本构模型及参数确定
2.2.3 截面模型
2.2.4 单元模型
2.3 OpenSees有限元模型试验验证
2.3.1 梁构件试验验证
2.3.2 单层框架试验验证
2.3.3 多层框架试验验证
2.4 本章小结
第三章 钢筋混凝土平面框架连续倒塌分析
3.1 设计模型
3.2 非线性静力Pushdown分析
3.3 构件失效准则
3.3.1 构件失效准则的设定
3.3.2 构件失效准则合理性验证
3.4 结构参数对结构抗倒塌承载力的影响
3.4.1 楼层层数对结构抗倒塌承载力的影响
3.4.2 拆除不同楼层中柱对结构抗倒塌承载力的影响
3.4.3 拆除不同平面位置柱对结构抗倒塌承载力的影响
3.4.4 楼层层高对结构抗倒塌承载力的影响
3.4.5 侧向跨数对结构承载力的影响
3.5 连续倒塌机制分析
3.5.1 压拱机制
3.5.2 悬链线机制
3.5.3 空腹梁作用
3.6 本章小结
第四章 损伤结构可靠度分析
4.1 引言
4.2 结构体系失效模式
4.2.1 串联体系
4.2.2 并联体系
4.2.3 串并联混合体系
4.2.4 失效模式确定
4.3 结构体系可靠度计算方法
4.3.1 基本假定
4.3.2 Monte-Carlo模拟方法
4.3.3 功能函数的建立
4.3.4 承载力放大系数
4.3.5 相关性假定
4.4 随机变量及荷载效应组合
4.4.1 抗力随机变量的分布
4.4.2 荷载随机变量的分布
4.4.3 荷载效应组合
4.5 损伤结构条件失效概率
4.5.1 不同楼层层数框架结构
4.5.2 不同楼层位置框架结构
4.5.3 不同平面位置框架结构
4.5.4 不同楼层层高框架结构
4.5.5 不同侧向跨数框架结构
4.6本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)
本文编号：3831938
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3831938.html