摘要：
隨著社會國民經濟的發展,由于綠色環保,高強,高延性,便于標準化加工和現場安裝等特性,鋼結構在建筑業中得到了廣泛的應用,常被用于復雜結構,大跨空間結構,超限高層建筑結構等建筑功能復雜,結構安全要求高的公共建筑工程中。本論文研究對象為處于8度(0。30g)抗震設防地區,依山就勢建造的高層鋼結構不規則公共建筑,結構不規則性及復雜程度均屬少見,對其抗震性能開展研究具有理論和工程實踐意義。 論文以ANSYS及MIDAS/Gen軟件為基礎ansys時程分析三向地震波輸入,進行了大量的分析研究,具體工作如下: (1)對鋼結構彈塑性分析的研究現狀進行了闡述。 (2)本文基于MIDAS/Gen所建立模型和現有的轉換軟件"。exe",設計了優化改良后的轉換方法。此外,本文亦使用Excel VBA語言完成了后續的荷載施加,分析求解及后處理近3萬行相關命令流的編寫,從而大幅減小了工作量,并減少了錯誤的發生。 (3)根據工程實際情況,分別采用,和單元模擬結構的梁柱構件,混凝土樓板及板內配筋,完成了與實際工程情況相符的ANSYS有限元復雜模型的建立。 (4)在MIDAS/Gen軟件中輸入99條地震波進行反應譜及彈性時程分析,從中篩選出15條滿足《建筑抗震設計規范》5。
1。2條規定的地震波;由于時間限制ansys時程分析三向地震波輸入,在ANSYS中對結構模型進行了3條地震波(2條天然波+l條人工波)作用下的模態及動力彈塑性時程分析。 論文主要成果如下: (1)近年來鋼結構的研究主要集中于兩方面:①對原有理論方法的完善和改進,并提出新的,簡便使用的求解方式;1②對特殊工程進行彈塑性分析研究,尋求對工程的優化方法。 (2)對現有的模型轉換軟件""所得的模型文件進行優化及二次開發,使用Excel VBA及APDL語言編寫出優化后的可將MIDAS/Gen模型向ANSYS模型轉換的轉換接口程序,該方法可更好的人為控制模型的轉換精度,大幅度減少了建模工作量,并有較高的準確度。 (3)通過對大震及小震下的時程分析結果表明:①在小震下結構彈性響應最大的地震波不一定在大震下的彈塑性分析時最大;②在小震和大震作用下,結構頂層加速度最大值相較于所輸入的地震加速度峰值的放大倍數分別約為3-5倍和2倍不等;挑檐邊角處的放大倍數可達5。8倍和3。6倍;③在結構進入彈塑性后,連接樓板的梁單元除承受彎矩外,還會承受一定的水平剪力和扭矩,且開洞位置邊緣處的樓板會出現局部塑性區,說明結構在大震下并不符合剛性樓板假定。
(4)根據分析結果可判定:①鋼結構設計中也應避免短柱的存在;②在大震下,結構所承受的柱底反力平均為小震下的2-3倍,與支撐相連的柱底節點還會承受高達2萬多千牛的拉力,故對位于巖石地基上與本工程相似的結構,在設計大直徑人工挖孔樁基礎時,除應考慮其豎向抗壓承載力外,還應充分考慮其在罕遇地震下的抗剪,抗拔承載力;③個別線剛度較小的豎向構件會在低階出現局部振動的現象,且結構的12層為相對薄弱部位,故對此類構件均應適當增加其安全儲備。
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