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北京交通大学毕业设计（论文）钢筋混凝土结构抗震性能分析摘要：探讨矩形方钢管混凝土结构（CFRT）抗震性能，矩形方钢管混凝土梁柱组成的十层框架在进行。这结果表明，弹塑性分析是敏感的水平荷载模式，至少有两个划清弹性力分布负荷曲线图的使用被推荐，至少使用约束惯性力分布的两个荷载形式 。由Han的公式或者由USC-RC软件计算出的钢筋混凝土表面的M-和N-M曲线适合于今后的钢筋混凝土推动实验，P -效应非常影响MRF的抗震性能，这个效应应该在今后的MRF抗震性能分析中考虑，此外，三种钢筋混凝土结构来分析对比矩形方钢管混凝土结构和钢筋混凝土结构的抗震性能。结果说明方钢管混凝土的延展性和抗震性能优于钢筋混凝土。所以，方钢管混凝土推荐使用在地震区域。关键词：混凝土矩形钢管，推进 - 在分析能力曲线; 钢筋混凝土导言在过去的二十年，静定的推动程序由很多作者如Saiidi和Sozen,Fajfar,Gaspersic,Bracci展示和发展。这个方面 还被描述和推荐来评估现存建筑的地震修复设计的工具。这个实验的目的是估算在一定的地震的静定弹力分析中由评价它的长度，变形和通过对比这些性能来评价一个结构系统的表现.推动分析基本上是一个非线性的静定分析，由假设在一个顶点处施加一个侧面荷载，从零到最终的倒塌的侧面荷载。分析中重力荷载为常数。这个分析早评价下列结构性能上非常有用1作为最高的与剪切位移图的基础代表结构的能力; 2）最大旋转和关键成员的韧性; 3）在最终的负荷分配的塑性铰;和4）在forlTl或中心损害指标表示了最大负载.尽管挤压分析钢筋混凝土汇报局）的结构和刚结构如损伤分布已由许多研究人员和设计师在接手进行具体分析，目前在文献报道中对挤压实体的钢结构的分析很少有报道的。 在结构上的实际应用中钢管混凝土得到越来越广泛的应用。这在一定程度上是由于它们出色的抗地震性能如高强度，高韧性，大量吸收能量的能力5。目前，这些结构的理论分析的重点是钢管混凝土静态的性能，到了钢管混凝土结构的地震响应很少被研究的地步。一些关于钢管混凝土结构抗震性能的研究，但是，被记录在文献上。钢管混凝土结构弹塑性时间变化曲线图分析已经由Ll et a1研究了6。他们的研究结果表明，结构在强烈地震荷载下没有一个无法弥补的损害，这表明钢管混凝土结构在地震性能上胜出。4种5层由钢管混凝土和钢筋混凝土组成的结构的抗震性能进行了研究7。SAP2000程序用来计算结构地震响应的时间关系曲线。分析了钢管混凝土和钢筋混凝土的动态性能和地震响应。作者得出结论认为，钢管混凝土结构抗震性能相比之下优于钢筋混凝土。一个两跨三层的钢管混凝土设计的实验研究由Li et a1在稳定荷载，循环荷载下进行8。以钢管混凝土样式实验为基础的一个非线性有限元分析的研究完成9。计算结果与实验结果一致，证明了一个钢管混凝土抗震设计的实用的方法。虽然在最近几年中许多研究员研究了钢管混凝土火焰结构的地震作用。不同的弹塑性分析方法的局限其合理性，适用性和效率。关于技工的模型，滞后的规格参数表，计算效率等方法需要改良，仍然需要进行更多的实验研究来检查这些分析方法的精确性。虽然就承载量而言，钢管混凝土矩形管柱不如钢管混凝土钢圆管柱，在其他的许多方面如：梁柱的连接构成，稳定性，防火性。因此他们越来越多的应用在世界上许多国家的高层建筑里。但是钢管混凝土矩形管柱的实际应用仍然受到限制，因为缺乏钢管混凝土矩形管柱的抗震性能的工程信息。为了调查在苛刻的地震作用下的地震响应，推倒一个十层钢管混凝土矩形管柱结构的实验在这报道中将实现和记录。1 受力分析一个由钢管混凝土矩形管柱和梁组成的十层的防火结构在研究中。矩形方钢管混凝土结构构件的平面图，正视图，横截面如图1中所示。SAP2000软件用来分析矩形方钢管混凝土结构。建筑物的楼层是100毫米深，在SAP2000中设计为壳体元素。结构构件的尺寸和物料性质见表1. 在SAP2000中矩形方钢管混凝土结构和钢梁设计为框架结构。1.1 铰链性能在框架结构形式中塑性铰通常地震作用下在两端梁柱单元组成。对于梁柱的基础，塑性铰大部分由单轴弯矩决定，但是对于柱基础，塑性铰大部分由轴向荷载，双向弯矩决定。因此，在推覆分析中塑性铰不同类型的应适用于梁和柱分开。在SAP2000，M3铰链是用来模拟单轴应力下的塑性铰。用户定义M3铰链适用于在这种模式下的钢梁。为了计算钢梁的圆括号里的时刻，采用下列的假设：1）古典双线性等向强化模型应用于代表应力 - 应变的钢梁受力行为；2）平面的部分保持平面。钢梁典型的M-曲线图见图2所示。同样，SAP2000用PMM铰链模拟塑性铰的轴向荷载和双向弯矩.用户定义PMM，因此适用于这种模式1的方钢管混凝土柱。方钢管混凝土柱的表面的M-曲线和N-M相互作用，用Han 10的公式和南加州大学遥控程序（南加州大学程序重新提出的遥控程序），为了对照。典型的方钢管混凝土柱N-M作用表面和M-曲线如图3所示。1.2 横向荷载模式 侧面负载模式为了代表地震惯性力分布，生产力布局的惯性将随地震的严重程度（即非弹性变形程度）和地震时间11。所以没有单一的负载模式可以捕捉地震的设计，本地的需求的变化时，在推倒试验中，两个横向荷载模式来弹回惯性力分布。一个是横向的倒三角形负载模式的基础计算的剪切方法，另一种是设计侧面负载模式计算使用SAP2000包括更高的模式影响。水平荷载的应用在X方向和Y方向在为调查整个结构抗震性能的目的转变。如东在Ref12中提到的，P -结果严重影响着无支撑框架的稳定性。因此，推倒分析解释或者不解释P -结果为了研究P -作用在矩形方钢管混凝土结构上的地震影响而进行。1.3 结果 在分析了推动的结果可以用来估计潜在的结构延性，以评估其抗侧力的能力，并查明故障构造.因此，这是如此重要的分析结果，推动了取得抗震性能的方钢管混凝土结构。 131负载变形的关系 作为由顶部与底部剪力位移图的代表结构的能力是非常有用在推动抗震性能曲线分析，在推动实验获得的性能如图4所示，从中我们可以发现from which we find that for the cases AccelX(Y) -Han P一AccelX(Y) -USC-RC-P一，EQX(Y) -Han-P一，EQX(Y)USC-RC-P一,and EQX(Y)-Han-p+the termination is caused by exceeding the target top displacement(16 m)m)，while for the cases AccelX(】，)Han-P+，AccelX( -USC-RC-P+，and EQX(】，)一USC，RCP最后结果由整个结构的塑性结构组成决定的。最初的刚度值和基础的剪切变形，用AccelX(Y)侧面荷载形式高于用EQX(Y)侧面荷载形式，因此可得结论，推动实验分析的结果与侧向应力的形式有关。此外，在X方向和Y方向的性能曲线趋势是相似的，如图4所示。所以，整个结构的地震性能可由这些情况的一种评价。如图4所示，性能曲线几乎相同在弹塑性区域尽管M-曲线和N-M相互配合的矩形方钢管混凝土结构的表面。屈服后刚度值对于用汉的公式计算出的M-和N-M曲线比USC-RC程序计算出的高，但是对照其他参数区别很小。图4也显示，在推动分析中，P -结果的结果是最后的基础剪力显著减少，同样，屈服后刚度值因同样的原因减少。因此可得结论，P -效应影响抗火时刻的地震效应，着效应应该用来分析矩形方钢管混凝土地震效应。 1.3.2 最终的层间分配在终止时刻的层间漂移的推覆分析显示在图5中. 这些数据在预测的方钢管混凝土结构的薄弱楼层上很有用.从图5中，我们观察到的第一到第三层间漂移明显高于其他楼层.因此，对钢管混凝土结构的薄弱部分应首先是这三个楼层。有必要加强他们在工程中的应用。1.3.3 塑性铰分布可以发现塑性铰分布在所有的推动分析案例中是相似的除了侧面荷载形式的变化，P -效应，M-和N-M矩形方钢管混凝土结构的表面和侧面荷载。图6说明逐步发生和对钢管混凝土火焰在不同性能水平的塑性变形程度对于EQX-USCRCP推动分析实验。塑性屈服首先发生在第一楼层柱零件如图6所示。随着侧面荷载的增加，塑性铰链存在于所有的第一楼层，第二楼层底部和第三楼层基础支撑零件。此外，二到六层梁的底部零件到这个时候也达到了塑性屈服见图6b。接着，矩形方钢管混凝土梁柱塑性屈服的数目不断增加如图6c所示。该塑料的关键在于行为的程度与水平提高了分析荷载.最终推动发展终止或因超过目标顶部位移或为整个结构的塑料机制的形成,这个时期见图6d，在塑性铰在基础的第一个楼层支撑零件上逐步发展，第二第三楼层的方钢管混凝土柱等塑料铰链和刚梁也发展到一定程度。因此，我们可以得出这样的结论的方钢管混凝土结构的薄弱部分应在第1到第三楼层，有必要加强他们在工程中的应用，与1.3.2中所述一致。2 对比为了对钢筋混凝土结构地震效应与方钢管混凝土柱结构进行比较，四种十层结构分别由钢筋混凝土与方钢管混凝土柱组成进行了研究。SAP2000被用于对这些结构进行推动分析。为了比较方便，结构几乎相同，除了垂直的构件是由不同的材料和尺寸的形成，如表2所示。在钢筋混凝土柱EA相等的基础上计算得出的与钢管混凝土柱尺寸，其中E是弹性模量，A是截面面积，类似的，等效的钢筋混凝土柱在EI相等的基础上计算，边长相等的方钢管混凝土柱在于矩形方钢管混凝土结构B相等的基础上计算。I是转动惯量，B是边长，对于不同结构的推动分析，使用SAP2000中的AccelX（Y)侧面荷载计算模式，不考虑P -效应。如图7a所示，从钢筋混凝土与方钢管混凝土柱性能曲线的X方向，我们可以发现矩形方钢管混凝土结构推动分析的结束时由1.6米的目标顶部位移引起，而钢筋混凝土是由于整个结构的塑性形成机制，当钢筋混凝土没有到达目标顶部位移时，我们可以得出结论，矩形方钢管混凝土结构在延性和变形能力优于钢筋混凝土。此外，钢管混凝土结构的屈服和最后的基础剪力高于钢筋混凝土结构，我们的结论是，方钢管混凝土结构比钢筋混凝土结构具有较好的地震抵抗能力，从图7B可得相同的结论，因此钢管混凝土结构的抗震性能优于钢筋混凝土结构。在图7中钢管混凝土结构钢筋混凝土结构的推动实验结果对比，钢管混凝土结构尺寸在A的基础上计算，A和矩形方钢管混凝土的相等,其中A混凝土截面面积。尽管轴向性能方面矩形方钢管混凝土劣于钢管混凝土，在受弯承载力上都是较好的。在这个模型，轴压比小于0.2，抵抗性能能力比轴向承载力更加重要。因此，在这个模型中，钢管混凝土结构的抗震性能优于方形钢管混凝土结构。3 结论在这论文中，研究了5种10层的方钢管混凝土，方形钢管混凝土，钢筋混凝土的抗震性