巨型结构体系抗震性能分析方法及计算模型研究

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1、⑧申请同济大学工学硕士学位论文Y7856j吞巨型结构体系抗震性能分析方法及计算模型研究培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院土木工程结构工程施裕铁钱江教授二oo五年六月摘要巨型结构体系是近代经济发展和科技进步的产物，由于这类结构往往体量巨大，形式复杂，而且体系内各类构件受力及重要程度存在明显的分级，使得结构性能分析，特别是非线性性能分析的难度大大增加。精细的有限元计算模型可以较准确地反映结构体系内各类构件间的受力、传力特性，但非线性分析所需的巨大计算工作量使得该模型难以适用于

2、工程应用。本文工作首先在已有的精细有限元模型基础上对结构的刚度，传力性能，受力特点等做了计算分析，为模型的简化计算了相关数据。之后集中讨论了目前工程界常用的几类模型建立的方法，比较了它们的优缺点，在深入理解各类模型的理论知识的前提下，提出了简化模型的简化原则和简化方法，并就简化模型和原有限元杆件模型做了比较，说明了简化的合理性和正确性。由于有限元模型本来就以精细见长，对结构整体的性能分析上，往往过犹不及，当进行结构的时程分析和推覆分析时，会暴露出计算时间长，占用存储空间大，甚至在普通的PC机上计算

3、无法实现的缺点，所以，本文又探索了用最简单的层模型概念来建立能够体现空间受力性能的空间层模型，仔细分析了各种建模技术的实现可能，在引入了一些假定的基础上，提出了一种巨型结构空间层模型的建模方法。本文在模型简化的基础上，对结构进行了非线性时程分析和推覆分析，对结构的抗震能力进行了评估。考察了推覆分析的在评价结构的动力性能上的有效性和实用性，提出了一些改进建议。同时也用弹性反应谱和弹塑性反应谱两种情况对所研究的结构进行了推覆计算，得出了相关结论。关键词：模型简化，ANSYS有限元程序，Pushover

4、，非线性静力分析方法，层模型，杆件模型，弹塑性加速度反应谱Abs仃actAbstractWiththedevelopmentinscienceandtechnique，FEM(FiniteElementMethod)hasbeenbecomingalloutstandingtoolinstructureengineering．Thismethod,withthefeatureoflowcost，highefficiencyandflexiblepractice，cansolvemanyproble

5、mswhichcan’tbeeasilysolvedinexperiment．Basedonthestudybefore，thisdissertationconductsthestudyinnumericalsimulationandseismicresistanceofamegastructure．BasedontheframedFEMmodel，structurestiffness，forceCalTy-overperformanceandcapacity、Ⅳc埔studiedtogetdat

6、aformodelpredigestion．ThensimplifiedmodelWasgetandcomparedtooriginalmodelafterseveralmodelpredigestionmethodswe亿introducedandcomparedinadvantagesanddefects．alsosomerationalitywasgot．ThoughframedFEMmodelshowFmeprecisioninmodelanalysis，itshistoryanalysi

7、sandPushoveranalysisdon’tworkwell，revealingthedefectsoflongcalculationtime,hugememoryandeventheworseimplementation．SospatiallayeredmodelWasgotbasedonsimplestlayeredmodelmethod,modelingmethodswercanalyzedandpropermodelingmethodWasintroducedinlayeredmod

8、elofmega-structure．Basedonthesimplifiedmodel，dynamicperformance，stiffnessanalysisoforiginalframedmodel，sp∞'traanalysisofsimplifiedmodel，nonlinearhistoryanalysisandPushoveranalysisofspatiallayeredmodelwcrcconductedtogetsomedata．Theseanalysissho