預應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能有限元分析.pdf

1、目前大跨度空間結(jié)構(gòu)是發(fā)展最快的結(jié)構(gòu)類型。大跨度建筑及作為其核心的空間結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展狀況已是代表一個國家建筑科技水平的重要標志之一。而預應(yīng)力技術(shù)的特點使其廣泛應(yīng)用于土木工程的各個領(lǐng)域，但是它的抗震性能還在研究之中。目前有兩種觀點：一種觀點認為預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能比普通混凝土結(jié)構(gòu)要差，盡管預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)能夠減小結(jié)構(gòu)的裂縫寬度和變形，但是預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)阻尼小、耗能差、地震反應(yīng)大。另一觀點認為預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對于改善結(jié)構(gòu)的耐久性和振動

2、反應(yīng)都是有利的。此觀點認為在同等條件下預應(yīng)力框架開裂較晚，裂縫較少且卸載后裂縫恢復性較好，具有較好的抗震性能，從能量消耗角度來看，如果預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，其性能不比普通混凝土結(jié)構(gòu)差。究竟預應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗震性能如何，影響因數(shù)有哪些?還有待于進一步的研究。 對于鋼筋混凝土的力學性能，長期以來人們都是用線彈性理論分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力或內(nèi)力，同時以往的研究方法多以實驗為主，這種設(shè)計方法往往是基于大量實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的經(jīng)驗公式，缺乏系

3、統(tǒng)的理論性。因此尋求一種系統(tǒng)的能夠反應(yīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同階段的不同狀態(tài)的科學的方法就變得很重要，而有限元分析方法恰好可以提供大量結(jié)構(gòu)反應(yīng)信息，特別是不同受力狀態(tài)和不同階段的信息，如何將其更好的應(yīng)用于混凝土的性能分析中，也是值得探討的問題?；谝陨蟽蓚€問題，論文主要進行了如下工作： 1．對不同軸壓比情況進行了對比計算，探討了他們對結(jié)構(gòu)動力性能的影響。結(jié)果表明軸壓比較小時，提高軸壓比對結(jié)構(gòu)側(cè)向承載有利，當軸壓比超過0.6時，提高軸壓比對結(jié)

4、構(gòu)承載力的提高非常小。 2．往復加載計算表明，軸壓比的提高對結(jié)構(gòu)的延性和滯回性能有不利的影響。軸壓比為0.6以后滯回環(huán)變得比較窄。但小于0.6的情況下，沒有太大影響。 3、對不同預應(yīng)力度情況進行了對比計算，單調(diào)荷載作用下不同預應(yīng)力度的框架的荷載一位移曲線比較相似，預應(yīng)力度對于框架的極限承載力沒有太大的影響，不同預應(yīng)力度的框架的荷載一位移曲線比較相似。 4、非預應(yīng)力框架的滯回曲線基本上沒有捏縮現(xiàn)象，而預應(yīng)力框架的滯

5、回曲線均有不同程度的捏縮現(xiàn)象。在初期，當結(jié)構(gòu)處于彈性階段時，非預應(yīng)力框架和預應(yīng)力框架的剛度變化不大。進入彈塑性階段后，非預應(yīng)力框架抗側(cè)剛度的退化比預應(yīng)力框架要嚴重一些。在塑性階段后期，非預應(yīng)力框架和預應(yīng)力框架的剛度經(jīng)過退化后，剛度又趨于一致。 5．水平往復加載過程中，預應(yīng)力框架的裂縫比非預應(yīng)力框架要少。在模擬多遇地震的循環(huán)過程中，循環(huán)加載結(jié)束后預應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)混凝土恢復的比較好，裂縫閉合情況良好，可見預應(yīng)力框架的恢復特性比非預應(yīng)力框架要明

6、顯好多。 6、總結(jié)了有限元方法用于混凝土分析中需要注意的一些問題。主要有：防止不合理的邊界條件引起應(yīng)力集中，網(wǎng)格密度的控制，在滿足計算要求的情況下不要太密，荷載步長不能過大，收斂準則在不影響計算精度的情況下盡量放寬。 7．利用有限元分析方法對火力發(fā)電廠煤倉間結(jié)構(gòu)進行了分析，建立了火力發(fā)電廠煤倉間結(jié)構(gòu)模型，針對不同強度地震進行了計算，找出了結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，探討了預應(yīng)力對結(jié)構(gòu)動力特性的影響，驗證了預應(yīng)力結(jié)構(gòu)方案的可行性，為此