不均匀沉降与地震共同作用下框架结构的受力分析

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煤矿开采与城市地下空间建设导致建筑物产生的不均匀沉降,对建筑物的破坏不容忽视。研究不均匀沉降与地震作用下对建筑物的变形及受力的影响,为解决建筑物下压煤开采、地下空间建设提供参照,对沉降区建筑物保护提供依据。混凝土框架结构是常见的结构形式,但目前对于不均匀沉降与地震作用下框架结构的受力的有限元模拟和试验较少,国内外关于不均匀沉降与地震作用下的框架结构受力研究参考文献也较少。因此,研究不均匀沉降与地震作用下框架结构的受力及变形情况,对了解结构在不均匀沉工况下的的内力、位移变化规律以及结构在不均匀沉降与地震作用下的薄弱部位、塑性发展情况具有很大帮助,对实际工程具有指导和借鉴意义。  本文主要借助大型有限元软件ANSYS,对框架结构进行了沉降范围扩大和沉降量增加两种工况变化下的的静力分析,研究框架结构的内力变化规律。本文还对不均匀沉降与地震作用下的框架结构进行了动力时程分析,研究框架结构在罕遇地震作用下的水平位移及塑性发展规律。本文研究的主要内容有:  (1)介绍本文选题来源、研究的目的及意义,阐述了导致建筑产生不均匀沉降的原因主要为煤矿的地下开采、城市地下空间建设和地基性质等,并分析其对建筑物影响及其研究现状。  (2)介绍了地表变形种类及其对建筑物的破坏,列举了建筑结构抗震设计理论方法,对振型分解法、时程分析法等相关结构地震反应理论进行了讨论。另外还介绍了大型有限元分析软件ANSYS及有限元模型的分析过程。  (3)通过ANSYS研究框架结构在沉降范围扩大、沉降量增加多个工况下的静力分析,研究框架结构梁柱构件在弹性阶段的内力变化规律,并且对沉降量超出弹性阶段后结构的塑性发展进行了研究。  (4)采用时程分析分析,研究框架结构在不均匀沉降和地震共同作用下的动力响应。
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