影剧院结构抗震性能分析

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作为结构复杂的影剧院类的公共建筑,由于其需要大空间以满足其特殊功能要求,致使楼板大范围内不连续,结构平面不规则,竖向刚度分布不均匀,仅进行常规设计则不能全面反映这类结构的抗震性能与动力特性,在实际设计时要么过于浪费要么偏于不安全。因此对该类结构除进行常规必要的设计工作外,尚需进一步利用数值模拟方法对其结构整体抗震性能进行深入研究和分析。本文首先简要概括了影剧院结构的特点以及震害,然后采用大型通用有限元分析软件ABAQUS对某复杂影剧院结构建立了三维有限元分析模型,进行了模态分析、谱分析以及弹塑性动力时程分析。主要研究内容和成果如下:(1)对该影剧院结构的有限元模型进行模态分析,计算了结构的固有频率和自振周期,分析了结构的整体振型和局部振型,从中找出了结构的薄弱部位。(2)在模态分析的基础上,讨论了谱分析时的基本参数和参与模态阶数,分别在三个方向输入反应谱,分析了结构和构件的内力和变形,计算了结构的层间位移角,找出了结构的薄弱层。计算结果表明:该结构的弹性层间位移角满足规范要求。(3)在多遇地震作用下,分别选取Ⅱ类场地条件下的两种实际记录地震波和一种人工模拟地震波,对模型结构进行了弹性时程分析,并对三种地震波作用下的计算结果进行了比较分析。(4)选取三条地震波,采用动力弹塑性时程分析法对该结构进行了罕遇地震作用下的的抗震性能分析,得到了不同时刻的最大位移,确认了结构薄弱层。(5)该结构塑性铰发展情况进行了分析,找到了塑性铰的发展规律,指出了结构设计时需要重点考虑的部位。该论文的分析结果,为该结构进行抗震设计提供了较强的理论依据,并为同类结构的分析设计研究提供了参考价值。
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