鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)在采動影響條件下的抗震性能分析研究.pdf

1、我國建筑物下壓煤十分嚴(yán)重，地下煤炭開采將引起地表的移動與變形，導(dǎo)致上方的建筑物產(chǎn)生一定的變形和損傷，若這種具有初始變形和初始損傷的建筑物處在地震作用下，其失穩(wěn)破壞機理將更加復(fù)雜，因此研究該類建筑物災(zāi)變機理，研制保護機制，對解放建筑物下壓煤和礦區(qū)建筑物保護具有重要的現(xiàn)實意義。為此，本文依托國家自然科學(xué)基金項目(名稱：地震區(qū)煤礦采動建筑物雙重保護的基礎(chǔ)理論研究，編號：50804026)，針對煤礦區(qū)地下開采過程中對地表建筑物的損害及其受強地震

2、作用再一次損害的工程實際，研究揭示地表變形引起建筑物損傷規(guī)律及其在強地震作用下的災(zāi)變破壞機理及其倒塌機制，考慮材料軟化、強度退化等非線性因素的影響，利用有限元軟件ANSYS，建立了高層鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)彈塑性有限元結(jié)構(gòu)模型，并進行了結(jié)構(gòu)在采動影響作用下分析以及結(jié)構(gòu)在采動-地震耦合作用下分析，主要內(nèi)容如下：
　　 (1)介紹了本課題的研究背景及意義，綜述了當(dāng)前采動、地震對地表建筑物影響的研究現(xiàn)狀，提出礦區(qū)建筑物應(yīng)建立抗變形.抗地震

3、雙重保護機制；
　　 (2)詳細(xì)討論了采動對地表建筑物的影響機理，重點介紹了在采動影響條件下建筑物結(jié)構(gòu)的損傷特點；
　　 (3)分別以結(jié)構(gòu)、構(gòu)件單元、材料三個層次，深入探討了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)彈塑性分析模型，并對比分析了不同模型及分析方法的優(yōu)劣。利用本文中提出的鋼筋混凝土等效材料本構(gòu)關(guān)系，定義了結(jié)構(gòu)模型中梁、柱、剪力墻各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的非線性特性，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)彈塑性有限元模型的建立；
　　 (4)介紹了結(jié)構(gòu)損傷的基本概念，綜

4、述了當(dāng)前對于各種不同層次(材料層次、構(gòu)件層次、結(jié)構(gòu)層次)的損傷模型的研究現(xiàn)狀，并對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體損傷模型進行了詳細(xì)的介紹，通過分析對比選取了適合于本文的損傷模型；
　　 (5)利用有限元軟件ANSYS實現(xiàn)了高層鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)彈塑性有限元模型的建立，創(chuàng)建了合理的邊界以及選取了合適的荷載施加方法，成功的模擬了結(jié)構(gòu)在在采動影響作用下以及在采動-地震耦合作用下的狀態(tài)；
　　 (6)運用ANSYS對高層鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)在

5、采動影響條件下進行分析，獲得了采動過程中隨著地表變形程度的加劇結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力的分布及變化規(guī)律；
　　 (7)在ANSYS中選擇了合理的方法，成功的將采動影響與地震作用這一“靜”一“動”兩種作用耦合。實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)處于采動不同影響階段下的動力時程分析，得到了鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)在采動及地震雙重作用下位移、時程曲線的發(fā)展變化規(guī)律；
　　 (8)對鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)在采動、地震作用下的進行了結(jié)構(gòu)整體損傷演化分析，得到了在采動及地震動靜