基于OpenSees的摇摆单跨RC框架结构抗震性能分析.pdf

分类号______________________________ 密级______________________________
ＵＤＣ______________________________ 编号______________________________
硕 士 学 位 论 文
基于 OpenSees 的摇摆单跨 RC 框架
结构抗震性能分析
学 位 申 请 人 ： 唐亮
学 科 专 业 ： 结构工程
指 导 教 师 ： 高剑平 副教授
答辩日期：
独创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究
工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方
外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华
东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作
的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢
意。
本人签名_______________日期____________
关于论文使用授权的说明
本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学
校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论
文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密格式。
本人签名____________导师签名__________日期___________
摘要
基于 OpenSees 的摇摆单跨 RC 框架结构抗震性能分析
摘要
常规基于延性抗震设计理念的抗震设计方法是以结构构件破坏为代价的，致使震后
修复困难且昂贵，或残余变形过大被迫拆除，造成巨额经济损失，仅保证“大震不倒”
的设防目标已不能满足现代社会的需要。单跨 RC 框架结构（Single-span RC Frame
Structure，简写为 SS-RCFS）在历次地震中均遭到严重破坏或倒塌。本项目利用单跨 RC
框架结构的特点，基于结构摇摆减震机制，提出一种新型的抗震设计方法，即将单跨
RC 框架结构柱脚搁置在杯形基础中，框架柱四周和底部通过橡胶块与基础相连，并在
基础顶面设置软钢翼板，允许其有限抬升（跷动），构成摇摆单跨 RC 框架结构（Rocking
Single-span RC Frame Structure，简写为 RSS-RCFS）。为了深入了解该体系的抗震性能，
本文利用有限元软件 OpenSees 建立摇摆单跨 RC 框架结构模型，通过数值模拟分析得
到结构柱底提离曲线、水平位移曲线、层间位移角、层最大加速度、层间剪力和摇摆单
跨 RC 框架结构基底剪力与单跨 RC 框架结构基底剪力的比值，分析了地震动强度、结
构高宽比和金属阻尼器屈服强度对摇摆单跨 RC 框架结构抗震性能的影响。本文研究内
容和主要结论如下：
1. 确定了地震波的选波原则，并根据该原则分别选取了 2 条长周期地震波和 3 条短
周期地震波；介绍了摇摆单跨 RC 框架结构的提出、模型的建立和相关单元设计参数的
确定方法。
2. 通过数值计算分析了地震动强度对摇摆单跨 RC 框架结构抗震性能的影响，结果
表明：随着地震动作用强度的增大，摇摆单跨 R