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基于OpenSees的屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构的抗震性能研究

发布时间:2018-07-13 19:24
【摘要】:屈曲约束支撑是一种新型的支撑构件,它具有良好的耗能能力,目前已广泛利用于钢结构框架结构中,而在混凝土框架结构中的利用还有待提高,现今已有许多业内的科研人员和学者对其在混凝土框架结构中的性能做了一些研究。通过合理的设计和布置把屈曲约束支撑引入到混凝土结构中,既可以大大减轻结构自身,同时又可以大大提高混凝土结构的抗震性能。在屈曲约束支撑混凝土框架中,屈曲约束支撑与混凝土框架的连接方式较为复杂,这也是建模过程中的最大的问题。所以本文设计了一个屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构,对此框架进行了静力弹塑性分析和动力时程分析,然后研究各影响对其抗震性能的影响程度,最后给出一个合理的布置和具体的设计建议。本文为研究屈曲约束支撑在钢筋混凝土框架中的工作特点和抗震性能,使用OpenSees Navigator软件,对一个十层三榀三跨的钢筋混凝土框架结构建立了标准模型,在OpenSees Navigator建模中对于屈曲约束支撑与框架梁柱节点的连接方式,本文给出了一种连接方法,以方便软件的运算速度和运算精度。本文首先根据规范对屈曲约束支撑框架进行初步设计,并对此框架结构进行多遇地震下的校核,然后通过多个参数的考察,可以得出此框架结构中屈曲约束支撑的设计是合理的,而后对结构进行Pushover分析和一组人工波、两组自然波作用下的动力时程分析,通过分析此框架的顶点位移-基底剪力曲线和动力时程作用下的层间位移角,顶点的位移时程曲线等指标衡量框架的抗震性能。此外,本文还在标准模型的基础上,变化屈曲约束支撑各组成部分的配置参数,对以下3种因素:外围钢管的钢材厚度、核心区混凝土的强度、内芯的截面尺寸及宽厚比,分别进行了相互独立的Pushover分析和一组人工波、两组自然波作用下的动力时程分析,每种情况分别进行总结,进行纵向的对比和横向的分析,并最终得出了不同配置参数对屈曲约束支撑的影响情况分析和对框架结构的影响情况分析。最后分析层数对屈曲约束支撑的抗震性能的影响,并综合以上几种因素,给出屈曲约束支撑中各部分的设计建议。
[Abstract]:Buckling restrained bracing is a new type of bracing member, which has good energy dissipation ability. It has been widely used in steel frame structure, but its application in concrete frame structure needs to be improved. At present, many researchers and scholars have done some research on its performance in concrete frame structure. Through reasonable design and arrangement, the buckling restrained braces can be introduced into concrete structures, which can not only greatly reduce the structure itself, but also greatly improve the seismic performance of concrete structures. In the buckle-constrained braced concrete frame, the connection between buckle-constrained bracing and concrete frame is more complex, which is also the biggest problem in the modeling process. In this paper, a reinforced concrete frame structure with buckling constraints is designed, and the static elastic-plastic analysis and dynamic time-history analysis are carried out for the frame, and then the influence degree of each influence on its seismic performance is studied. Finally, a reasonable arrangement and specific design suggestions are given. In order to study the working characteristics and seismic behavior of buckle-restrained braces in reinforced concrete frames, a standard model of a 10-story three-span reinforced concrete frame structure is established by using OpenSees Navigator software. In OpenSees Navigator modeling, a connection method between buckling constraint support and frame Liang Zhu node is presented in this paper to facilitate the computation speed and precision of the software. In this paper, the buckling constrained braced frame is first designed according to the code, and checked under the frequent earthquake, and then through the investigation of several parameters. It can be concluded that the design of buckling restrained braces in this frame structure is reasonable, and then pushover analysis and dynamic time-history analysis of a set of artificial waves and two groups of natural waves are carried out. The seismic behavior of the frame is evaluated by analyzing the displacement-base shear curve of the frame and the interstory displacement angle of the frame under the dynamic time history, and the displacement time history curve of the top of the frame. In addition, on the basis of the standard model, the configuration parameters of each component of buckling constraint bracing are changed. For the following three factors: the steel thickness of the outer steel pipe, the strength of the concrete in the core area, the section size and the ratio of width to thickness of the inner core, The independent pushover analysis and a group of artificial waves, two groups of natural waves under the action of dynamic time history analysis, each case is summarized, longitudinal comparison and horizontal analysis, Finally, the effects of different configuration parameters on buckling restrained braces and frame structures are analyzed. Finally, the influence of the number of floors on the seismic behavior of buckle-constrained braces is analyzed, and the design suggestions for each part of buckle-constrained braces are given by synthesizing the above factors.
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU375.4;TU352.11

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本文编号:2120488

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