屈曲约束支撑对某高层连体结构的抗震优化效能分析
发布时间：2020-12-07 21:05
随着社会经济的快速发展,建筑新材料、新技术的快速普及,城市地标建筑在高度不断攀升的同时,平面布置也愈加复杂。高空连体结构指由两个或多个塔楼作为主体结构,在上部某些楼层通过钢结构连体连接而形成共同使用空间的结构。在地震和风荷载作用下,钢连接体部分需要承担巨大且复杂的内力,以确保各单体结构协调变形。为保证钢连接体具有足够的刚度和强度,需要布置大量的水平支撑和斜向支撑等加强构件。屈曲约束支撑作为一种耗能构件,在拉压荷载下仅进入屈服,不会出现普通支撑在中、大震作用下受压屈曲的现象,在相同的设计轴力下可以采用更小的截面尺寸,降低结构的刚度,减弱地震效应。在中、大震作用下,屈曲约束支撑可以率先屈服而不屈曲,起到消能减震的作用,避免主体结构发生损伤。本文的工程背景为大连市某非对称高空连体结构,分析结构的设防要求及超限情况,以确定结构各组成部分的抗震性能目标,并据此对结构进行抗震设计与分析。采用PKPM和MIDAS软件对结构进行小震下的弹性静、动力分析,中震弹性、不屈服分析和大震下的静、动力弹塑性分析。通过不断调整结构的布置及各构件的设计参数,最终使结构各项设计指标均满足规范要求,结构破坏呈明显的“梁...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 高空连体结构
1.1.1 高空连体结构基本概念
1.1.2 高空连体结构的分类及特点
1.2 屈曲约束支撑
1.2.1 屈曲约束支撑的基本概念
1.2.2 屈曲约束支撑的发展历程
1.2.3 屈曲约束支撑在工程中的应用
1.3 本文研究的主要内容
2 结构基本信息
2.1 工程概况
2.2 材料信息及构件截面
2.2.1 材料信息
2.2.2 构件截面
2.3 设防标准及荷载选用
2.3.1 设防标准及抗震等级
2.3.2 荷载选用及组合
2.4 结构超限情况分析
2.5 抗震性能设计目标
2.5.1 抗震性能设计的基本概念
2.5.2 抗震性能的水准与目标
2.5.3 抗震性能目标的选择
3 结构抗震设计与分析
3.1 结构计算模型及参数
3.1.1 计算软件简介
3.1.2 计算参数设置
3.1.3 计算模型
3.2 小震下的弹性静力分析
3.2.1 质量分布分析
3.2.2 周期与振型分析
3.2.3 结构位移分析
3.2.4 剪重比、楼层剪力与楼层弯矩分析
3.2.5 结构抗倾覆和整体稳定性验算
3.2.6 结构的侧向刚度分析
3.2.7 竖向构件轴压比分析
3.2.8 多道防线分析
3.2.9 总结
3.3 小震下的弹性时程分析
3.3.1 弹性时程分析的原理
3.3.2 地震波选用
3.3.3 谱形检查
3.3.4 弹性时程分析结果
3.3.5 总结
3.4 中震性能设计与分析
3.4.1 中震弹性及中震不屈服设计的基本概念
3.4.2 中震性能分析结果
3.4.3 总结
3.5 大震下结构弹塑性静力分析
3.5.1 分析原理
3.5.2 计算模型
3.5.3 计算方法
3.5.4 分析结果
3.5.5 总结
3.6 大震下结构动力弹塑性分析
3.6.1 计算模型
3.6.2 地震波选波
3.6.3 结构整体计算结果
3.6.4 结构损伤情况分析
3.6.5 总结
3.7 本章总结
4 采用屈曲约束支撑进行优化设计与分析
4.1 屈曲约束支撑设计方案
4.1.1 屈曲约束支撑芯板设计
4.1.2 屈曲约束支撑套筒设计
4.1.3 屈曲约束支撑约束比检验
4.1.4 屈曲约束支撑构造设计
4.2 小震下的结构弹性性能对比分析
4.2.1 屈曲约束支撑在MIDAS中的设置方法
4.2.2 屈曲约束支撑承载力检验
4.2.3 小震下弹性性能对比分析
4.2.4 总结
4.3 大震下的结构弹塑性性能对比分析
4.3.1 计算模型
4.3.2 结构整体计算结果对比分析
4.3.3 结构损伤情况对比分析
4.3.4 总结
4.4 屈曲约束支撑的有限元模拟与分析
4.4.1 本构模型选择
4.4.2 网格划分和单元选择
4.4.3 有限元模拟基本操作和加载制度
4.4.4 屈曲约束支撑的基本性能表现
4.4.5 有限元模拟结果与分析
4.4.6 总结
4.5 本章总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高层非对称连体结构屈曲约束构件耗能减震分析[J]. 王赞,杨超,许文杰,王寒冰,刘国友. 建筑结构. 2014(18)
[2]关于动力弹塑性分析几个问题的探讨[J]. 王明,卫江华,李法冰,代钊,邱小王,陈德良. 四川建筑. 2014(03)
[3]建筑结构抗震性能设计方法研讨[J]. 王森,孙仁范,韦承基,魏琏. 建筑结构. 2014(06)
[4]某双塔连体高层建筑结构弹塑性动力分析[J]. 王伟. 钢结构. 2013(07)
[5]屈曲约束支撑在连体结构中的应用[J]. 轩勇勇,黄丽莉. 建筑结构. 2013(S1)
[6]MIDAS Building静力弹塑性分析原理及实现[J]. 赵继,高德志,侯晓武. 建筑结构. 2013(S1)
[7]MIDAS Building中的动力弹塑性分析功能[J]. 高德志,侯晓武,赵继. 建筑结构. 2012(S2)
[8]屈曲约束支撑在复杂高层连体结构中的应用[J]. 李洪求,程小齐,刘庆江,王彦博,胡大柱. 建筑结构. 2011(S1)
[9]型钢组合装配式防屈曲支撑性能及设计方法研究[J]. 郭彦林,江磊鑫. 建筑结构. 2010(01)
[10]国内外高层连体结构工程实例简述[J]. 范绍芝,侯家健. 建筑结构. 2009(S2)
博士论文
[1]工学博士学位论文全钢防屈曲支撑及其钢框架结构抗震性能与设计方法[D]. 马宁.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]约束比对钢管混凝土防屈曲支撑滞回性能的影响研究[D]. 吴昊.哈尔滨工业大学 2015
[2]中震性能设计方法与小震常规设计方法比较研究[D]. 邹祖栋.华南理工大学 2013
[3]采用碳纤维与玄武岩纤维包裹装配式防屈曲支撑性能研究[D]. 陆斌斌.哈尔滨工业大学 2013
[4]不同结构平面布置的双塔连体结构变参数抗震性能分析[D]. 孙庆唐.天津大学 2012
[5]带屈曲约束支撑的加层结构抗震性能分析[D]. 乔文正.太原理工大学 2012
[6]屈曲约束支撑钢框架的抗震性能研究[D]. 胡淑军.华南理工大学 2011
[7]地震作用下高层双塔连体结构受力性能研究[D]. 谭光宇.湖南大学 2007
[8]复杂高层多塔楼连体结构高空连廊的分析与设计[D]. 徐文华.同济大学 2007
本文编号：2903896
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 高空连体结构
1.1.1 高空连体结构基本概念
1.1.2 高空连体结构的分类及特点
1.2 屈曲约束支撑
1.2.1 屈曲约束支撑的基本概念
1.2.2 屈曲约束支撑的发展历程
1.2.3 屈曲约束支撑在工程中的应用
1.3 本文研究的主要内容
2 结构基本信息
2.1 工程概况
2.2 材料信息及构件截面
2.2.1 材料信息
2.2.2 构件截面
2.3 设防标准及荷载选用
2.3.1 设防标准及抗震等级
2.3.2 荷载选用及组合
2.4 结构超限情况分析
2.5 抗震性能设计目标
2.5.1 抗震性能设计的基本概念
2.5.2 抗震性能的水准与目标
2.5.3 抗震性能目标的选择
3 结构抗震设计与分析
3.1 结构计算模型及参数
3.1.1 计算软件简介
3.1.2 计算参数设置
3.1.3 计算模型
3.2 小震下的弹性静力分析
3.2.1 质量分布分析
3.2.2 周期与振型分析
3.2.3 结构位移分析
3.2.4 剪重比、楼层剪力与楼层弯矩分析
3.2.5 结构抗倾覆和整体稳定性验算
3.2.6 结构的侧向刚度分析
3.2.7 竖向构件轴压比分析
3.2.8 多道防线分析
3.2.9 总结
3.3 小震下的弹性时程分析
3.3.1 弹性时程分析的原理
3.3.2 地震波选用
3.3.3 谱形检查
3.3.4 弹性时程分析结果
3.3.5 总结
3.4 中震性能设计与分析
3.4.1 中震弹性及中震不屈服设计的基本概念
3.4.2 中震性能分析结果
3.4.3 总结
3.5 大震下结构弹塑性静力分析
3.5.1 分析原理
3.5.2 计算模型
3.5.3 计算方法
3.5.4 分析结果
3.5.5 总结
3.6 大震下结构动力弹塑性分析
3.6.1 计算模型
3.6.2 地震波选波
3.6.3 结构整体计算结果
3.6.4 结构损伤情况分析
3.6.5 总结
3.7 本章总结
4 采用屈曲约束支撑进行优化设计与分析
4.1 屈曲约束支撑设计方案
4.1.1 屈曲约束支撑芯板设计
4.1.2 屈曲约束支撑套筒设计
4.1.3 屈曲约束支撑约束比检验
4.1.4 屈曲约束支撑构造设计
4.2 小震下的结构弹性性能对比分析
4.2.1 屈曲约束支撑在MIDAS中的设置方法
4.2.2 屈曲约束支撑承载力检验
4.2.3 小震下弹性性能对比分析
4.2.4 总结
4.3 大震下的结构弹塑性性能对比分析
4.3.1 计算模型
4.3.2 结构整体计算结果对比分析
4.3.3 结构损伤情况对比分析
4.3.4 总结
4.4 屈曲约束支撑的有限元模拟与分析
4.4.1 本构模型选择
4.4.2 网格划分和单元选择
4.4.3 有限元模拟基本操作和加载制度
4.4.4 屈曲约束支撑的基本性能表现
4.4.5 有限元模拟结果与分析
4.4.6 总结
4.5 本章总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高层非对称连体结构屈曲约束构件耗能减震分析[J]. 王赞,杨超,许文杰,王寒冰,刘国友. 建筑结构. 2014(18)
[2]关于动力弹塑性分析几个问题的探讨[J]. 王明,卫江华,李法冰,代钊,邱小王,陈德良. 四川建筑. 2014(03)
[3]建筑结构抗震性能设计方法研讨[J]. 王森,孙仁范,韦承基,魏琏. 建筑结构. 2014(06)
[4]某双塔连体高层建筑结构弹塑性动力分析[J]. 王伟. 钢结构. 2013(07)
[5]屈曲约束支撑在连体结构中的应用[J]. 轩勇勇,黄丽莉. 建筑结构. 2013(S1)
[6]MIDAS Building静力弹塑性分析原理及实现[J]. 赵继,高德志,侯晓武. 建筑结构. 2013(S1)
[7]MIDAS Building中的动力弹塑性分析功能[J]. 高德志,侯晓武,赵继. 建筑结构. 2012(S2)
[8]屈曲约束支撑在复杂高层连体结构中的应用[J]. 李洪求,程小齐,刘庆江,王彦博,胡大柱. 建筑结构. 2011(S1)
[9]型钢组合装配式防屈曲支撑性能及设计方法研究[J]. 郭彦林,江磊鑫. 建筑结构. 2010(01)
[10]国内外高层连体结构工程实例简述[J]. 范绍芝,侯家健. 建筑结构. 2009(S2)
博士论文
[1]工学博士学位论文全钢防屈曲支撑及其钢框架结构抗震性能与设计方法[D]. 马宁.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]约束比对钢管混凝土防屈曲支撑滞回性能的影响研究[D]. 吴昊.哈尔滨工业大学 2015
[2]中震性能设计方法与小震常规设计方法比较研究[D]. 邹祖栋.华南理工大学 2013
[3]采用碳纤维与玄武岩纤维包裹装配式防屈曲支撑性能研究[D]. 陆斌斌.哈尔滨工业大学 2013
[4]不同结构平面布置的双塔连体结构变参数抗震性能分析[D]. 孙庆唐.天津大学 2012
[5]带屈曲约束支撑的加层结构抗震性能分析[D]. 乔文正.太原理工大学 2012
[6]屈曲约束支撑钢框架的抗震性能研究[D]. 胡淑军.华南理工大学 2011
[7]地震作用下高层双塔连体结构受力性能研究[D]. 谭光宇.湖南大学 2007
[8]复杂高层多塔楼连体结构高空连廊的分析与设计[D]. 徐文华.同济大学 2007
本文编号：2903896
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