远场地震下人字形中心支撑钢框架基于能量的性态设计方法

发布时间：2017-04-30 10:05

  本文关键词：远场地震下人字形中心支撑钢框架基于能量的性态设计方法，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国现行的建筑抗震设计规范采用的是基于强度的弹性设计方法,无法考虑地震动的循环效应对结构产生的累积损伤,不能保证结构在强震下出现预期的破坏模式。基于能量的性态设计方法同时考虑了力、位移、强震持时等因素,能够反映结构的往复塑性变形和累积滞回耗能,是具有发展潜力的性态设计方法。结构在远场地震下的损伤与地震动的循环效应密切相关,本文基于标准化等效滞回耗能谱、累积延性比谱,提出了远场地震下人字形中心支撑钢框架的性态设计方法。文中阐述了具体设计步骤,给出了结构各构件累积滞回耗能的计算公式和截面的设计方法。采用本文方法设计了1榀10层3跨、1榀15层3跨两个人字形中心支撑钢框架,分别选取了15条远场地震记录,采用Pushover分析方法和弹塑性时程分析方法对设计结构的抗震性能进行了评估。分析结果表明:结构在罕遇地震下出现了理想的屈服机构;在多遇地震、设防地震、罕遇地震下,结构层间位移角均满足规范要求;结构层间变形比较均匀,各层累积滞回耗能的分布比较平均,证明了本文设计方法的可靠性。
【关键词】：远场地震 人字形中心支撑钢框架 累积滞回耗能 性态设计 弹塑性时程分析
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU391
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 基于性态的抗震设计方法12-13
• 1.2.1 基于强度的设计方法12
• 1.2.2 基于位移的设计方法12-13
• 1.2.3 基于损伤的设计方法13
• 1.2.4 基于能量的设计方法13
• 1.3 基于能量设计方法研究现状13-17
• 1.3.1 国外研究现状14-15
• 1.3.2 国内研究现状15-17
• 1.4 中心支撑钢框架架的抗震性能及研究现状的抗震性能及研究现状17-18
• 1.4.1 中心支撑钢框架的抗震性能17
• 1.4.2 中心支撑钢框架研究现状17-18
• 1.5 本文主要研究究内容及方法内容及方法18-19
• 第二章 人字形中心支撑钢框架基于能量的性态设计方法19-39
• 2.1 能量平衡方程19-20
• 2.2 标准化滞回耗能谱20-24
• 2.3 累积延性比谱24-25
• 2.4 人字形中心支撑钢框架基于能量的性态设计方法25-32
• 2.4.1 结构延性屈服机构25-26
• 2.4.2 结构自振特性26
• 2.4.3 结构整体目标延性26-27
• 2.4.4 结构累积滞回耗能需求27-28
• 2.4.5 侧向力分布模式28-29
• 2.4.6 设计基底剪力29-32
• 2.5 CBSF结构构件设计32-39
• 2.5.1 人字形钢支撑设计32-33
• 2.5.2 钢梁设计33-35
• 2.5.3 钢柱设计35-38
• 2.5.4 结构迭代设计38-39
• 第三章 人字形中心支撑钢框架结构算例设计39-59
• 3.1 设计基本信息39-40
• 3.2 荷载计算40-43
• 3.2.1 竖向荷载计算41-42
• 3.2.2 水平荷载计算42-43
• 3.3 初选构件截面43-44
• 3.4 各层支撑设计剪力44-51
• 3.5 构件设计51-58
• 3.5.1 支撑杆设计51-52
• 3.5.2 钢梁设计52-54
• 3.5.3 钢柱设计54-58
• 3.6 15层结构设计58-59
• 第四章 非线性有限元分析59-74
• 4.1 Pushover分析方法59-61
• 4.1.1 Pusover分析的基本原理及步骤59-60
• 4.1.2 塑性铰的定义及布置60-61
• 4.1.3 侧向力分布模式61
• 4.2 弹塑性时程分析方法61-62
• 4.3 ABAQUS有限元模型62-66
• 4.3.1 单元选取62
• 4.3.2 初始缺陷62-63
• 4.3.3 材料特性63-64
• 4.3.4 模型建立64-66
• 4.3.5 网格划分66
• 4.4 地震波的选取及调幅66-74
• 4.4.1 地震波选取原则67-68
• 4.4.2 地震波选取68-70
• 4.4.3 地震波调幅70
• 4.4.4 地震波合理性验证70-74
• 第五章 人字形中心支撑钢框架抗震性能评估74-100
• 5.1 CBSF结构屈服模式评估74-76
• 5.2 CBSF结构损伤评估76-78
• 5.3 CBSF结构位移响应78-91
• 5.3.1 评估依据78-79
• 5.3.2 结构位移响应评估79-91
• 5.4 CBSF结构的累积滞回耗能及分布91-100
• 5.4.1 CBSF结构的累积滞回耗能91-92
• 5.4.2 各构件累积滞回耗能分布92-95
• 5.4.3 累积滞回耗能的层间分布95-100
• 第六章 结论与展望100-102
• 6.1 结论100-101
• 6.2 展望101-102
• 参考文献102-106
• 致谢106-107
• 作者简历107
• 攻读硕士学位期间论文发表情况107

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