低屈服点中心支撑钢框架结构基于性能的抗震设计方法研究
发布时间：2021-08-31 06:55
中心支撑-钢框架结构体系是一种有效的侧向支撑体系,该体系的设计理念是将支撑做强,以使结构能承担更大的地震力,以支撑“硬扛”地震,在这种传统的强支撑结构体系中,支撑受到反复拉压作用后容易发生屈曲,屈曲后将地震力转移给框架,导致框架发生较大程度的破坏。因此,一种屈服强度低（一般100MPa左右）且相对稳定、屈强比较小、抗低周疲劳性能好、伸长率大以及塑性变形能力较强的极低屈服点钢支撑应运而生。它将框架支撑结构体系中的支撑做弱,变“强支撑”抗震机制为“弱支撑”耗能减震机制,具有广阔的工程应用价值。随着抗震设计理论的发展及建筑物可靠度要求的愈发严格,针对低屈服点中心支撑钢框架结构,基于性能的抗震设计方法的研究是推广和使用这种有效抗侧力体系的关键。本文针对低屈服点中心支撑结构体系,从性能目标的制定、量化分析以及如何实现展开研究,较系统地完善了低屈服点中心支撑钢框架结构基于性能的抗震设计方法。主要研究内容如下:（1）针对低屈服点中心支撑钢框架结构的受力及变形特点,参考国内外性能水准的划分标准以及研究成果,并按照我国建筑抗震设计规范有关性能化设计的要求,建立低屈服点中心支撑钢框架结构的性能水准和设计准...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 课题研究的依据
1.2.1 低屈服点钢支撑的优势
1.2.2 中心支撑-钢框架结构体系的优势
1.2.3 基于性能抗震设计的必要性
1.3 国内外研究现状、发展动态
1.3.1 低屈服点钢的研究现状
1.3.2 中心支撑-钢框架体系研究现状
1.3.3 基于性能设计的研究现状
1.4 本文的研究目标和主要内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
第2章 低屈服点中心支撑钢框架结构基于性能的抗震设防指标及其量化
2.1 引言
2.2 结构性能水平和性能目标
2.2.1 抗震设防水准
2.2.2 性能水准的划分
2.2.3 性能目标
2.2.4 低屈服点中心支撑结构的性能水准和设计准则
2.3 结构性能指标量化
2.3.1 结构性能分析
2.3.2 性能指标的试验及有限元统计数据
2.3.3 不同性能目标下的指标量化
2.4 本章小结
第3章 低屈服点中心支撑钢框架结构基于性能的抗震设计方法研究
3.1 引言
3.2 低屈服点中心支撑结构基于位移的抗震设计理论
3.2.1 等效单自由度体系原理
3.2.2 计算等效参数
3.2.3 确定目标位移
3.2.4 位移反应谱
3.2.5 设计基底剪力及各质点水平地震作用
3.3 低屈服点中心支撑结构抗震性能评估
3.3.1 基本假定
3.3.2 水平荷载的加载模式
3.3.3 定义塑性铰
3.3.4 结构性能点
3.3.5 ATC-40规范与中国规范反应谱
3.3.6 非线性静力弹塑性分析实施步骤
3.4 本章小结
第4章 低屈服点中心支撑钢框架结构基于性能4、性能3的抗震设计
4.1 引言
4.2 低屈服点钢力学性能试验
4.3 算例设计
4.4 基于性能4的抗震设计
4.4.1 按性能水平为“使用良好”设计([θ]=1/450)
4.4.2 “人身安全”和“防止倒塌”下进行复核
4.4.3 推覆曲线与需求曲线
4.4.4 静力弹塑性分析
4.5 基于性能3的抗震设计
4.5.1 按性能水平为“使用良好”设计([θ]=1/650)
4.5.2 “人身安全”和“防止倒塌”下进行复核
4.5.3 静力弹塑性分析
4.6 本章小结
第5章 低屈服点中心支撑钢框架结构基于性能1、性能2的抗震设计
5.1 引言
5.2 基于性能2的抗震设计
5.2.1 按性能水平“使用良好”设计([θ]=1/750)
5.2.2 “人身安全”和“防止倒塌”下进行复核
5.2.3 静力弹塑性分析
5.3 基于性能1的抗震设计
5.3.1 按性能水平为“使用良好”设计([θ]=1/950)
5.3.2 “人身安全”和“防止倒塌”下进行复核
5.3.3 静力弹塑性分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 本文创新点
6.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文和科研项目
学术论文
科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢框架-装配式混凝土抗侧力墙板结构基于性能的抗震设计方法[J]. 吴函恒,周天华,陈军武,吕晶. 中南大学学报(自然科学版). 2016(11)
[2]偏心支撑钢框架抗地震倒塌富余度研究[J]. 齐永胜,顾强. 四川大学学报(工程科学版). 2016(04)
[3]特殊铰接中心支撑框架结构振动台试验[J]. 张文元,麦浩,于海丰. 哈尔滨工业大学学报. 2016(06)
[4]基于性能的抗震设计研究现状[J]. 谭继可,俞盛,贾善坡. 河南城建学院学报. 2016(01)
[5]新型两阶段耗能开孔式低屈服点钢耗能装置试验研究[J]. 范圣刚,丁智霞,舒赣平,尚春方,刘美景. 东南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[6]新型全钢加劲屈曲约束支撑性能分析及试验研究[J]. 董洁,吴鹏,丁婷,黄镇,刘毅,侯兆新. 钢结构. 2016(03)
[7]高性能钢材在钢框架-中心支撑体系中的应用[J]. 何文涛,张秀斌,齐玉龙,卞晓芳,刘鹏,李晓润. 钢结构. 2016(02)
[8]低屈服点钢材LYP100循环加载试验[J]. 王佼姣,石永久,王元清,潘鹏,牧野俊雄,齐雪. 浙江大学学报(工学版). 2015(08)
[9]高烈度区重力式挡墙基于性能的抗震设计方法研究[J]. 韩鹏飞,隋孝民. 地震工程学报. 2015(02)
[10]按结构影响系数设计的V形中心支撑钢框架抗地震倒塌安全性研究[J]. 齐永胜,顾强,赵风华. 工业建筑. 2015(06)
博士论文
[1]焊接工字形钢支撑及中心支撑钢框架抗震性能研究[D]. 于海丰.哈尔滨工业大学 2010
[2]中心支撑钢框架的结构影响系数和位移放大系数研究[D]. 杨俊芬.西安建筑科技大学 2009
硕士论文
[1]低屈服点圆钢管中心支撑钢框架结构抗震性能研究[D]. 叶小峰.江苏科技大学 2017
[2]某大底盘塔楼结构基于性能的抗震设计方法研究[D]. 彭子城.哈尔滨工业大学 2016
[3]钢管混凝土减震框架结构基于性能的抗震设计方法研究[D]. 陈浩帆.广州大学 2016
[4]板式连接中心支撑钢框架结构的抗震性能研究[D]. 麦浩.哈尔滨工业大学 2015
[5]梁腹板开孔型钢框架中心支撑结构的抗震性能分析[D]. 李斌.西南石油大学 2015
[6]拉链柱式中心支撑钢框架基本构件抗震设计方法研究[D]. 王天涯.河北科技大学 2014
[7]人字形支撑钢框架结构弹塑性受力性能分析[D]. 殷涛.西安科技大学 2013
[8]带偏心支撑SRC柱-S梁混合框架的抗震性能研究[D]. 周文发.中南大学 2013
[9]屈服点谱在中心支撑钢框架结构抗震性能评价中的应用[D]. 沈健超.苏州科技学院 2011
本文编号：3374428
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 课题研究的依据
1.2.1 低屈服点钢支撑的优势
1.2.2 中心支撑-钢框架结构体系的优势
1.2.3 基于性能抗震设计的必要性
1.3 国内外研究现状、发展动态
1.3.1 低屈服点钢的研究现状
1.3.2 中心支撑-钢框架体系研究现状
1.3.3 基于性能设计的研究现状
1.4 本文的研究目标和主要内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
第2章 低屈服点中心支撑钢框架结构基于性能的抗震设防指标及其量化
2.1 引言
2.2 结构性能水平和性能目标
2.2.1 抗震设防水准
2.2.2 性能水准的划分
2.2.3 性能目标
2.2.4 低屈服点中心支撑结构的性能水准和设计准则
2.3 结构性能指标量化
2.3.1 结构性能分析
2.3.2 性能指标的试验及有限元统计数据
2.3.3 不同性能目标下的指标量化
2.4 本章小结
第3章 低屈服点中心支撑钢框架结构基于性能的抗震设计方法研究
3.1 引言
3.2 低屈服点中心支撑结构基于位移的抗震设计理论
3.2.1 等效单自由度体系原理
3.2.2 计算等效参数
3.2.3 确定目标位移
3.2.4 位移反应谱
3.2.5 设计基底剪力及各质点水平地震作用
3.3 低屈服点中心支撑结构抗震性能评估
3.3.1 基本假定
3.3.2 水平荷载的加载模式
3.3.3 定义塑性铰
3.3.4 结构性能点
3.3.5 ATC-40规范与中国规范反应谱
3.3.6 非线性静力弹塑性分析实施步骤
3.4 本章小结
第4章 低屈服点中心支撑钢框架结构基于性能4、性能3的抗震设计
4.1 引言
4.2 低屈服点钢力学性能试验
4.3 算例设计
4.4 基于性能4的抗震设计
4.4.1 按性能水平为“使用良好”设计([θ]=1/450)
4.4.2 “人身安全”和“防止倒塌”下进行复核
4.4.3 推覆曲线与需求曲线
4.4.4 静力弹塑性分析
4.5 基于性能3的抗震设计
4.5.1 按性能水平为“使用良好”设计([θ]=1/650)
4.5.2 “人身安全”和“防止倒塌”下进行复核
4.5.3 静力弹塑性分析
4.6 本章小结
第5章 低屈服点中心支撑钢框架结构基于性能1、性能2的抗震设计
5.1 引言
5.2 基于性能2的抗震设计
5.2.1 按性能水平“使用良好”设计([θ]=1/750)
5.2.2 “人身安全”和“防止倒塌”下进行复核
5.2.3 静力弹塑性分析
5.3 基于性能1的抗震设计
5.3.1 按性能水平为“使用良好”设计([θ]=1/950)
5.3.2 “人身安全”和“防止倒塌”下进行复核
5.3.3 静力弹塑性分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 本文创新点
6.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文和科研项目
学术论文
科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢框架-装配式混凝土抗侧力墙板结构基于性能的抗震设计方法[J]. 吴函恒,周天华,陈军武,吕晶. 中南大学学报(自然科学版). 2016(11)
[2]偏心支撑钢框架抗地震倒塌富余度研究[J]. 齐永胜,顾强. 四川大学学报(工程科学版). 2016(04)
[3]特殊铰接中心支撑框架结构振动台试验[J]. 张文元,麦浩,于海丰. 哈尔滨工业大学学报. 2016(06)
[4]基于性能的抗震设计研究现状[J]. 谭继可,俞盛,贾善坡. 河南城建学院学报. 2016(01)
[5]新型两阶段耗能开孔式低屈服点钢耗能装置试验研究[J]. 范圣刚,丁智霞,舒赣平,尚春方,刘美景. 东南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[6]新型全钢加劲屈曲约束支撑性能分析及试验研究[J]. 董洁,吴鹏,丁婷,黄镇,刘毅,侯兆新. 钢结构. 2016(03)
[7]高性能钢材在钢框架-中心支撑体系中的应用[J]. 何文涛,张秀斌,齐玉龙,卞晓芳,刘鹏,李晓润. 钢结构. 2016(02)
[8]低屈服点钢材LYP100循环加载试验[J]. 王佼姣,石永久,王元清,潘鹏,牧野俊雄,齐雪. 浙江大学学报(工学版). 2015(08)
[9]高烈度区重力式挡墙基于性能的抗震设计方法研究[J]. 韩鹏飞,隋孝民. 地震工程学报. 2015(02)
[10]按结构影响系数设计的V形中心支撑钢框架抗地震倒塌安全性研究[J]. 齐永胜,顾强,赵风华. 工业建筑. 2015(06)
博士论文
[1]焊接工字形钢支撑及中心支撑钢框架抗震性能研究[D]. 于海丰.哈尔滨工业大学 2010
[2]中心支撑钢框架的结构影响系数和位移放大系数研究[D]. 杨俊芬.西安建筑科技大学 2009
硕士论文
[1]低屈服点圆钢管中心支撑钢框架结构抗震性能研究[D]. 叶小峰.江苏科技大学 2017
[2]某大底盘塔楼结构基于性能的抗震设计方法研究[D]. 彭子城.哈尔滨工业大学 2016
[3]钢管混凝土减震框架结构基于性能的抗震设计方法研究[D]. 陈浩帆.广州大学 2016
[4]板式连接中心支撑钢框架结构的抗震性能研究[D]. 麦浩.哈尔滨工业大学 2015
[5]梁腹板开孔型钢框架中心支撑结构的抗震性能分析[D]. 李斌.西南石油大学 2015
[6]拉链柱式中心支撑钢框架基本构件抗震设计方法研究[D]. 王天涯.河北科技大学 2014
[7]人字形支撑钢框架结构弹塑性受力性能分析[D]. 殷涛.西安科技大学 2013
[8]带偏心支撑SRC柱-S梁混合框架的抗震性能研究[D]. 周文发.中南大学 2013
[9]屈服点谱在中心支撑钢框架结构抗震性能评价中的应用[D]. 沈健超.苏州科技学院 2011
本文编号：3374428
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