钢板剪力墙自复位结构体系的抗震设计方法

发布时间：2017-05-06 10:02

  本文关键词：钢板剪力墙自复位结构体系的抗震设计方法，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢板剪力墙自复位结构是一种新型的抗震结构体系,它结合了框架结构和钢板剪力墙的强度和刚度性能,利用了钢板剪力墙的弹塑性耗能性能,和自复位节点的复位特性。为了探讨新的抗震结构体系,在结合了国内外相关研究基础上,分析了自复位框架、预应力钢绞线和用作耗能器的钢板剪力墙的性能,设定了自复位结构的性能目标,提出了钢板剪力墙自复位结构体系的设计方法,并试设计了一个自复位框架结构。利用有限元软件验证了模拟自复位结构方法的适用性,并分析试设计结构在地震作用下的响应。分析结果表明试设计结构能够满足设定的性能目标,证明所提出的新型结构体系设计方法是可行的。本文的详细内容如下:(1)对钢板剪力墙结构、自复位结构和钢板剪力墙自复位结构分别进行性能分析,确定性能目标结构性能化设计目标,如小震下节点不脱开,结构主体保持弹性;中震下只有钢板剪力墙屈服,节点脱开,结构可以复位;大震下结构主体可以少量进入塑性,钢绞线不会断裂。结合我国相关设计提出钢板剪力墙自复位结构的设计方法。依据设计方法试设计一个钢板剪力墙自复位结构。(2)介绍了钢板剪力墙和自复位结构的建模方法,并用有限元软件OpenSees模拟了试验,最后说明用OpenSees软件模拟钢板剪力墙自复位结构的正确性、可行性,为后来评估钢板剪力墙自复位结构的设计方法提供支持。(3)选取倒三角加载模式,评估钢板剪力墙自复位结构体系的各性能是否满足目标要求,证明设计方法的可行性。(4)对设计的结构进行非线性时程分析,选取3条天然波和2条人工波,分别调地震波的峰值为110gal、294gal、510gal,对设计的钢板剪力墙自复位结构进行抗震时程分析。评估钢板剪力墙自复位结构在小震、中震和大震作用下的性能,是否满足结构的目标要求。
【关键词】：钢板剪力墙 自复位结构 设计方法 抗震分析
【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】：TU392.4;TU352.11
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 课题背景12
• 1.2 自复位结构体系的概念12-13
• 1.3 钢板剪力墙体系的研究13-14
• 1.4 钢板剪力墙自复位结构体系14-15
• 1.5 新型自复位节点研究现状15-18
• 1.6 自复位钢框架及结构体系的研究18-19
• 1.7 钢板剪力墙自复位结构体系设计方法的研究现状19
• 1.8 钢板自复位结构体系设计方法的意义19-20
• 1.9 前人研究的不足20
• 1.10 论文章节安排20-21
• 第二章 自复位结构的理论分析和设计方法21-37
• 2.1 具有自复位功能的框架结构性能21-24
• 2.1.1 自复位框架结构21-22
• 2.1.2 自复位结构刚度的计算22-24
• 2.2 钢板剪力墙的性能24-26
• 2.2.1 上下连接的钢板剪力墙24-25
• 2.2.2 钢板剪力墙的刚度计算25-26
• 2.3 钢板剪力墙自复位结构的性能分析26-30
• 2.3.1 结构性能分析26-27
• 2.3.2 力学分析27-30
• 2.4 钢板剪力墙自复位结构的设计方法30-33
• 2.4.1 钢板剪力墙自复位结构的性能目标30-31
• 2.4.2 钢板剪力墙的设计31-32
• 2.4.3 预应力钢绞线的设计32-33
• 2.4.4 钢板剪力墙自复位结构的设计步骤33
• 2.5 钢板剪力墙自复位结构的设计实例33-36
• 2.5.1 钢框架梁柱的选取34
• 2.5.2 钢板剪力墙厚度的计算及边缘加劲肋的确定34
• 2.5.3 预应力钢绞线面积及初始预应力的计算34-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第三章 有限元模型的验证37-43
• 3.1 有限元单元的选取37
• 3.2 材料的本构关系37-39
• 3.2.1 梁、柱材料本构关系37-38
• 3.2.2 钢板剪力墙的有限元模型及材料本构关系38-39
• 3.2.3 等效拉杆材料的本构关系39
• 3.3 材钢板剪力墙有限元的模拟验证39-40
• 3.4 自复位梁柱节点限元模拟验证40-43
• 第四章 试设计构件的静力非线性评估43-54
• 4.1 侧向加载模式的选取43-47
• 4.1.1 均布分布模式43-44
• 4.1.2 倒三角模式44
• 4.1.3 抛物线分布模式（广义分布模式）44
• 4.1.4 用阵型分解反应谱发得到的分布方式44-45
• 4.1.5 几种加载模式的对比选取45-47
• 4.2 钢板剪力墙自复位结构的性能评估47-52
• 4.2.1 性能目标（2）的性能评估47-49
• 4.2.2 性能目标（3）的性能评估49-50
• 4.2.3 性能目标（4）的性能评估50-51
• 4.2.4 性能目标（5）的性能评估51-52
• 4.3 本章小结52-54
• 第五章 试设计构件的时程分析评估54-65
• 5.1 选取地震波54-57
• 5.1.1 地震波的选取54-57
• 5.2 采用时程分析法对自复位结构进行性能评估57-64
• 5.2.1 多遇地震下的结构性能分析58-60
• 5.2.2 中震下的结构性能分析60-62
• 5.2.3 大震下的结构性能分析62-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第六章 结论与展望65-66
• 6.1 结论65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 作者简历71
• 攻读硕士期间论文发表情况71

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