耗能段可替换的Y形偏心支撑抗震性能研究

发布时间：2017-05-16 10:04

  本文关键词：耗能段可替换的Y形偏心支撑抗震性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Y形偏心支撑钢框架是一种理想的损伤控制结构,在地震作用下耗能梁段率先进入弹塑性,集中耗散能量,仅当变形过大时框架梁、柱等非耗能构件才会发展塑性,具有显著的屈服时序。Y形偏心支撑钢框架中,与框架梁垂直的耗能梁段主要发生水平方向的剪切变形,对框架梁和楼板的影响较小,耗能梁段采用可替换连接形式即可实现Y形偏心支撑钢框架震后结构功能快速恢复。目前国内外对可替换耗能梁段的Y形偏心支撑钢框架研究较少,也没有对结构功能快速恢复的范围进行研究。本文应用有限元分析软件ABAQUS对高强螺栓端板连接耗能梁段的Y形偏心支撑钢框架进行模拟分析,提出了使结构快速恢复使用功能的结构层间侧移角的合理范围,主要工作内容总结如下:(1)参考相关规范和文献,应用ETABS软件设计了1栋3×5跨共12层的耗能梁段可替换的Y形偏心支撑钢框架结构,并从中取出的一榀单跨3层的结构作为实体有限元分析的BASE试件。(2)应用ABAQUS软件建立BASE试件的有限元模型,并通过对已有相关试验的模拟分析,验证了建模方法的正确性。(3)从单向推覆曲线、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性和耗能能力等方面对BASE试件的抗震性能进行分析,并与耗能梁段采用焊接连接的HJ试件进行比较,结果表明:所设计的高强螺栓端板连接具有足够的强度和刚度,BASE试件与HJ试件具有相同的抗震性能。(4)根据损伤控制结构的特点,提出用于确定Y形偏心支撑钢框架结构快速恢复使用功能的范围的方法,通过BASE试件、2组高跨比不同的试件和1组高强钢试件验证了该方法的可行性,考虑结构高跨比和钢材强度等级的影响,给出了使结构快速恢复功能而替换耗能段的结构层间侧移角的合理范围。
【关键词】：Y形偏心支撑钢框架 损伤控制结构 耗能梁段 可替换 端板连接
【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;TU352.11
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 概述10-11
• 1.2 Y形偏心支撑钢框架的研究现状11-13
• 1.3 耗能梁段可替换的偏心支撑结构研究现状13-15
• 1.4 实际工程中的应用15-16
• 1.5 以往研究的不足16-17
• 1.6 本文主要研究内容17-18
• 第二章 试件设计18-33
• 2.1 模型的结构设计18-19
• 2.2 设计依据19
• 2.3 分析计算19-32
• 2.3.1 荷载取值和结构参数19-20
• 2.3.2 构件截面选取20
• 2.3.3 结构抗震分析20-23
• 2.3.4 构件内力计算及截面验算23-31
• 2.3.5 抗震变形验算31-32
• 2.4 BASE试件介绍32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 有限元模型的建立与验证33-42
• 3.1 有限元模型的建立33-36
• 3.1.1 材料的本构关系33-34
• 3.1.2 单元划分34
• 3.1.3 接触关系与边界条件34-35
• 3.1.4 加载制度35
• 3.1.5 破坏准则35-36
• 3.2 双层单跨Y形偏心支撑钢框架拟静力试验验证36-38
• 3.2.1 试验概况36-37
• 3.2.2 有限元模拟37
• 3.2.3 有限元分析与试验结果对比37-38
• 3.3 高强螺栓端板连接拟静力试验验证38-41
• 3.3.1 试验概况38-39
• 3.3.2 有限元模拟39-40
• 3.3.3 有限元分析与试验结果对比40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 耗能梁段可替换的Y形偏心支撑的抗震性能42-49
• 4.1 BASE试件的有限元分析结果42-45
• 4.1.1 单向推覆分析42-43
• 4.1.2 滞回性能分析43-45
• 4.2 HJ试件与BASE试件有限元分析结果的比较45-48
• 4.2.1 单向推覆分析46-47
• 4.2.2 滞回性能分析47-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 结构使用功能快速恢复的范围49-65
• 5.1 Y形偏心支撑钢框架结构使用功能快速恢复范围的确定方法49-50
• 5.2 BASE试件替换耗能梁段的范围50-52
• 5.3 高跨比系列试件替换耗能梁段的范围52-59
• 5.3.1 YH系列试件52-55
• 5.3.2 YV系列试件55-58
• 5.3.3 结构高跨比对耗能梁段替换范围的影响58-59
• 5.4 复合高强钢系列试件替换耗能梁段的范围59-64
• 5.4.1 YQ系列试件59-63
• 5.4.2 钢材强度对耗能梁段替换范围的影响63-64
• 5.5 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66-71
• 致谢71-72
• 作者简介72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72

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本文编号：370511