带防屈曲支撑钢连梁联肢墙屈服机制及耗能能力分析
本文选题:带防屈曲支撑钢连梁 + 静力弹塑性分析 ; 参考:《长春工程学院》2017年硕士论文
【摘要】:高层建筑是随着经济的发展和人民生活需要而发展起来的,在高层建筑结构设计中剪力墙结构目前应用最为广泛。考虑到建筑使用功能,联肢墙是剪力墙体系中最为典型的形式。在抗震结构体系中,剪力墙承担着重要的抗震作用,而联肢墙中连梁是剪力墙结构抗震设计的第一道防线,是剪力墙结构抗震性能的关键,合理地设计连梁可起到有效的耗能作用。各国学者对连梁提出了不同的改善方法,国内学者孙维东教授考虑改善连梁的耗能能力与震后易维修等因素提出了新型的连梁形式—带防屈曲支撑钢连梁,与剪力墙形成一种新型的混合联肢墙结构体系。本文即研究带防屈曲支撑钢连梁联肢墙结构体系屈服机制和耗能能力。是以某框架-筒体结构工程为例,建立钢筋混凝土连梁结构模型,依据总结的带防屈曲支撑钢连梁的设计方法与布置原则,替换钢筋混凝土连梁结构模型中部分联肢墙中局部钢筋混凝土连梁建立钢筋混凝土连梁和带防屈曲支撑钢连梁结构模型,利用建筑结构有限元分析软件Midas gen对这两种模型进行静力弹塑性分析,分析结果表明钢筋混凝土连梁和带防屈曲支撑钢连梁结构模型屈服机制属于总体屈服机制,在相同的罕遇地震作用下,比钢筋混凝土连梁结构模型有更加充足的安全储备,能够有效减小整体结构的塑性破坏。为进一步分析防屈曲支撑对结构抗震性能的影响,建立了普通钢桁架连梁结构模型并进行静力弹塑性分析,与局部钢支撑替换成防屈曲支撑的普通钢桁架连梁和带防屈曲支撑钢连梁结构模型分析结果进行对比,分析结果表明,带防屈曲支撑钢连梁联肢墙屈服顺序遵循“防屈曲支撑—连梁—墙肢”的合理顺序,具有良好的耗能能力。最后利用盈建科程序采用时程分析法和能量分析法对结构模型的耗能能力进行了分析。对比钢筋混凝土连梁结构模型、普通钢桁架连梁结构模型与带防屈曲支撑钢连梁结构模型分析结果表明,在输入结构总能量相近,带防屈曲支撑钢连梁结构塑性耗能远小于钢筋混凝土连梁结构与普通钢桁架连梁结构的塑性耗能,带防屈曲支撑钢连梁结构体系具有良好的滞回耗能能力,防屈曲支撑通过自身屈服耗能,能够有效减少结构其他构件的塑性破坏,保证主体结构安全,防止整体结构倒塌。
[Abstract]:High-rise building is developed with the development of economy and the needs of people's life. Shear wall structure is widely used in the design of high-rise building structure. Considering the function of building, coupling wall is the most typical form of shear wall system. In aseismic structure system, shear wall plays an important role in earthquake resistance, and the link beam is the first line of defense in seismic design of shear wall structure, which is the key of seismic performance of shear wall structure. Reasonable design of connecting beam can play an effective role in energy dissipation. Scholars from all over the world have put forward different improvement methods for connecting beams. Professor Sun Weidong, a domestic scholar, has put forward a new type of connected beam form, steel connected beam with buckling braced steel beam, considering such factors as improving the energy dissipation capacity of connecting beam and easy maintenance after earthquake. A new type of hybrid wall structure system is formed with shear wall. In this paper, the yield mechanism and energy dissipation capacity of steel beam coupled wall structure with buckling braces are studied. Taking a frame-tube structure engineering as an example, the model of reinforced concrete connected beam structure is established, and the design method and layout principle of steel connecting beam with buckle-proof bracing are summarized. The model of reinforced concrete connecting beam and steel connected beam with anti-buckling bracing is established by replacing the partial reinforced concrete connecting beam in the partial coupling wall in the reinforced concrete structure model. The static elastic-plastic analysis of the two models is carried out by using the finite element analysis software Midas gen. The results show that the yield mechanism of the models of reinforced concrete beams and steel-connected beams with anti-buckling support belongs to the overall yield mechanism. Under the same rare earthquake, there is more safety reserve than the reinforced concrete coupled beam model, which can effectively reduce the plastic failure of the whole structure. In order to further analyze the influence of buckle-resistant braces on the seismic behavior of the structure, a model of common steel truss coupled beam structure is established and static elastic-plastic analysis is carried out. The results are compared with the analysis results of the model of the common steel truss connecting beam and the steel connected beam structure with buckling bracing, which are replaced by the local steel braces, and the results show that, The yield sequence of steel-coupled beams with buckling bracing follows the reasonable order of "anti-buckling bracing, beam-wall limbs", and has good energy dissipation ability. Finally, the time history analysis and energy analysis are used to analyze the energy dissipation ability of the structural model. Compared with the model of reinforced concrete continuous beam structure, the analysis results show that the total energy of the input structure is close to that of the common steel truss beam structure model and the steel continuous beam structure model with buckle-resistant braces. The plastic energy dissipation of the steel-connected beam structure with buckle-resistant bracing is much smaller than that of the reinforced concrete connected beam structure and the common steel truss beam structure, and the system with buckle-resistant braced steel-connected beam structure has good hysteretic energy dissipation ability. The anti-buckling bracing can effectively reduce the plastic failure of other structural members, ensure the safety of the main structure and prevent the whole structure from collapsing.
【学位授予单位】:长春工程学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU973.16;TU973.31
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,本文编号:1976815
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