钢框架—支撑剪切板结构抗震性能研究

发布时间：2020-02-01 13:08

【摘要】：钢框架-支撑剪切板结构是一种在中心支撑交叉处设置了可更换剪切板的新型双重抗侧力体系。剪切板作为主要的耗能构件,在地震中能先于外框架进入屈服,保护主体结构安全。支撑剪切板是第一道抗震防线,外框架是第二道抗震防线。通过合理的设计可以减少结构在地震中的变形,提高抗震性能。震后,结构通过更换剪切板构件,便可恢复正常的使用功能。本文采用有限元模拟的分析方法,研究钢框架-支撑剪切板结构的抗震性能。首先建立单层单跨结构模型,进行单调推覆和循环加载分析,研究其工作过程和滞回性能,分析剪切板截面厚度和宽度对结构强度、刚度、支撑轴力、耗能能力的影响。然后设计9个多层钢框架-支撑剪切板结构体系,进行倒三角分布的静力加载,验证其设计方法的正确性。对不同层数和跨度下的结构强度、刚度、结构变形和剪力分配情况进行分析,探究多层钢框架-支撑剪切板结构体系的抗震性能。最后对钢框架-支撑剪切板结构进行8度地震的反应谱分析,多遇地震、设防地震和罕遇地震下的时程分析,考察结构变形情况,基底剪力分布和结构破坏情况。研究表明,钢框架-支撑剪切板结构具有明显的屈服时序,首先是剪切板屈服,然后是框架梁端屈服,最后是框架柱脚屈服。剪切板开始屈服到框架进入塑性之间的结构位移相差很长,因此剪切板的更换操作很容易实现。钢框架-支撑剪切板结构的强度和刚度设计具有相对独立性,增大剪切板厚度能同时提高结构承载力和刚度,增大剪切板宽度能提高承载力而不影响刚度。在往复水平荷载作用下,钢框架-支撑剪切板结构具有很好的耗能能力,滞回曲线饱满。随着建筑物高度的增加,结构弯曲作用增大,结构上部的剪切板不易屈服。时程分析结果表明,设置支撑剪切板能显著减小结构变形。按本文设计方法设计的钢框架-支撑剪切板结构在小震作用下结构保持弹性,中震作用下,剪切板进入屈服而外框架保持弹性,大震作用下,剪切板和框架梁端及柱脚进入塑性,外框架发挥第二道抗震防线的作用,避免结构出现坍塌,满足结构抗震设计的性能目标。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU398.2;TU352.11

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈以一;贺修樟;柯珂;陈越时;;可更换损伤元结构的特征与关键技术[J];建筑结构学报;2016年02期

2 宋中霜;李冀龙;韩露;李惠;欧进萍;;低屈服点钢剪切板阻尼器滞回性能试验研究[J];防灾减灾工程学报;2014年03期

3 吕西林;陈聪;;带有可更换构件的结构体系研究进展[J];地震工程与工程振动;2014年01期

4 爱丽丝常·理查兹;约翰·瓦戈;艾丽卡·塞维利亚;田姗姗;;新西兰之鉴:如何提高震后恢复力[J];中国经济报告;2013年10期

5 孙国华;顾强;何若全;方有珍;;钢板剪力墙结构的性态指标及损伤评估[J];土木工程学报;2013年04期

6 何志明;周云;陈清祥;;剪切钢板阻尼器研究与应用进展[J];地震工程与工程振动;2012年06期

7 吕西林;毛苑君;;带有可更换墙脚构件剪力墙的设计方法[J];结构工程师;2012年03期

8 张剑;;弹塑性动力时程分析若干问题的分析与探讨[J];工程抗震与加固改造;2011年05期

9 吕西林;陈云;毛苑君;;结构抗震设计的新概念——可恢复功能结构[J];同济大学学报(自然科学版);2011年07期

10 陈之毅;葛汉彬;宇佐美勉;袁勇;;反复荷载作用下剪切板阻尼器的抗剪极限强度[J];沈阳工业大学学报;2011年02期

相关硕士学位论文 前2条

1 林荣深;双钢板—混凝土联肢剪力墙结构抗震性能研究[D];广州大学;2015年

2 王俊亮;圆钢管滞回性能有限元分析[D];北京交通大学;2014年

，

本文编号：2575398