短屈服段屈曲约束支撑钢框架抗震性能研究

发布时间：2022-09-17 19:56

　　鉴于屈曲约束支撑具有的优异滞回性能,大量已建或新建建筑采用屈曲约束支撑代替普通支撑作为框架中的支撑构件,极大提高了框架的抗震性能。但已有研究表明,当屈曲约束支撑钢框架遭遇罕遇地震时,结构的残余变形较大,使得支撑更换困难,甚至根本无法更换。这与屈曲约束支撑可作为结构的“保险丝”便于更换的初衷相悖。本文针对这种情况提出了短屈服段屈曲约束支撑并对其钢框架从以下几个方面进行了研究:（1）针对屈服段长度不同的屈曲约束支撑的力学性能进行了计算与分析,包括支撑的初始轴向刚度、屈服后轴向刚度、耗能系数、等效粘滞阻尼比和恢复力模型等。（2）采用通用有限元软件ABAQUS对屈曲约束支撑构件进行精细化建模,并考虑内核构件的初始缺陷。分析了影响支撑性能的主要参数。结果表明约束比这一参数对支撑屈服段长度的变化较为敏感,并给出了在减小屈服段长度时约束比的放大系数。（3）采用OpenSEES对使用抗侧刚度比法设计出的短屈服段屈曲约束支撑钢框架分别进行了多遇、设防和罕遇地震作用下的时程分析。结果表明,在多遇地震作用下,各框架和支撑均处于弹性阶段,在设防地震作用下,各框架仍处于弹性阶段,支撑开始进入塑性耗能状态,在罕遇... 

【文章页数】：124 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 屈曲约束支撑构件的国内外研究现状
        1.2.1 屈曲约束支撑的构成
        1.2.2 屈曲约束支撑构件的研究现状
    1.3 屈曲约束支撑框架的国内外研究现状
        1.3.1 屈曲约束支撑平面框架的滞回试验研究
        1.3.2 三维屈曲约束支撑框架的抗震性能研究
    1.4 屈曲约束支撑的工程应用
        1.4.1 屈曲约束支撑在新建工程中的应用
        1.4.2 屈曲约束支撑在加固工程中的应用
    1.5 屈曲约束支撑框架存在的问题
    1.6 本文研究内容
第2章 短屈服段屈曲约束支撑
    2.1 屈曲约束支撑的工作原理
    2.2 屈曲约束支撑的疲劳性能
        2.2.1 屈曲约束支撑的疲劳曲线
        2.2.2 根据疲劳曲线确定屈曲约束支撑屈服段长度下限的方法
    2.3 短屈服段屈曲约束支撑的刚度特性
    2.4 短屈服段屈曲约束支撑恢复力模型
    2.5 短屈服段屈曲约束支撑的耗能性能指标
    2.6 本章小结
第3章 短屈服段屈曲约束支撑的承载性能和设计建议
    3.1 短屈服段屈曲约束支撑的有限元模型
        3.1.1 建模方法
        3.1.2 有限元建模方法的验证
        3.1.3 短屈服段屈曲约束支撑力学性能模拟
    3.2 参数分析和设计建议
        3.2.1 间厚比的影响
        3.2.2 宽厚比的影响
        3.2.3 约束比的影响
    3.3 本章小结
第4章 短屈服段屈曲约束支撑钢框架的设计方法
    4.1 屈曲约束支撑框架结构体系
    4.2 屈曲约束支撑的布置方式
    4.3 基于抗侧刚度比的短屈服段屈曲约束支撑钢框架设计方法
        4.3.1 钢框架提供给体系的抗侧刚度
        4.3.2 屈曲约束支撑提供给体系的抗侧刚度
    4.4 短屈服段屈曲约束支撑钢框架设计算例
        4.4.1 算例概况
    4.5 动力时程分析
        4.5.1 多遇地震
        4.5.2 设防地震
        4.5.3 罕遇地震
    4.6 本章小结
第5章 短屈服段屈曲约束支撑钢框架抗震性能分析
    5.1 结构算例的提出
    5.2 模型建立
        5.2.1 钢材本构关系
        5.2.2 屈曲约束支撑
    5.3 试验验证
        5.3.1 试验概况
        5.3.2 Open SEES模型验证
    5.4 罕遇地震动力时程分析
        5.4.1 最大层间位移角
        5.4.2 残余层间位移角
        5.4.3 框架柱和支撑承担的剪力
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
附录A 6层钢框架各柱和各屈曲约束支撑在地震过程中承担的最大水平剪力
附录B 12层钢框架各柱和各屈曲约束支撑在地震过程中承担的最大水平剪力
附录C 18层钢框架各柱和各屈曲约束支撑在地震过程中承担的最大水平剪力
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]防屈曲支撑的研究现状与工程应用[J]. 卢宏飞,陈宝魁.  施工技术. 2019(S1)
[2]自复位屈曲约束支撑框架耗能组件影响分析[J]. 张会,曾鹏,王春林.  钢结构(中英文). 2019(05)
[3]屈曲约束支撑对钢框架结构动力弹塑性性能的影响分析[J]. 隋焕文,张莹,姜峰.  建筑结构. 2019(S1)
[4]一字形全钢装配式防屈曲支撑有限元分析[J]. 刘盼盼,郑宏,张敏.  钢结构. 2018(11)
[5]可更换耗能元件的屈曲约束支撑试验研究[J]. 侯和涛,朱勇静,曲冰,刘晓芳.  建筑技术. 2018(S1)
[6]屈曲约束支撑框架的支撑布置原则研究[J]. 冯玉龙,吴京,孟少平.  工程力学. 2016(12)
[7]双矩管装配式防屈曲支撑螺栓设计理论研究[J]. 姜子钦,郭彦林,王小安,张博浩.  工程力学. 2016(03)
[8]双矩管装配式防屈曲支撑设计理论研究[J]. 姜子钦,郭彦林,张博浩,王小安.  工程力学. 2015(06)
[9]屈曲约束支撑加固RC框架结构振动台试验设计与研究[J]. 吴克川,陶忠,韦光兰,张丹.  建筑结构. 2015(09)
[10]双矩管装配式防屈曲支撑约束刚度取值研究[J]. 郭彦林,姜子钦,王小安,黄彬.  工程力学. 2015(04)

博士论文
[1]低屈服点钢防屈曲支撑及其框架抗震性能研究[D]. 王佼姣.清华大学 2015
[2]方矩管装配式防屈曲支撑设计理论与试验研究[D]. 姜子钦.清华大学 2014

硕士论文
[1]防屈曲支撑钢框架结构抗震性能研究[D]. 宁海勐.太原理工大学 2018



本文编号：3679848