近断层地震下自复位中心支撑钢框架结构基于能量的抗震设计方法
发布时间：2023-04-01 18:55
由于近断层区域的地震动带有明显的高能量速度脉冲特性,这种特性会使结构震后出现较大的塑性残余变形,修复难度显著增加,甚至有些结构因无法修复而不得不拆除,带来巨大的经济损失。目前,我国抗震设计规范按照小震弹性方法进行设计,期望所设计的结构在设防地震或罕遇地震作用下进入弹塑性状态,但已有抗震设计方法无法保证结构进入弹塑性状态后出现理想的破坏模式。因此,近断层地震下结构基于能量的抗震设计方法引起了很多学者的密切关注。本文结合已有的研究成果和能量平衡准则,通过引入了最大有效滞回耗能(MECE)的概念来考虑近断层地震动的瞬时能量输入,建立了自复位中心支撑钢框架(SC-CBSF)结构最大有效滞回耗能的简化计算表达式,提出了近断层地震下SC-CBSF结构基于能量的抗震设计方法,并通过弹塑性时程方法对SC-CBSF结构基于MECE谱的能量抗震设计方法的合理性进行了评估。本文主要研究内容如下:(1)明确SC-CBSF结构在弹塑性状态下层间剪力分布模式和理想屈服机构,建立了SC-CBSF结构主要构件的能量计算表达式,根据已有的MECE谱,结合能量平衡原则提出近断层地震下SC-CBSF结构基于MECE谱的抗震...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的背景及意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 背景及意义
1.2 近断层地震作用下结构地震响应的研究现状
1.3 自复位结构的研究现状
1.3.1 自复位钢支撑的研究现状
1.3.2 自复位支撑钢框架的研究现状
1.4 基于能量的抗震设计方法研究现状
1.5 目前研究存在的不足
1.6 本文的主要研究内容
第二章 SC-CBSF结构基于MECE谱的抗震设计方法
2.1 弹塑性单自由度系统的最大有效滞回耗能谱
2.1.1 近场速度脉冲地震波的特性
2.1.2 弹塑性SDOF系统的最大有效滞回耗能谱
2.1.3 弹塑性SDOF系统的等效速度谱
2.2 SC-CBSF结构基于MECE谱的抗震设计方法
2.2.1 设计流程
2.2.2 基本周期
2.2.3 SC-CBSF结构的最大有效滞回耗能
2.2.4 SC-CBSF结构的层剪力分布
2.2.5 SC-CBSF结构的理想屈服机构
2.2.6 SC-CBSF结构的层间屈服位移
2.3 SC-CBSF结构的层剪力
2.3.1 钢梁的最大有效滞回耗能
2.3.2 钢柱的最大有效滞回耗能
2.3.3 自复位钢支撑的最大有效滞回耗能
2.3.4 SC-CBSF结构的最大有效滞回耗能
2.3.5 自复位钢支撑的水平承载力计算表达式
2.4 自复位钢支撑水平承载力计算表达式的简化处理
2.4.1 参数λ0与ηf值的确定
2.4.2 简化后的自复位钢支撑水平承载力计算表达式
2.5 SC-CBSF结构周边构件设计
2.6 本章小结
第三章 SC-CBSF结构基于MECE谱的算例设计
3.1 设计基本资料
3.1.1 设计概况
3.1.2 设计信息
3.1.3 荷载取值
3.1.4 竖向荷载
3.1.5 重力荷载代表值
3.2 SC-CBSF结构的算例设计
3.2.1 SC-CBSF算例的基本周期
3.2.2 SC-CBSF算例的等效速度
3.2.3 SC-CBSF算例的层间屈服位移
3.2.4 SC-CBSF算例的目标位移角限值
3.2.5 SC-CBSF算例的最大有效滞回耗能计算
3.2.6 SC-CBSF算例的层间剪力
3.2.7 SC-CBSF算例的最终截面
3.2.8 SC-CBSF算例的滞回分析
3.3 本章小结
第四章 基于弹塑性时程法的SC-CBSF结构抗震性能评估
4.1 SC-CBSF结构基于弹塑性时程法抗震性能评估流程
4.2 近场速度脉冲地震波的选取
4.2.1 近场速度脉冲地震波的选取原则
4.2.2 最大有效滞回耗能的计算
4.3 SC-CBSF结构的抗震性能评估
4.3.1 SC-CBSF结构的层剪力
4.3.2 SC-CBSF结构的层剪力分布系数
4.3.3 SC-CBSF结构的最大有效滞回耗能
4.3.4 SC-CBSF结构的楼层位移
4.3.5 SC-CBSF结构的残余楼层位移
4.3.6 SC-CBSF结构的层间位移角
4.3.7 SC-CBSF结构的残余层间位移角
4.4 本章小结
第五章 基于能力谱法的SC-CBSF结构抗震性能评估
5.1 能力谱法的基本原理
5.2 SC-CBSF结构基于能力谱法抗震性能评估流程
5.3 SC-CBSF结构的骨架曲线
5.4 SC-CBSF结构屈服位移的确定
5.5 SC-CBSF结构的能力谱曲线
5.6 性态点的确定
5.7 SC-CBSF结构的抗震性能评估
5.7.1 SC-CBSF结构的层间位移角
5.7.2 SC-CBSF结构的残余层间位移角
5.7.3 SC-CBSF结构层间位移角对比
5.7.4 SC-CBSF结构残余层间位移角对比
5.8 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历
攻读硕士期间所发表的论文
本文编号：3777677
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的背景及意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 背景及意义
1.2 近断层地震作用下结构地震响应的研究现状
1.3 自复位结构的研究现状
1.3.1 自复位钢支撑的研究现状
1.3.2 自复位支撑钢框架的研究现状
1.4 基于能量的抗震设计方法研究现状
1.5 目前研究存在的不足
1.6 本文的主要研究内容
第二章 SC-CBSF结构基于MECE谱的抗震设计方法
2.1 弹塑性单自由度系统的最大有效滞回耗能谱
2.1.1 近场速度脉冲地震波的特性
2.1.2 弹塑性SDOF系统的最大有效滞回耗能谱
2.1.3 弹塑性SDOF系统的等效速度谱
2.2 SC-CBSF结构基于MECE谱的抗震设计方法
2.2.1 设计流程
2.2.2 基本周期
2.2.3 SC-CBSF结构的最大有效滞回耗能
2.2.4 SC-CBSF结构的层剪力分布
2.2.5 SC-CBSF结构的理想屈服机构
2.2.6 SC-CBSF结构的层间屈服位移
2.3 SC-CBSF结构的层剪力
2.3.1 钢梁的最大有效滞回耗能
2.3.2 钢柱的最大有效滞回耗能
2.3.3 自复位钢支撑的最大有效滞回耗能
2.3.4 SC-CBSF结构的最大有效滞回耗能
2.3.5 自复位钢支撑的水平承载力计算表达式
2.4 自复位钢支撑水平承载力计算表达式的简化处理
2.4.1 参数λ0与ηf值的确定
2.4.2 简化后的自复位钢支撑水平承载力计算表达式
2.5 SC-CBSF结构周边构件设计
2.6 本章小结
第三章 SC-CBSF结构基于MECE谱的算例设计
3.1 设计基本资料
3.1.1 设计概况
3.1.2 设计信息
3.1.3 荷载取值
3.1.4 竖向荷载
3.1.5 重力荷载代表值
3.2 SC-CBSF结构的算例设计
3.2.1 SC-CBSF算例的基本周期
3.2.2 SC-CBSF算例的等效速度
3.2.3 SC-CBSF算例的层间屈服位移
3.2.4 SC-CBSF算例的目标位移角限值
3.2.5 SC-CBSF算例的最大有效滞回耗能计算
3.2.6 SC-CBSF算例的层间剪力
3.2.7 SC-CBSF算例的最终截面
3.2.8 SC-CBSF算例的滞回分析
3.3 本章小结
第四章 基于弹塑性时程法的SC-CBSF结构抗震性能评估
4.1 SC-CBSF结构基于弹塑性时程法抗震性能评估流程
4.2 近场速度脉冲地震波的选取
4.2.1 近场速度脉冲地震波的选取原则
4.2.2 最大有效滞回耗能的计算
4.3 SC-CBSF结构的抗震性能评估
4.3.1 SC-CBSF结构的层剪力
4.3.2 SC-CBSF结构的层剪力分布系数
4.3.3 SC-CBSF结构的最大有效滞回耗能
4.3.4 SC-CBSF结构的楼层位移
4.3.5 SC-CBSF结构的残余楼层位移
4.3.6 SC-CBSF结构的层间位移角
4.3.7 SC-CBSF结构的残余层间位移角
4.4 本章小结
第五章 基于能力谱法的SC-CBSF结构抗震性能评估
5.1 能力谱法的基本原理
5.2 SC-CBSF结构基于能力谱法抗震性能评估流程
5.3 SC-CBSF结构的骨架曲线
5.4 SC-CBSF结构屈服位移的确定
5.5 SC-CBSF结构的能力谱曲线
5.6 性态点的确定
5.7 SC-CBSF结构的抗震性能评估
5.7.1 SC-CBSF结构的层间位移角
5.7.2 SC-CBSF结构的残余层间位移角
5.7.3 SC-CBSF结构层间位移角对比
5.7.4 SC-CBSF结构残余层间位移角对比
5.8 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历
攻读硕士期间所发表的论文
本文编号：3777677
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3777677.html
