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防屈曲支撑高层钢结构住宅抗震性能研究

发布时间:2017-09-12 00:29

  本文关键词:防屈曲支撑高层钢结构住宅抗震性能研究


  更多相关文章: 防屈曲支撑 滞回曲线 多遇地震 罕遇地震 抗震性能


【摘要】:大量的实验和理论的研究均说明,防屈曲支撑性能稳定,具有良好的耗能减震效果。本文采用从构件到整体的研究思路,首先对单根防屈曲支撑和防屈曲支撑子系统进行有限元分析,然后研究其在整体结构中的力学性能,并与普通支撑结构进行对比。本文首先从单根防屈曲支撑出发,用ANSYS Workbench进行参数化建模,在静力往复荷载下得到了其滞回曲线并与普通支撑进行对比。研究了内芯与套筒的间隙对防屈曲支撑子系统力学性能的影响,证明了间隙存在的重要性,给出了间隙的取值方法,并将同等截面的普通支撑框架结构进行对比。在截面面积相同的条件下,对比了一字内芯防屈曲支撑子系统和十字内芯防屈曲支撑子系统的滞回性能和受力特征。然后将防屈曲支撑置于整体结构中,通过Midas/gen软件,建立了防屈曲支撑高层钢结构住宅模型,得到其在竖向荷载和水平风荷载下的受力特点。通过振型分解反应谱分析和弹性时程分析,得到防屈曲支撑整体结构在多遇地震下的顶层位移、加速度、基底剪力、滞回曲线等各种响应,评价了整体结构在多遇地震作用下的抗震性能并与普通支撑高层钢结构住宅进行对比。接着进行整体结构的Pushover分析,得到防屈曲支撑高层钢结构住宅的能力曲线,查看性能点处结构信息与规范限值进行比较。得到塑性铰的出现位置和顺序,证明结构有抵抗罕遇地震的能力。最后对防屈曲支撑高层钢结构住宅进行动力弹塑性时程分析,得到整体结构的顶层位移、加速度、层间位移、底部剪力以及防屈曲支撑的滞回曲线,并与普通支撑高层钢结构住宅进行对比,证明防屈曲支撑优越的减震耗能能力。
【关键词】:防屈曲支撑 滞回曲线 多遇地震 罕遇地震 抗震性能
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU973.13;TU973.31
【目录】:
  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-9
  • 第1章 绪论9-17
  • 1.1 课题研究的目的和意义9-10
  • 1.2 国内外相关方向的研究现状10-15
  • 1.3 本文研究的主要内容15-17
  • 第2章 防屈曲支撑的精细化分析17-37
  • 2.1 引言17
  • 2.2 防屈曲支撑有限元模型的建立17-19
  • 2.2.1 几何模型的建立17
  • 2.2.2 定义单元类型17-18
  • 2.2.3 材料的本构关系18-19
  • 2.3 单根防屈曲支撑的力学性能19-22
  • 2.3.1 模型尺寸及初始缺陷19
  • 2.3.2 边界条件及分析结果19-22
  • 2.4 防屈曲支撑子系统的力学性能22-32
  • 2.4.1 参数化建模及网格划分22-23
  • 2.4.2 间隙对防屈曲支撑子系统的影响23-31
  • 2.4.3 防屈曲支撑子系统和普通支撑子系统的对比31-32
  • 2.5 十字内芯与一字内芯防屈曲支撑子系统的对比32-35
  • 2.6 本章小结35-37
  • 第3章 多遇地震作用下结构的响应分析37-59
  • 3.1 引言37
  • 3.2 防屈曲支撑住宅结构模型的静力分析37-47
  • 3.2.1 工程概况37-38
  • 3.2.2 Midas/gen中防屈曲支撑的设置38-41
  • 3.2.3 竖向荷载作用下的静力特点41-44
  • 3.2.4 水平风荷载作用下的受力特点44-47
  • 3.3 结构模型的多遇地震分析47-58
  • 3.3.1 模态分析47-49
  • 3.3.2 阵型分解反应谱分析49-51
  • 3.3.3 动力弹性时程分析51-58
  • 3.4 本章小结58-59
  • 第4章 罕遇地震作用下结构的响应分析59-70
  • 4.1 引言59
  • 4.2 罕遇地震作用下的Pushover静力弹塑性分析59-65
  • 4.2.1 静力弹塑性Pushover分析方法原理59-61
  • 4.2.2 沿结构Y向的Pushover分析61-63
  • 4.2.3 沿结构X方向的Pushover分析63-65
  • 4.3 罕遇地震作用下的结构动力弹塑性分析65-69
  • 4.3.1 动力弹塑性分析方法65-66
  • 4.3.2 罕遇地震作用下结构响应分析66-69
  • 4.4 本章小结69-70
  • 结论70-72
  • 附录72-73
  • 参考文献73-78
  • 致谢78

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本文编号:833998

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