学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

带屈曲约束支撑的整体式外套加层框架结构的抗震性能研究

作　者: 席欣
导　师: 曲淑英
学　校: 烟台大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 整体式加层屈曲约束支撑弹性分析弹塑性分析抗震性能
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 0次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

既有房屋的加层改造已成为土木工程界研究的热点问题之一。主要的加层形式有直接加层、分离式加层、整体式加层、协同减震加层等。整体式外套加层形式是指新加层部分与既有房屋通过水平支点连在一起，能充分利用既有房屋的抗震潜力，造价低，减小底层柱的长细比，调整外套框架结构的竖向刚度，提高建筑物整体的抗震性能。已有的地震灾害资料及前期研究证明，在抗震设防地区，整体式外套加层框架结构最大的灾害隐患存在于新旧建筑物连接处，若遇到较强地震或罕遇地震时，此处出现裂缝或不再工作，新加层结构底层柱将失去支座，从而失稳破坏。这种破坏对建筑本身来说是致命的，对人民群众的生命财产带来的损失也是巨大的，因此建议把屈曲约束支撑引入整体式外套加层框架结构。屈曲约束支撑（Buckling-Restrained Brace, BRB）作为一种新型的耗能减震构件，由于设置了防止整体失稳的钢套管约束单元，其在多遇地震作用下处于弹性工作阶段，罕遇地震作用下不至于过早屈曲，不仅可以维持其刚度和稳定性，而且可以通过钢芯材滞回耗能耗散地震能量，达到保护结构主体的目的。因此，BRB较普通支撑具有明显的抗震优越性。本文主要通过ANSYS软件建立有限元分析模型，对整体式外套加层框架结构在加设屈曲约束支撑前后进行模态分析及多遇、罕遇地震作用下的时程分析，以层间位移角为指标进行对比分析结构的抗震性能的变化，主要结论如下：(1)加设屈曲约束支撑后整体式外套加层框架结构的自振周期比加设前要减小5%左右。(2)在多遇地震作用下，加层框架结构各层的层间位移和层间位移角在加设屈曲约束支撑之后均有折减，但折减并不是很明显，基本在10%左右。(3)在罕遇地震作用下，整体式外套加层框架结构加设屈曲约束支撑之前，框架结构各层的层间位移角超出了规范对弹塑性层间位移角限值1/50的规定，加设屈曲约束支撑之后，各层层间位移角均满足要求，而且层间位移角的折减率在60%以上。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-10
1 绪论  10-21
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 既有房屋增层改造研究现状  11-16
    1.2.1 直接加层法  11-12
    1.2.2 分离式加层法  12-13
    1.2.3 整体式加层法  13-14
    1.2.4 协同减震加层法  14-16
  1.3 屈曲约束支撑的研究现状  16-19
  1.4 本文的主要研究内容  19-21
2 屈曲约束支撑的特性和基本力学性能  21-33
  2.1 屈曲约束支撑的组成  21-22
  2.2 屈曲约束支撑的减震原理  22-24
  2.3 屈曲约束支撑的稳定性  24-30
    2.3.1 外围约束构件的刚度  24-25
    2.3.2 BRB 的整体稳定  25-28
    2.3.3 内核芯杆的稳定  28-29
    2.3.4 内核芯杆端部连接段的扭转稳定  29-30
  2.4 屈曲约束支撑的等效刚度  30-31
  2.5 屈曲约束支撑的恢复力模型  31-32
  2.6 本章小结  32-33
3 屈曲约束支撑—框架结构的分析方法  33-42
  3.1 底部剪力法  33-34
  3.2 振型分解反应谱法  34-35
  3.3 时程分析法  35
  3.4 屈曲约束支撑-框架结构计算模型  35-36
  3.5 屈曲约束支撑-框架结构恢复力模型  36-38
  3.6 屈曲约束支撑-框架结构特性计算  38-41
    3.6.1 等效刚度  38-39
    3.6.2 等效周期  39-40
    3.6.3 阻尼比  40-41
  3.7 本章小结  41-42
4 屈曲约束支撑-框架结构数值模拟  42-49
  4.1 有限元模型建立过程  42-46
    4.1.1 单元选择  42-43
    4.1.2 材料选择  43-44
    4.1.3 加载方式  44-46
  4.2 有限元分析理论基础  46-48
    4.2.1 模态分析  46-47
    4.2.2 瞬态动力分析  47-48
  4.3 本章小结  48-49
5 BRB-外套加层框架结构的弹性地震性能分析  49-61
  5.1 工程概况  49
  5.2 有限元模型  49-50
  5.3 结构分析  50-60
    5.3.1 模态分析  50-53
    5.3.2 弹性时程分析  53-60
  5.4 本章小结  60-61
6 BRB-外套加层框架结构的弹塑性地震性能分析  61-70
  6.1 弹塑性分析方法  61-62
  6.2 弹塑性分析结果  62-69
  6.3 本章小结  69-70
7 结论与展望  70-72
  7.1 结论  70
  7.2 展望  70-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
附录 1 攻读学位期间发表的论文目录  76-77

带屈曲约束支撑的整体式外套加层框架结构的抗震性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文