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高层偏心支撑钢框架结构抗震性能研究

作　者: 殷先艺
导　师: 彭伟
学　校: 西南交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 偏心支撑 耗能梁段 剪切屈服型 非线性时程分析
分类号: TU391
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着社会经济的发展,技术的进步,钢材作为一种拥有良好性能的建筑材料得到了日益广泛的应用。钢材具有各向同性、力学性能稳定、强度较高优点,钢结构建筑相较于混凝土、砌体结构更是具有空间布置灵活、施工方便、抗震性能好的特点。偏心支撑钢框架结构是常用的钢结构体系,相对于纯钢框架结构,它具有较大的抗侧刚度,地震响应要小的多,而相对于中心支撑钢框架结构,在弹性阶段时两者抗侧刚度相差不大,地震反应接近,但进入塑性阶段时,偏心支撑钢框架屈服,抗侧刚度则下降缓慢,可有效保护梁柱等主要构件的安全。本文在前人研究分析的基础上,着重从耗能梁段长度和偏心支撑形式两个方面来探讨偏心支撑钢框架结构的抗震性能。本文建立了四个模型,其中两个为V型支撑,另外两个为D型支撑,而每种形式的支撑又分成两不同种长度的耗能梁段(均为剪切屈服型),同一类型支撑之间可比较耗能梁段长度对抗震性能的影响,而同一耗能梁段长度的可以分析对比两种支撑形式对抗震性能的影响。文中分别采用静力pushover和动力非线性时程分析法对四个模型进行模拟计算,根据计算输出结果,从塑性铰的发展、顶点位移与基底剪力、楼层位移、层间位移及层间位移角等角度比较四个模型的地震响应,进而对其抗震能力进行评估和比较。通过分析发现；V型支撑的刚度更大,承载能力更强,但在地震作用下其也承受更大地震力；D型支撑刚度较小,所受地震力较小,但其在地震作用下的位移及位移角较大；随着耗能梁段长度的增加,两种支撑的刚度较小,但耗能能力在增强。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 选题的背景及含义  10-13
    1.1.1 选题的背景  10
    1.1.2 偏心支撑的含义及简介  10-13
  1.2 国内外发展现状  13-15
    1.2.1 国外发展情况  13-14
    1.2.2 国内发展情况  14-15
  1.3 本文的主要工作  15
  1.4 本章小结  15-16
第2章 偏心支撑钢框架的设计  16-24
  2.1 偏心支撑设计  16-18
    2.1.1 支撑类型  16
    2.1.2 支撑特点  16-17
    2.1.3 支撑斜杆设计  17-18
  2.2 耗能梁段设计  18-23
    2.2.1 耗能梁段强度计算  18-20
    2.2.2 耗能梁段长度  20-21
    2.2.3 耗能梁段截面设计  21-22
    2.2.4 耗能梁段腹板加劲肋设置  22-23
    2.2.5 侧向支撑  23
  2.3 本章小结  23-24
第3章 结构静力pushover分析  24-46
  3.1 pushover分析概述  24-26
    3.1.1 pushover分析含义及发展  24
    3.1.2 pushover分析假设及原理  24-26
  3.2 pushover分析方法的步骤  26-27
  3.3 pushover分析水平荷载加载模式  27-29
  3.4 pushover分析之能力谱法  29-33
    3.4.1 供给谱线的建立  29-30
    3.4.2 需求谱线的建立  30-31
    3.4.3 阻尼的需求谱线的影响  31-33
  3.5 实例分析  33-45
    3.5.1 模型参数  33-35
    3.5.2 塑性铰的发展  35-39
    3.5.3 顶点位移曲线  39-40
    3.5.4 层间位移及层间位移角  40-45
  3.6 本章小结  45-46
第4章 结构动力时程分析  46-62
  4.1 概述  46
  4.2 时程分析动力方程的建立及求解  46-51
    4.2.1 建立动力方程  47-49
    4.2.2 求解动力方程  49-51
  4.3 地震波的选用  51-52
  4.4 实例分析  52-61
    4.4.1 结构顶层位移比较  54-55
    4.4.2 结构基底剪力对比  55-58
    4.4.3 结构层间位移的分布  58-61
  4.5 本章小结  61-62
结论及展望  62-64
  结论  62
  展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间参与科研项目及发表论文  68

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 金属结构 > 钢结构
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