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双槽钢组合截面构件在循环弯矩作用下滞回性能的研究

作　者: 赵锋
导　师: 陈向荣
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 双槽钢组合截面循环弯矩滞回性能
分类号: TU352.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

交错桁架结构体系因其经济性和建筑布置灵活性等诸多优点，越来越受到工程界的重视。为改善该结构体系的受力性能，本文提出通过提高空腹节间弦杆的耗能能力，使得空腹节间弦杆首先形成塑性铰或发生可修复的破坏，从而可以更大限度的消耗地震能量。双槽钢组合截面由于其材料利用合理，整体刚度大、抗扭性能好等优势被建议应用到空腹节间弦杆。但国内外相关规范和规程并没有对这种截面形式在循环弯矩作用下的构件做出详细规定，因此对双槽钢组合截面构件抗震性能研究具有重要的工程实践意义。本文运用有限元分析软件ABAQUS对循环弯矩作用下双槽钢组合截面构件的滞回性能进行有限元分析，采用考虑材料和几何非线性的C3D8R实体单元，利用理想弹塑性模型的材料本构关系，并考虑包辛格效应对材料性能的影响，建立有限元模型，分析过程中不考虑构件初始几何缺陷和残余应力的影响。并通过与已有试验结果的对比，验证了有限元模型的正确性。为了研究双槽钢组合截面构件滞回性能的影响因素，本文针对构件侧向计算长度、填板间距、腹板高度、腹板厚度、翼缘宽度和翼缘厚度等几何参数，对双槽钢组合截面构件进行了循环弯矩作用下的参数分析。通过对构件滞回曲线、骨架曲线、承载力退化、刚度退化、延性系数及能量耗散系数等分析结果进行比较，对双槽钢组合截面的抗震性能进行分析，得出各参数对双槽钢组合截面构件的滞回性能影响规律。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-19
  1.1 引言  8
  1.2 国内外研究现状  8-17
    1.2.1 钢构件滞回性能研究现状  8-15
    1.2.2 组合截面构件的研究现状  15-17
  1.3 研究意义和主要内容  17-19
    1.3.1 研究意义  17
    1.3.2 研究内容  17-19
2 钢结构的滞回性能设计理论  19-25
  2.1 概述  19
  2.2 地震作用下结构耗能机理  19-20
  2.3 延性理论  20-22
  2.4 钢结构体系的抗震设计要求  22
  2.5 结构抗震性能的研究方法  22-23
  2.6 本章小结  23-25
3 有限元模型的建立与正确性验证  25-33
  3.1 ABAQUS 软件介绍  25-26
  3.2 有限元模型的建立  26-29
    3.2.1 钢材的应力—应变关系模型  26-27
    3.2.2 单元类型及网格划分  27
    3.2.3 加载制度  27-28
    3.2.4 初始缺陷和残余应力的考虑  28
    3.2.5 求解方法  28-29
  3.3 有限元模型的正确性验证  29-32
  3.4 本章小结  32-33
4 双槽钢组合截面构件滞回性能研究及其影响因素  33-64
  4.1 计算简图的确定  33-34
  4.2 有限元模型及截面形式  34
  4.3 加载制度  34-35
  4.4 破坏准则  35
  4.5 材料特性的选取  35-36
  4.6 试件设计  36-38
    4.6.1 基本试件的设计  36
    4.6.2 参数试件的设计  36-38
  4.7 双槽钢组合截面构件的参数分析  38-62
    4.7.1 侧向计算长度分析  38-43
    4.7.2 填板间距分析  43-47
    4.7.3 腹板高度分析  47-51
    4.7.4 腹板厚度分析  51-55
    4.7.5 翼缘宽度分析  55-59
    4.7.6 翼缘厚度分析  59-62
  4.8 本章小结  62-64
5 结论与展望  64-66
  5.1 结论  64-65
  5.2 展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-71
作者在读期间的研究成果  71

双槽钢组合截面构件在循环弯矩作用下滞回性能的研究

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