【摘要】：墻板內(nèi)置無粘結(jié)鋼板支撐(墻板內(nèi)置支撐)是以外部墻板做為約束構(gòu)件的防屈曲支撐,墻板為內(nèi)置支撐提供側(cè)向約束并可兼做隔墻,墻板內(nèi)置支撐可做為中心支撐改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。目前,對墻板內(nèi)置支撐鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能的試驗研究表明,構(gòu)造合理的結(jié)構(gòu)抗震性能良好。但因試驗量測內(nèi)容和獲得的數(shù)據(jù)較有限,尚不能深入考察關(guān)鍵構(gòu)造的變化對結(jié)構(gòu)在往復(fù)作用下的工作機(jī)理、滯回特性、塑性發(fā)展歷程等的影響規(guī)律。特別是,缺乏對結(jié)構(gòu)的合理構(gòu)造和相應(yīng)設(shè)計方法的研究。因此,本文結(jié)合試驗研究和數(shù)值模擬,深入研究了墻板內(nèi)置支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、抗震性能和設(shè)計方法等問題。主要研究內(nèi)容如下:(1)因軸向低周往復(fù)作用下內(nèi)置支撐鋼材具有混合強(qiáng)化特性,故采用ABAQUS程序模擬了相關(guān)試驗中的墻板內(nèi)置支撐構(gòu)件。經(jīng)調(diào)整本構(gòu)關(guān)系中的控制參數(shù)使支撐構(gòu)件滯回曲線的模擬和試驗結(jié)果盡可能一致,從而確定出支撐的混合強(qiáng)化控制參數(shù),并應(yīng)用到后續(xù)的墻板內(nèi)置支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的試驗?zāi)M中。(2)采用ABAQUS程序,通過殼元建模,較精確地建立了已試驗的三個墻板內(nèi)置支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的有限元分析模型,經(jīng)全面對比結(jié)構(gòu)試驗和有限元分析結(jié)果的差異,論證了數(shù)值分析的可行性。深入考察了墻板內(nèi)置支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的支撐形式、梁柱節(jié)點形式和節(jié)點連接區(qū)域加強(qiáng)方式等對結(jié)構(gòu)滯回性能的影響。并在此基礎(chǔ)上探討了結(jié)構(gòu)分析中的采用梁單元和桿單元的簡化模擬方法。(3)在已試驗結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,還另外設(shè)計了墻板內(nèi)置人字形支撐剛接(或鉸接)框架結(jié)構(gòu)算例。重點分析了1/50層間側(cè)移角范圍內(nèi)考慮結(jié)構(gòu)側(cè)移后構(gòu)件的實際內(nèi)力分布和取值與現(xiàn)行設(shè)計方法的差異,并據(jù)此給出了切實的結(jié)構(gòu)分析簡圖和設(shè)計建議�；谙嚓P(guān)試驗中一根支撐破壞的情況,經(jīng)參數(shù)分析全面考察了變化支撐和框架截面、結(jié)構(gòu)層數(shù)和跨數(shù)、支撐布置形式等因素后考慮某層人字形支撐中一根支撐局部破壞情況下的結(jié)構(gòu)抗震性能,并提出了相關(guān)設(shè)計建議。(4)探討了節(jié)點連接區(qū)域的加強(qiáng)構(gòu)造措施、支撐的偏心距離、梁柱剛性連接時梁柱節(jié)點域的傳力機(jī)制和剪切變形等因素對結(jié)構(gòu)受力性能的影響。重點對墻板內(nèi)置單斜形(或人字形)支撐剛接框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點以及支撐與鋼梁(或鋼柱)的連接區(qū)域進(jìn)行了受力分析,并結(jié)合現(xiàn)有純鋼框架節(jié)點區(qū)域加強(qiáng)板的做法,提出了墻板內(nèi)置支撐鋼框架結(jié)構(gòu)節(jié)點區(qū)域加強(qiáng)構(gòu)造及相應(yīng)的設(shè)計方法。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU391;TU352.11
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 緒論 課題背景及意義常規(guī)的純鋼支撐受壓失穩(wěn)后，往復(fù)作用下滯回性能出現(xiàn)退化。為改善支撐的滯能，可采用防屈曲支撐（Buckling-restrained brace，簡記為 BRB），其通常由鋼支撐、外圍約束構(gòu)件和二者間的無粘結(jié)層（或間隙）組成。設(shè)計中，用內(nèi)撐承擔(dān)全部軸力，約束構(gòu)件為內(nèi)置支撐提供側(cè)向約束，防止支撐受壓失穩(wěn)。屈曲支撐具有良好的延性和耗能能力，工程應(yīng)用日益增多[1-4]。依據(jù)約束構(gòu)件方式的不同，防屈曲支撐可分為桿式防屈曲支撐和墻板內(nèi)置無粘結(jié)鋼板支撐稱為墻板內(nèi)置支撐），如圖 1-1 所示。墻板內(nèi)置支撐是以外部墻板作為外圍約件為鋼板支撐提供側(cè)向約束的一種防屈曲支撐[5-7]，墻板可兼做隔墻。內(nèi)置鋼撐可采用單斜形或人字形等布置方式，因其具有較好的滯回特性，可用于改心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的抗震性能[8,9]。桿狀防

（a）試驗?zāi)Ｐ?（b） 荷載-位移滯回曲線圖 1-4 Wakabayashi 試驗?zāi)Ｐ图敖Y(jié)果[22]研究表明鋼筋混凝土墻板內(nèi)置無粘結(jié)支撐鋼框架（DCBF）是偏心支撐（EBF）和中心支撐（CBF）結(jié)構(gòu)的 1.79 倍和 4.14 93，雖然比偏心支撐結(jié)構(gòu)低 12%，但最大加載位移卻超過其 33個結(jié)構(gòu)（MRF（純框架）、EBF、CBF），內(nèi)置鋼板支撐結(jié)構(gòu)具有、較高的承載力、較好的耗能能力和延性（圖 1-5）。但試驗過結(jié)構(gòu)加載到 1/149 側(cè)移角時一層一根支撐局部面外屈曲，導(dǎo)致混切破壞，結(jié)構(gòu)承載力降低；加載到 1/108 側(cè)移角時，一層至三層軸向開裂；加載到 1/100 側(cè)移角時，四層支撐無約束段發(fā)生彎曲墻板的抗沖切承載力不足等問題導(dǎo)致支撐較早破壞，劣化了防構(gòu)的抗震性能。

【參考文獻(xiàn)】

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1 葉列平;繆志偉;程光煜;馬千里;陸新征;;建筑結(jié)構(gòu)基于能量抗震設(shè)計方法研究[J];工程力學(xué);2014年06期

2 丁玉坤;;防屈曲支撐鋼框架結(jié)構(gòu)中被撐柱抗震設(shè)計探討[J];土木工程學(xué)報;2012年S1期

3 丁玉坤;張耀春;;鋼框架-無黏結(jié)內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻雙重體系抗震性能分析[J];土木工程學(xué)報;2010年S1期

4 胡大柱;李國強(qiáng);孫飛飛;汪大綏;芮明倬;李立樹;賀軍利;;屈曲約束支撐鉸接框架足尺模型模擬地震振動臺試驗[J];土木工程學(xué)報;2010年S1期

5 趙瑛;郭彥林;;防屈曲支撐框架設(shè)計方法研究[J];建筑結(jié)構(gòu);2010年01期

6 賈明明;張素梅;呂大剛;蔣守蘭;;抑制屈曲支撐布置原則對鋼框架抗震性能的影響[J];工程力學(xué);2009年07期

7 李國強(qiáng);胡大柱;孫飛飛;;屈曲約束支撐鉸接鋼框架結(jié)構(gòu)體系抗震性能[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年12期

8 丁玉坤;張耀春;;無粘結(jié)內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻滯回性能分析[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年04期

9 謝強(qiáng);趙亮;;帶有屈曲約束支撐雙重結(jié)構(gòu)體系的抗震性能[J];沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年02期

10 陳杰;蘇明周;申林;蔡益燕;郭海山;;鋼結(jié)構(gòu)焊接翼緣板加強(qiáng)式梁柱剛性連接滯回性能試驗研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2007年03期

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1 丁玉坤;張耀春;;采用V字形無粘結(jié)內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻的支撐鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能分析[A];第九屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

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2 孫霖;防屈曲支撐鋼管混凝土柱組合框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 黑偉偉;鋼框架蓋板加強(qiáng)型節(jié)點低周反復(fù)荷載試驗研究[D];青島理工大學(xué);2010年

4 高翔;鋼框架梁端翼緣蓋板加強(qiáng)型節(jié)點力學(xué)性能研究[D];青島理工大學(xué);2010年

5 趙俊賢;無粘結(jié)內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻滯回性能試驗及工作性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

6 劉建彬;防屈曲支撐及防屈曲支撐鋼框架設(shè)計理論研究[D];清華大學(xué);2005年

本文編號：2727656