鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)計(jì)方法
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【摘要】:鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)是一種新型的抗震結(jié)構(gòu)體系,它結(jié)合了框架結(jié)構(gòu)和鋼板剪力墻的強(qiáng)度和剛度性能,利用了鋼板剪力墻的彈塑性耗能性能,和自復(fù)位節(jié)點(diǎn)的復(fù)位特性。為了探討新的抗震結(jié)構(gòu)體系,在結(jié)合了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究基礎(chǔ)上,分析了自復(fù)位框架、預(yù)應(yīng)力鋼絞線和用作耗能器的鋼板剪力墻的性能,設(shè)定了自復(fù)位結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo),提出了鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)方法,并試設(shè)計(jì)了一個(gè)自復(fù)位框架結(jié)構(gòu)。利用有限元軟件驗(yàn)證了模擬自復(fù)位結(jié)構(gòu)方法的適用性,并分析試設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)。分析結(jié)果表明試設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能夠滿足設(shè)定的性能目標(biāo),證明所提出的新型結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方法是可行的。本文的詳細(xì)內(nèi)容如下:(1)對(duì)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)、自復(fù)位結(jié)構(gòu)和鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行性能分析,確定性能目標(biāo)結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計(jì)目標(biāo),如小震下節(jié)點(diǎn)不脫開,結(jié)構(gòu)主體保持彈性;中震下只有鋼板剪力墻屈服,節(jié)點(diǎn)脫開,結(jié)構(gòu)可以復(fù)位;大震下結(jié)構(gòu)主體可以少量進(jìn)入塑性,鋼絞線不會(huì)斷裂。結(jié)合我國(guó)相關(guān)設(shè)計(jì)提出鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。依據(jù)設(shè)計(jì)方法試設(shè)計(jì)一個(gè)鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)。(2)介紹了鋼板剪力墻和自復(fù)位結(jié)構(gòu)的建模方法,并用有限元軟件OpenSees模擬了試驗(yàn),最后說明用OpenSees軟件模擬鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)的正確性、可行性,為后來評(píng)估鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法提供支持。(3)選取倒三角加載模式,評(píng)估鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系的各性能是否滿足目標(biāo)要求,證明設(shè)計(jì)方法的可行性。(4)對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性時(shí)程分析,選取3條天然波和2條人工波,分別調(diào)地震波的峰值為110gal、294gal、510gal,對(duì)設(shè)計(jì)的鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震時(shí)程分析。評(píng)估鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)在小震、中震和大震作用下的性能,是否滿足結(jié)構(gòu)的目標(biāo)要求。
【關(guān)鍵詞】:鋼板剪力墻 自復(fù)位結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)方法 抗震分析
【學(xué)位授予單位】:蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TU392.4;TU352.11
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-12
- 第一章 緒論12-21
- 1.1 課題背景12
- 1.2 自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系的概念12-13
- 1.3 鋼板剪力墻體系的研究13-14
- 1.4 鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系14-15
- 1.5 新型自復(fù)位節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀15-18
- 1.6 自復(fù)位鋼框架及結(jié)構(gòu)體系的研究18-19
- 1.7 鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方法的研究現(xiàn)狀19
- 1.8 鋼板自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方法的意義19-20
- 1.9 前人研究的不足20
- 1.10 論文章節(jié)安排20-21
- 第二章 自復(fù)位結(jié)構(gòu)的理論分析和設(shè)計(jì)方法21-37
- 2.1 具有自復(fù)位功能的框架結(jié)構(gòu)性能21-24
- 2.1.1 自復(fù)位框架結(jié)構(gòu)21-22
- 2.1.2 自復(fù)位結(jié)構(gòu)剛度的計(jì)算22-24
- 2.2 鋼板剪力墻的性能24-26
- 2.2.1 上下連接的鋼板剪力墻24-25
- 2.2.2 鋼板剪力墻的剛度計(jì)算25-26
- 2.3 鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)的性能分析26-30
- 2.3.1 結(jié)構(gòu)性能分析26-27
- 2.3.2 力學(xué)分析27-30
- 2.4 鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法30-33
- 2.4.1 鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)30-31
- 2.4.2 鋼板剪力墻的設(shè)計(jì)31-32
- 2.4.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)32-33
- 2.4.4 鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟33
- 2.5 鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)例33-36
- 2.5.1 鋼框架梁柱的選取34
- 2.5.2 鋼板剪力墻厚度的計(jì)算及邊緣加勁肋的確定34
- 2.5.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線面積及初始預(yù)應(yīng)力的計(jì)算34-36
- 2.6 本章小結(jié)36-37
- 第三章 有限元模型的驗(yàn)證37-43
- 3.1 有限元單元的選取37
- 3.2 材料的本構(gòu)關(guān)系37-39
- 3.2.1 梁、柱材料本構(gòu)關(guān)系37-38
- 3.2.2 鋼板剪力墻的有限元模型及材料本構(gòu)關(guān)系38-39
- 3.2.3 等效拉桿材料的本構(gòu)關(guān)系39
- 3.3 材鋼板剪力墻有限元的模擬驗(yàn)證39-40
- 3.4 自復(fù)位梁柱節(jié)點(diǎn)限元模擬驗(yàn)證40-43
- 第四章 試設(shè)計(jì)構(gòu)件的靜力非線性評(píng)估43-54
- 4.1 側(cè)向加載模式的選取43-47
- 4.1.1 均布分布模式43-44
- 4.1.2 倒三角模式44
- 4.1.3 拋物線分布模式(廣義分布模式)44
- 4.1.4 用陣型分解反應(yīng)譜發(fā)得到的分布方式44-45
- 4.1.5 幾種加載模式的對(duì)比選取45-47
- 4.2 鋼板剪力墻自復(fù)位結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估47-52
- 4.2.1 性能目標(biāo)(2)的性能評(píng)估47-49
- 4.2.2 性能目標(biāo)(3)的性能評(píng)估49-50
- 4.2.3 性能目標(biāo)(4)的性能評(píng)估50-51
- 4.2.4 性能目標(biāo)(5)的性能評(píng)估51-52
- 4.3 本章小結(jié)52-54
- 第五章 試設(shè)計(jì)構(gòu)件的時(shí)程分析評(píng)估54-65
- 5.1 選取地震波54-57
- 5.1.1 地震波的選取54-57
- 5.2 采用時(shí)程分析法對(duì)自復(fù)位結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能評(píng)估57-64
- 5.2.1 多遇地震下的結(jié)構(gòu)性能分析58-60
- 5.2.2 中震下的結(jié)構(gòu)性能分析60-62
- 5.2.3 大震下的結(jié)構(gòu)性能分析62-64
- 5.3 本章小結(jié)64-65
- 第六章 結(jié)論與展望65-66
- 6.1 結(jié)論65
- 6.2 展望65-66
- 參考文獻(xiàn)66-70
- 致謝70-71
- 作者簡(jiǎn)歷71
- 攻讀碩士期間論文發(fā)表情況71
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