本文關(guān)鍵詞：可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系抗震性能分析

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【摘要】：本文在回顧可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系最新發(fā)展動態(tài)后,進行了有限元模擬方法的試驗驗證。并按照這種模擬方法,分別建立了三層和七層可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系模型,通過兩頻段選波方法,篩選出合適的地震波進行時程分析。以理論和模擬研究相結(jié)合的方法,具體分析了結(jié)構(gòu)體系在小震、中震和大震下的抗震性能。主要結(jié)論如下:1)通過合理設(shè)計,可控搖擺自復(fù)位鋼框架結(jié)構(gòu)體系利用自身剛體轉(zhuǎn)動,帶動放置于兩框架間的蝴蝶型耗能鋼板耗能,并通過鋼絞線提供的回復(fù)力,保證結(jié)構(gòu)在地震結(jié)束后能夠回復(fù)到原有位置,實現(xiàn)“小震不壞、中震可修、大震不到”的設(shè)防目標(biāo)。2)可控搖擺自復(fù)位鋼框架結(jié)構(gòu)體系的工作性能主要與鋼絞線和耗能器協(xié)同工作關(guān)系有關(guān),而這種協(xié)同工作關(guān)系通過自復(fù)位率來表征,自復(fù)位率越大結(jié)構(gòu)在震后殘余變形越小,但此時耗能器產(chǎn)生的塑性變形小,耗能效果差,因此對于可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)選取合適的自復(fù)位率至關(guān)重要.本文分別對具有不同自復(fù)位率的可控搖擺鋼框架結(jié)構(gòu)體系進行了研究分析,得出對于雙跨搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu),自復(fù)位率取值的合理范圍為0.5~1.5。3)本文對三層和七層可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系進行抗震性能研究,得出結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)為:(1)在正常使用階段,柱腳不抬起,此時柱腳節(jié)點近似于鉸接節(jié)點,框架依靠自身剛度抵抗水平側(cè)向荷載,結(jié)構(gòu)的豎向傳力路徑為板-梁-柱;(2)在多遇地震下,柱腳可以發(fā)生輕微抬起,抬起高度不超過結(jié)構(gòu)總高度的千分之二,頂點最大位移比和各層層間位移角不超過0.4%,耗能器不產(chǎn)生塑性變形,結(jié)構(gòu)滯回曲線無滯回環(huán);(3)在中震下,柱腳抬起,在某些地震動作用下,耗能器可以產(chǎn)生一定的塑性變形,結(jié)構(gòu)滯回曲線捏縮,但鋼絞線不產(chǎn)生塑性變形,此時結(jié)構(gòu)最大頂點位移比和各層層間位移角不超過1.5%;(4)在罕遇地震下,結(jié)構(gòu)柱腳抬起,耗能器產(chǎn)生較大的塑性變形,結(jié)構(gòu)滯回曲線飽滿,但鋼絞線依然不產(chǎn)生塑性變形,結(jié)構(gòu)頂點最大位移比和各層層間位移角不超過2.0%。
【關(guān)鍵詞】：剛體轉(zhuǎn)動 性能目標(biāo) 自復(fù)位率 可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU352.11
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題背景和研究意義12
• 1.2 基于性能的抗震結(jié)構(gòu)體系12
• 1.3 自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系的基本概念12-13
• 1.4 自復(fù)位結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀13-18
• 1.4.1 自復(fù)位防屈曲支撐結(jié)構(gòu)13-15
• 1.4.2 橫向自復(fù)位結(jié)構(gòu)15-16
• 1.4.3 豎向自復(fù)位結(jié)構(gòu)16-18
• 1.5 耗能材料研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5.1 鋼板耗能器18-19
• 1.6 搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)在實際工程中的應(yīng)用19
• 1.7 本課題的研究內(nèi)容19-21
• 第二章 結(jié)構(gòu)有限元模型驗證21-30
• 2.1 試驗概況21-22
• 2.2 有限元模型的建立22-25
• 2.2.1 試驗介紹22
• 2.2.2 雙跨搖擺鋼框架模型22-23
• 2.2.3 柱腳模擬23
• 2.2.4 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的模擬23-24
• 2.2.5 蝴蝶型耗能鋼板的模擬24-25
• 2.2.6 水平鏈桿的模擬25
• 2.3 加載過程25
• 2.4 試件的有限元軟件模擬驗證25-28
• 2.4.1 A2試件有限元模擬驗證25-27
• 2.4.2 A3試件有限元模擬驗證27-28
• 2.5 模擬結(jié)果誤差分析28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 雙跨可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)的理論分析與設(shè)計方法30-42
• 3.1 雙跨可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系的運動形式及理想滯回曲線分析30-33
• 3.1.1 雙跨可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系的運動形式30-32
• 3.1.2 可控搖擺自復(fù)位鋼框架理想滯回曲線分析32-33
• 3.2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線和鋼板耗能器的力學(xué)工作原理分析33-34
• 3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計性能目標(biāo)34-36
• 3.3.1 雙跨搖擺自復(fù)位鋼框架理想推覆曲線分析34-35
• 3.3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計性能目標(biāo)35-36
• 3.4 可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)各參數(shù)設(shè)計36-41
• 3.4.1 建筑原型、場地等基本參數(shù)36-37
• 3.4.2 設(shè)計基底剪力和傾覆力矩37-38
• 3.4.3 計算耗能器承載力和鋼絞線初始預(yù)拉力38
• 3.4.4 板耗能器參數(shù)設(shè)計38-39
• 3.4.5 預(yù)應(yīng)力鋼絞線參數(shù)設(shè)計39-41
• 3.4.6 確定框架中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 三層可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系抗震性能分析42-65
• 4.1 建立模型42-43
• 4.1.1 建立三層可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系有限元模型42-43
• 4.1.2 靜力循環(huán)加載分析43
• 4.2 自復(fù)位率對可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系的性能影響43-45
• 4.3 地震波的選取45-49
• 4.3.1 地震波的選取方法45-46
• 4.3.2 選取地震波46-48
• 4.3.3 選取人造波48-49
• 4.4 結(jié)構(gòu)體系在多遇地震下抗震性能分析49-54
• 4.5 結(jié)構(gòu)體系在中震下抗震性能分析54-57
• 4.6 結(jié)構(gòu)體系在罕遇地震下抗震性能分析57-64
• 4.6.1 地震過程中結(jié)構(gòu)體系的運動形式57-60
• 4.6.2 罕遇地震下結(jié)構(gòu)耗能器的能量耗散60-62
• 4.6.3 結(jié)構(gòu)在各地震過程中復(fù)位性能分析62-64
• 4.7 本章小結(jié)64-65
• 第五章 多層可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系抗震性能分析65-88
• 5.1 擬靜力加載分析65-70
• 5.1.1 耗能器擺放位置對能量耗散的影響65-68
• 5.1.2 建立多層可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系有限元模型68-69
• 5.1.3 靜力循環(huán)加載分析69-70
• 5.2 多層可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系在多遇地震下抗震性能分析70-75
• 5.3 多層可控搖擺自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系在中震下抗震性能分析75-80
• 5.4 結(jié)構(gòu)體系在罕遇地震下抗震性能分析80-86
• 5.4.1 罕遇地震下結(jié)構(gòu)各層層間位移80-81
• 5.4.2 罕遇地震下結(jié)構(gòu)耗能器的能量耗散81-84
• 5.4.3 結(jié)構(gòu)在各地震過程中復(fù)位性能分析84-86
• 5.5 本章小結(jié)86-88
• 第六章 結(jié)論與展望88-90
• 6.1 結(jié)論88-89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻90-93
• 致謝93-94
• 作者簡介94
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況94

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