【摘要】：桁框結(jié)構(gòu)具有用鋼量低,輕盈美觀的特點,但其抗震性能較差,桁架容易發(fā)生整體失穩(wěn)。BRB式消能桁框結(jié)構(gòu)是用BRB替代桁架端部節(jié)間下弦桿,在地震作用較大時可以降低結(jié)構(gòu)剛度,阻止能量的進(jìn)一步輸入,同時提高結(jié)構(gòu)的延性。BRB式消能桁框結(jié)構(gòu)具備了普通桁框結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,且抗震性能優(yōu)良,具有很高的研究價值和應(yīng)用前景。本文針對BRB式消能桁框結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型展開研究。首先對BRB式消能桁框結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出假設(shè),確定BRB屈服承載力的取值范圍,實現(xiàn)基于性態(tài)的設(shè)計;然后從工程實際出發(fā),利用3D3S軟件設(shè)計一個四層桁框結(jié)構(gòu),選取第二層作為標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行研究;最后利用ABAQUS軟件建立標(biāo)準(zhǔn)層的有限元模型,通過控制變量,重點研究桁架形式、腹桿連接方式、BRB屈服承載力和桁架高度等參數(shù)對結(jié)構(gòu)承載能力、抗側(cè)剛度、轉(zhuǎn)動剛度和延性等力學(xué)性能的影響,并對BRB式消能桁框結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法進(jìn)行驗證。研究結(jié)果表明:(1)根據(jù)本文提供的設(shè)計方法,可以實現(xiàn)對BRB式消能桁框結(jié)構(gòu)基于性態(tài)的設(shè)計,并且可以通過調(diào)整BRB的屈服承載力,實現(xiàn)各個樓層同步屈服;(2)當(dāng)結(jié)構(gòu)處于正常使用狀態(tài)或地震荷載較小時,BRB式消能桁框結(jié)構(gòu)具有較高的剛度和承載能力,與普通結(jié)構(gòu)并無差別;當(dāng)荷載達(dá)到一定程度時BRB率先屈服,在桁架端部形成塑性鉸,能夠降低結(jié)構(gòu)剛度,阻止能量的進(jìn)一步輸入,提高結(jié)構(gòu)的延性,有利于結(jié)構(gòu)耗能和震后修復(fù)工作。(3)在BRB式消能桁框結(jié)構(gòu)中,桁架有無豎腹桿和腹桿連接方式對結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能影響很小;BRB屈服承載力對力學(xué)性能的影響較大,在合理范圍內(nèi)提高BRB的屈服承載力,可以提高結(jié)構(gòu)的承載能力、抗側(cè)剛度、轉(zhuǎn)動剛度和延性;桁架高度對結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能也有較大影響,相同條件下提高桁架的高度,可以明顯提高結(jié)構(gòu)的承載能力和剛度。最后,本文對ABAQUS的分析結(jié)果加以總結(jié),給出了各參數(shù)對于BRB式桁框結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響,并針對本文存在的不足為后期研究提出了建議。
[Abstract]:The truss frame structure has the characteristics of low steel content, light and beautiful, but its seismic performance is poor. The truss structure is prone to overall instability. BRB type energy dissipation truss structure is used to replace the lower chord at the end of the truss. The stiffness of the structure can be reduced and the further input of energy can be prevented when the earthquake action is great. At the same time, the ductility. BRB type energy dissipation truss frame structure has the advantages of common truss frame structure, and the seismic performance is good. It has high research value and application prospect. In this paper, the mechanical model of BRB energy dissipation truss frame structure is studied. Firstly, the design assumption of BRB type energy dissipation truss frame structure is put forward, the range of BRB yield bearing capacity is determined, and the design based on property state is realized, and then a four-story truss frame structure is designed by using 3D3S software. The second layer is chosen as the standard layer, and the finite element model of the standard layer is established by Abaqus software. By controlling variables, the truss form is studied emphatically. The influence of the yield bearing capacity and truss height of BRB on the mechanical properties such as bearing capacity, lateral stiffness, rotational stiffness and ductility are discussed. The design method of BRB type energy dissipation truss frame structure is verified. The results show that: (1) according to the design method provided in this paper, the BRB type energy dissipation truss frame structure can be designed based on properties, and the yield bearing capacity of BRB can be adjusted. (2) when the structure is in normal condition or when the seismic load is small, the BRB truss frame structure has higher stiffness and bearing capacity, which is not different from the common structure, and when the load reaches a certain level, BRB takes the lead to yield. The plastic hinge formed at the end of the truss can reduce the stiffness of the structure, prevent the further input of energy, improve the ductility of the structure, and be beneficial to the energy dissipation and post-earthquake repair of the structure. (3) in the BRB type energy dissipation truss frame structure, Whether the truss has vertical webs or not has little influence on the mechanical properties of the structure. The yield bearing capacity of BRB has a great influence on the mechanical properties. In a reasonable range, the bearing capacity and lateral stiffness of the structure can be improved by increasing the yield bearing capacity of BRB. The stiffness and ductility of the truss and the height of the truss have great influence on the mechanical properties of the structure. The bearing capacity and stiffness of the structure can be obviously improved by increasing the height of the truss under the same conditions. Finally, this paper summarizes the analysis results of Abaqus, gives the influence of various parameters on the mechanical properties of BRB truss frame structure, and puts forward some suggestions for the later research in view of the shortcomings of this paper.
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU391

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本文編號：2129235