本文關鍵詞：帶延性鑄造連接件的防屈曲支撐的有限元分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：純框架結(jié)構(gòu)與鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)是最常用的鋼結(jié)構(gòu)形式。純鋼框架的側(cè)向剛度較差,大震下側(cè)移過大。鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度較高,但在大震作用下,支撐易發(fā)生屈曲失穩(wěn)。學者們便提出特殊中心支撐框架(SCBF)體系,支撐單元由中空結(jié)構(gòu)段和節(jié)點板(HSS)組成。然而,研究結(jié)果表明當前的設計方法阻礙了支撐構(gòu)件作用的充分發(fā)揮,主要表現(xiàn)在焊接節(jié)點板的焊縫被撕裂、支撐后屈曲、節(jié)點板屈曲、屈服甚至脆裂等破壞現(xiàn)象。該體系非彈性變形性能被支撐構(gòu)件的屈曲、后屈曲和屈服所控制,因此,為了保證支撐體系產(chǎn)生大的非彈性變形而不產(chǎn)生永久的脆性開裂和低周疲勞破壞,本文提出一方面將支撐構(gòu)件設計成帶鑄造件的支撐體系,這樣不僅實現(xiàn)將結(jié)構(gòu)非彈性變形集中于鑄造件區(qū)域的目標,提高結(jié)構(gòu)低周疲勞壽命,而且能達到震后損壞支撐易于替換和降低結(jié)構(gòu)修復成本的目標,使結(jié)構(gòu)恢復如初,還可以通過合理的設計該連接件截面大小,就可以實現(xiàn)獨立控制該系統(tǒng)的強度、剛度和延展性。另一方面,將體系中空管截面支撐段用防屈曲支撐替代,屈曲約束支撐不僅在小震下能夠增加結(jié)構(gòu)的剛度,而且在大震下,也能通過自身的良好滯回性能,消耗大部分的輸入地震能量,保護主體結(jié)構(gòu)的安全。本文運用ABAQUS軟件對不同參數(shù)的帶延性鑄造連接件的防屈曲支撐進行了有限元分析,研究分析了帶延性鑄造連接件的防屈曲支撐在單向荷載下的延性、承載力、破壞模式、應力分布和在循環(huán)荷載下的耗能性能、破壞模式、關鍵部位的應力分布。主要得出了以下結(jié)論:1)提出新型約束屈曲支撐構(gòu)造,即帶延性鑄造連接件的防屈曲支撐,它具有比混凝土外包的約束屈曲支撐構(gòu)件質(zhì)量輕、連接方便、接合段強度和剛度高等優(yōu)點。2)作為帶延性鑄造連接件的防屈曲支撐,其變形能力、延性、承載力都良好。在循環(huán)荷載下的滯回性能穩(wěn)定,耗能性能良好。3)研究發(fā)現(xiàn),在循環(huán)荷載下,帶延性鑄造連接件塑性變形都集中在鑄造連接件的削弱部位上,鑄造連接件中與梁柱連接部分應力較小并未發(fā)現(xiàn)進入塑性區(qū)域,實現(xiàn)了將塑性變形定位在鑄造件的削弱部位以保護其他部位的目的。
【關鍵詞】：帶延性鑄造連接件的防屈曲支撐 有限元分析 延性 應力分布 破壞模式 耗能性能
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU391
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述13-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 研究思路、創(chuàng)新之處及主要內(nèi)容17-20
• 1.3.1 研究思路17-18
• 1.3.2 課題創(chuàng)新性18-19
• 1.3.3 主要內(nèi)容19-20
• 第2章 中心支撐鋼框架帶鑄件的防屈曲支撐設計20-38
• 2.1 防屈曲支撐的簡單介紹20-21
• 2.2 基于抗側(cè)剛度比的防屈曲支撐的設計方法21-27
• 2.2.1 支撐發(fā)揮作用的前置條件21-22
• 2.2.2 支撐與框架抗側(cè)剛度的匹配22-24
• 2.2.3 防屈曲支撐間隙的確定24-25
• 2.2.4 防屈曲支撐外圍約束截面尺寸的確定25-26
• 2.2.5 防屈曲支撐的選擇26-27
• 2.3 帶延性鑄造連接件的防屈曲支撐設計27
• 2.4 結(jié)構(gòu)模型工況27-37
• 2.4.1 無支撐的框架的設計27-29
• 2.4.2 防屈曲支撐內(nèi)核管截面尺寸的設定29
• 2.4.3 延性鑄造連接件的引入29-32
• 2.4.4 鑄造連接件的尺寸設計32-35
• 2.4.5 桿件防屈曲支撐部分設計35-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第3章 帶鑄造件的單鋼管支撐的有限元分析38-50
• 3.1 概論38
• 3.2 非線性38-39
• 3.2.1 材料非線性38-39
• 3.2.2 幾何非線性39
• 3.2.3 狀態(tài)非線性39
• 3.3 求解方法39-40
• 3.4 模型的數(shù)值模擬方法40-42
• 3.5 帶鑄造連接件的單鋼管參數(shù)設置42-43
• 3.6 帶鑄造連接件的單鋼管單向加載受力性能分析43-49
• 3.7 本章小結(jié)49-50
• 第4章 帶延性鑄造件的防屈曲支撐有限元模擬50-73
• 4.1 概論50
• 4.2 單向加載受力性能分析50-64
• 4.2.1 構(gòu)造對承載力的影響因素50-62
• 4.2.1.1 接觸環(huán)數(shù)量的影響50-53
• 4.2.1.2 初始缺陷的影響53
• 4.2.1.3 約束剛度和間隙的影響53-56
• 4.2.1.4 鑄件和支撐內(nèi)核管的軸力比以及鑄件幾何長度的影響 .. 474.2.2 構(gòu)件的延性分析56-62
• 4.2.2 構(gòu)件的延性分析62-64
• 4.3 結(jié)構(gòu)的恢復力特征64-71
• 4.3.1 循環(huán)荷載下破壞模式和應力云圖64-65
• 4.3.2 帶延性鑄造連接件的滯回性能分析65-69
• 4.3.3 骨架曲線69-70
• 4.3.4 建議的恢復力模型70-71
• 4.3.4.1 骨架曲線的確定70-71
• 4.3.4.2 滯回環(huán)規(guī)則71
• 4.4 本章小結(jié)71-73
• 結(jié)論、建議及展望73-75
• 結(jié)論73-74
• 建議74
• 展望74-75
• 參考文獻75-81
• 致謝81-82
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄82

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