本文選題：屈曲約束支撐 + 有限元分析��； 參考：《西安科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：框架支撐體系一直是高層結(jié)構(gòu)常用的結(jié)構(gòu)形式之一,但是傳統(tǒng)支撐容易發(fā)生屈曲失穩(wěn),為了保證支撐的整體穩(wěn)定,只能在設(shè)計(jì)上增大截面尺寸,控制長(zhǎng)細(xì)比。而支撐過(guò)強(qiáng)往往會(huì)導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件(梁、柱)的相對(duì)較弱,當(dāng)遭遇罕遇地震時(shí),對(duì)主體結(jié)構(gòu)的抗震非常不利。隨著耗能減震技術(shù)的發(fā)展,屈曲約束支撐的出現(xiàn)解決了這一難題,屈曲約束支撐既能保證支撐只發(fā)生屈服而不屈曲失穩(wěn),又能保證支撐先于主體結(jié)構(gòu)進(jìn)入屈服狀態(tài),通過(guò)自身屈服后的良好滯回性能,消耗大部分地震輸入的能量,進(jìn)而可以大幅度減輕主體結(jié)構(gòu)遭受罕遇地震的破壞程度。本文在理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,利用ANSYS有限元軟件對(duì)屈曲約束支撐模型進(jìn)行特征值屈曲分析和模態(tài)分析,并與歐拉理論比較確認(rèn)模型的準(zhǔn)確性。在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上,考慮初始缺陷的情況下對(duì)4個(gè)系列的屈曲約束支撐進(jìn)行了極限承載力的分析,對(duì)影響屈曲約束支撐承載力的因素進(jìn)行了比較全面的研究,并得到其的合理取值范圍:約束剛度比2.0~3.0、芯材寬厚比5~15、約束間隙1~2mm、初始缺陷5/1000以?xún)?nèi)。最后運(yùn)用結(jié)構(gòu)分析軟件SAP2000對(duì)屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)與普通支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的某工程實(shí)例進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程對(duì)比分析,分析表明在多遇地震作用下,屈曲約束支撐鋼框架與普通支撐鋼框架表現(xiàn)相近,說(shuō)明在正常使用情況及小震時(shí)屈曲約束支撐與普通支撐區(qū)別不大;在罕遇地震作用下,屈曲約束支撐鋼框架的各項(xiàng)指標(biāo)均比普通支撐鋼框架表現(xiàn)優(yōu)良,說(shuō)明在較大地震時(shí),屈曲約束支撐最先進(jìn)入屈服,耗散了大量的地震能量,減小主體結(jié)構(gòu)受到地震作用的動(dòng)力響應(yīng),從而起來(lái)到很好的減震耗能效果。本文全面深入地分析了屈曲約束支撐受力性能及其影響因素,同時(shí)對(duì)屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)與普通支撐鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析,研究工作和得出的結(jié)論對(duì)于指導(dǎo)工程實(shí)踐具有重要的參考價(jià)值,為進(jìn)一步研究屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)的抗震性能打下了良好的基礎(chǔ)。
[Abstract]:Frame bracing system has always been one of the commonly used structural forms of high-rise structures, but the traditional braces are prone to buckling instability. In order to ensure the overall stability of the braces, the design can only increase the cross-section size and control the aspect ratio. Too strong bracing often leads to the relative weakness of the main structural members (beams and columns). When the earthquake occurs rarely, it is very unfavorable to the earthquake resistance of the main structure. With the development of energy dissipation technology, the emergence of buckling restrained braces solves this problem. Buckling restrained braces can not only guarantee the buckling of the braces but not buckle instability, but also ensure that the braces can enter the yield state before the main structure. Through the good hysteretic performance after self-yielding, the energy input from most earthquakes can be consumed, and the damage degree of the main structure subjected to rare earthquakes can be greatly reduced. On the basis of theoretical derivation, the eigenvalue buckling analysis and modal analysis of buckle-constrained bracing model are carried out by using ANSYS finite element software, and the accuracy of the model is confirmed by comparing with Euler's theory. On the basis of modal analysis, the ultimate bearing capacity of four series buckling braces is analyzed considering the initial defects, and the factors affecting the buckling restrained braces are studied comprehensively. The reasonable value range is obtained as follows: the ratio of restraint stiffness is 2.0 ~ 3.0, the ratio of core width to thickness is 5 ~ 15, the gap is 1 ~ 2 mm, and the initial defect is less than 5 / 1000. Finally, the dynamic time-history comparison between buckle-constrained braced steel frame structure and common braced steel frame structure is carried out by using structural analysis software SAP2000. The behavior of buckling restrained braced steel frame is similar to that of common braced steel frame, which indicates that buckling restrained bracing is not different from common bracing in normal use and small earthquake. Each index of buckle-constrained braced steel frame is better than that of common braced steel frame, which shows that buckling restrained bracing leads to yield first and dissipates a great deal of seismic energy during large earthquake. The dynamic response of the main structure subjected to earthquake is reduced, so that the energy dissipation effect of the main structure is very good. In this paper, the mechanical behavior of buckle-restrained braces and its influencing factors are thoroughly analyzed, and the comparison between buckle-constrained braced steel frame structures and common braced steel frame structures is carried out. The research work and conclusions have important reference value for guiding engineering practice and lay a good foundation for further study on seismic behavior of buckled braced structures.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU352.11

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本文編號(hào)：1952093