鋼框架和偏心支撐鋼框架都是利用一部分框架梁屈服耗散地震能量,具有良好的延性和耗能能力,但框架梁損傷會(huì)使結(jié)構(gòu)在震后難以修復(fù)。將耗能梁段與框架梁采用端板螺栓連接,可以靈活選擇耗能梁段的尺寸,通過合理設(shè)計(jì)將損傷集中于可更換的耗能梁段,實(shí)現(xiàn)震后結(jié)構(gòu)功能的快速恢復(fù),具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。本文對設(shè)置可更換耗能梁段的鋼框架和偏心支撐鋼框架進(jìn)行了抗震性能分析,主要內(nèi)容如下:利用有限元軟件ABAQUS對相關(guān)文獻(xiàn)中可更換耗能梁段及偏心支撐框架的往復(fù)加載試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過與試驗(yàn)結(jié)果的對比驗(yàn)證了有限元建模方法的可靠性。建立了兩層單跨帶耗能梁段框架的精細(xì)化有限元模型,進(jìn)行單調(diào)推覆分析和往復(fù)加載分析,并與普通框架和狗骨式連接框架的工作性能進(jìn)行了對比分析。以可更換耗能梁段的尺寸、材料強(qiáng)度為變化參數(shù),研究耗能梁段與框架梁的塑性彎矩比值對框架抗震性能的影響。結(jié)果表明:在框架中設(shè)置可更換耗能梁段,可以使結(jié)構(gòu)具有明顯的屈服時(shí)序,耗能梁段完全屈服和柱腳屈服之間有很大的位移差,容易實(shí)現(xiàn)損傷耗能元件的更換。對比分析了兩層單跨帶可更換耗能梁段的偏心支撐框架和普通偏心支撐框架的工作性能。結(jié)果表明,這兩個(gè)模型的初始剛度相差不大... 

【文章來源】：廣州大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

削弱了截面的翼緣蓋板

1.2 帶可更換構(gòu)件結(jié)構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 框架結(jié)構(gòu)可更換構(gòu)件框架結(jié)構(gòu)體系，是最廣泛使用的建筑物抗側(cè)體系之一。豎向柱和水平梁通過剛性連接，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎剛度用于抵抗水平力的作用，是典型的柔性結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)，多用于低層及中層建筑。框架結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)下能承受一定的豎向荷載和水平荷載，但由于整體結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，梁柱節(jié)點(diǎn)在大地震的作用下容易過早進(jìn)入塑性且發(fā)生脆性斷裂[13]。因此，為了能控制地震中建筑的倒塌順序，并且實(shí)現(xiàn)震后可修復(fù)，許多學(xué)者在框架結(jié)構(gòu)體系中建立各種形式的可更換構(gòu)件，設(shè)置在鋼框架體系的梁端[14][15][16]。2007 年 ChouCC 等[17]設(shè)計(jì)一種削弱了截面的翼緣蓋板與鋼梁用螺栓連接，如圖 1-1 所示。Farrokhi 等[18]于 2009 年進(jìn)一步提出設(shè)置可更換帶孔蓋翼緣板在鋼框架梁翼緣處，如圖 1-2 所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，框架梁塑性變形主要分布在帶孔翼緣蓋板孔洞周邊。與傳統(tǒng)的梁柱節(jié)點(diǎn)連接相比，其延性性能提高了近 60%。該連接方式有效發(fā)揮連接處鋼材的塑性性能，實(shí)現(xiàn)損傷集中的同時(shí)避免了連接處焊縫的脆性破壞。

廣州大學(xué)碩士學(xué)位論CarloA.Castiglioni 等[20][21]于 2012 年提出另一梁端可更換“保險(xiǎn)絲”構(gòu)件，如圖 1-4 所示。在梁柱節(jié)點(diǎn)一定距離處將框架梁斷開，再用矩形鋼板分別連接斷開的框架梁。通過 8 個(gè)足尺模型試驗(yàn)表明用螺栓連接的鋼板（保險(xiǎn)絲）具有較好的塑性耗能能力。Yunlu Shen[2]通過試驗(yàn)進(jìn)一步表明結(jié)構(gòu)性能受可更換鋼板與框架梁截面的塑性抗彎承載力比值影響較大。此外，當(dāng)試驗(yàn)完成后，3 處“保險(xiǎn)絲”的更換工作僅由 2 名工人1.5 小時(shí)便可完成。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]腹板摩擦式鋼框架節(jié)點(diǎn)震后可更換性能的試驗(yàn)研究[J]. 李天祺,鄒昀,蔡鑫,鄭黎君,丁杰,趙桃干.  世界地震工程. 2018(02)
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[8]低屈服點(diǎn)LYP160鋼材本構(gòu)關(guān)系研究[J]. 王萌,錢鳳霞,楊維國.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2017(02)
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碩士論文
[1]可更換式鋼框架偏心支撐耗能梁段的研究與應(yīng)用[D]. 戴金琛.東南大學(xué) 2016
[2]偏心支撐鋼框架可替換耗能梁段的抗震性能研究[D]. 任亞歌.蘭州理工大學(xué) 2016
[3]端板連接可替換式耗能梁段鋼框架偏心支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及滯回性能研究[D]. 劉虓.北京建筑大學(xué) 2014
[4]可更換耗能梁段偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的研究[D]. 劉璐.廣州大學(xué) 2014



本文編號：3428448