本文關(guān)鍵詞：防屈曲耗能支撐在加固工程中的應(yīng)用及優(yōu)化

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【摘要】：為了貫徹十三五規(guī)劃提出的綠色發(fā)展理念,一些老舊的低層或多層建筑雖已不能滿足人們的生產(chǎn)和生活的功能需要,但不能對其進(jìn)行簡單粗暴的拆除,而是需要對房屋實行加固改造。房屋的改造必須符合現(xiàn)行抗震規(guī)范,所以在滿足使用功能的前提下,需要對原結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行加固。除了傳統(tǒng)的加固方法外,防屈曲耗能支撐加固為房屋加固改造工程提供了一種新的方法,它不僅能為結(jié)構(gòu)提供足夠的抗側(cè)剛度和承載力,而且其變形能力強(qiáng),具有飽滿的滯回性能,在罕遇地震下起到“保險絲”的作用,另外還能降低原結(jié)構(gòu)拆除量,減少建筑垃圾。本文以一不滿足抗震要求的輕鋼加層實際工程為例,利用基于目標(biāo)位移方法對既有建筑采用防屈曲耗能支撐進(jìn)行減震設(shè)計,使改造后的房屋滿足抗震使用要求,主要研究內(nèi)容如下。首先,利用相關(guān)原理推導(dǎo)出基于目標(biāo)位移的防屈曲耗能支撐體系設(shè)計方法,通過一輕鋼加層工程實例完成對支撐的設(shè)計,并提出了兩種支撐的布置方案。其次,通過對整體結(jié)構(gòu)的彈性對比分析可知,防屈曲耗能支撐能夠為結(jié)構(gòu)提供有效的側(cè)向剛度,各層層間位移得到了一定的控制,并且結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)情況也得到改善。另外原框架結(jié)構(gòu)分配的樓層剪力值減少,有效保護(hù)了主體結(jié)構(gòu)不受地震作用破壞。再次,通過對整體結(jié)構(gòu)的彈塑性對比分析可知,設(shè)置防屈曲耗能支撐后,其結(jié)構(gòu)位移得到了有效的限制,彈塑性層間位移角滿足規(guī)范要求,同時支撐也承擔(dān)了大部分罕遇地震下的樓層剪力,并且防屈曲耗能支撐能夠先于梁柱達(dá)到屈服點,進(jìn)入塑性階段,起到了耗能減震的作用,成為結(jié)構(gòu)抗震的第一道防線。最后,對防屈曲耗能支撐結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,以位移限值作為約束條件,對原目標(biāo)位移法進(jìn)行改進(jìn),來實現(xiàn)支撐面積的最優(yōu)化。改進(jìn)后支撐的用鋼量大幅度減少,在保證結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下,獲了較高的經(jīng)濟(jì)效益。另外全部支撐的耗能比例也比原方案有一定的提高。
【關(guān)鍵詞】：防屈曲耗能支撐 輕鋼加層 目標(biāo)位移 塑性鉸 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU352.1
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-18
• 第一章 緒論18-26
• 1.1 引言18
• 1.2 耗能減震技術(shù)18-21
• 1.2.1 耗能減震的概念18-19
• 1.2.2 耗能減震的原理19
• 1.2.3 耗能減震裝置的類型19-20
• 1.2.4 耗能減震技術(shù)的優(yōu)越性20-21
• 1.3 防屈曲耗能支撐的介紹21-24
• 1.3.1 防屈曲耗能支撐的構(gòu)造21-22
• 1.3.2 防屈曲耗能支撐的基本原理22-23
• 1.3.3 防屈曲耗能支撐的工程應(yīng)用23-24
• 1.4 本文研究目的和研究的主要內(nèi)容24-26
• 第二章 防屈曲耗能支撐體系的設(shè)計26-41
• 2.1 防屈曲耗能支撐結(jié)構(gòu)的適用范圍及設(shè)防目標(biāo)26-27
• 2.2 防屈曲耗能支撐構(gòu)件的力學(xué)模型27-28
• 2.3 防屈曲耗能支撐的等效剛度及附加有效阻尼比28-31
• 2.3.1 防屈曲耗能支撐的等效剛度28-29
• 2.3.2 防屈曲耗能支撐的附加有效阻尼比29-31
• 2.4 防屈曲耗能支撐的布置31-32
• 2.5 防屈曲耗能支撐的承載力和抗震設(shè)計32-34
• 2.5.1 防屈曲耗能支撐的承載力設(shè)計32-33
• 2.5.2 防屈曲耗能支撐的抗震設(shè)計要求33-34
• 2.6 基于目標(biāo)位移的防屈曲耗能支撐設(shè)計34-41
• 2.6.1 防屈曲耗能支撐體系的名義側(cè)向剛度比34-35
• 2.6.2 防屈曲耗能支撐構(gòu)件芯板面積確定35-37
• 2.6.3 防屈曲耗能支撐的構(gòu)造要求37-38
• 2.6.4 基于目標(biāo)位移的防屈曲耗能支撐體系的設(shè)計流程38-41
• 第三章 基于目標(biāo)位移的防屈曲耗能支撐體系彈性分析41-63
• 3.1 工程實例41-49
• 3.1.1 工程概括41-42
• 3.1.2 基于應(yīng)變能的混合結(jié)構(gòu)阻尼比計算42-45
• 3.1.3 防屈曲耗能支撐的設(shè)計45-47
• 3.1.4 防屈曲耗能支撐—框架結(jié)構(gòu)模型建立47-49
• 3.2 模態(tài)分析49-52
• 3.2.1 模態(tài)分析法概述49
• 3.2.2 模態(tài)分析法結(jié)果49-52
• 3.3 振型分解反應(yīng)譜分析52-55
• 3.3.1 振型分解反應(yīng)譜法概述52
• 3.3.2 振型分解反應(yīng)譜法分析結(jié)果52-55
• 3.4 線性時程分析55-62
• 3.4.1 時程分析法概述55-56
• 3.4.2 自然波與人工波的選取56-58
• 3.4.3 線性時程法分析結(jié)果58-62
• 3.5 本章小結(jié)62-63
• 第四章 基于目標(biāo)位移的防屈曲耗能支撐體系彈塑性分析63-77
• 4.1 結(jié)構(gòu)彈塑性分析目的63
• 4.2 靜力非線性分析63-70
• 4.2.1 Pushover分析概述63-64
• 4.2.2 側(cè)向荷載加載模式64-65
• 4.2.3 非線性單元及塑性鉸的定義65-66
• 4.2.4 結(jié)構(gòu)塑性鉸發(fā)展過程66-68
• 4.2.5 Pushover曲線及性能點分析68-70
• 4.3 非線性時程分析70-75
• 4.3.1 彈塑性層間位移角70-72
• 4.3.2 罕遇地震下的層間剪力72-73
• 4.3.3 防屈曲耗能支撐的軸向受力分析73-75
• 4.3.4 結(jié)構(gòu)耗散能量分布75
• 4.4 本章小結(jié)75-77
• 第五章 防屈曲耗能支撐結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化設(shè)計77-84
• 5.1 目標(biāo)位移法的改進(jìn)77
• 5.2 防屈曲耗能支撐結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化過程77-79
• 5.3 防屈曲耗能支撐結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化結(jié)果79-82
• 5.3.1 反應(yīng)譜作用下的優(yōu)化對比79-80
• 5.3.2 時程作用下的優(yōu)化對比80-82
• 5.4 本章小結(jié)82-84
• 第六章 結(jié)論與展望84-86
• 6.1 本文研究的主要結(jié)論84-85
• 6.2 不足與展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況89

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：986498