搖擺減震鋼框架抗震性能及設(shè)計(jì)方法研究
發(fā)布時(shí)間:2023-04-11 05:51
搖擺減震鋼框架是一種新型減震結(jié)構(gòu)體系,通過(guò)設(shè)置搖擺柱腳放松柱底與基礎(chǔ)間的約束,防屈曲支撐(BRB)和柱腳摩擦阻尼器(FDCF)為框架提供附加阻尼比。小震下,BRB為框架提供足夠的抗側(cè)剛度,搖擺柱腳不抬起,FDCF不參與耗能;大震下,搖擺柱腳抬起,FDCF和BRB同時(shí)耗能。為研究搖擺減震鋼框架抗震性能,課題組先后完成兩次抗震試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果良好。但由于試驗(yàn)局限性,涉及搖擺減震鋼框架的相關(guān)參數(shù)分析并不完整。因此本文進(jìn)一步分析搖擺減震鋼框架抗震性能,并基于參數(shù)分析結(jié)果提出搖擺減震鋼框架性能設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)方法,同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方法的適用性進(jìn)行驗(yàn)證。基于課題組兩次搖擺減震鋼框架試驗(yàn)分別建立試驗(yàn)框架有限元模型,與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證有限元模型正確性和適用性。第一次試驗(yàn)框架命名為搖擺防屈曲支撐鋼框架(RBRBSF),第二次試驗(yàn)框架命名為防屈曲支撐-搖擺鋼框架(BRB-RSF);赗BRBSF有限元模型進(jìn)行參數(shù)分析,結(jié)果表明名義抗側(cè)剛度比λ和屈服強(qiáng)度比μ是影響RBRBSF響應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù),框架側(cè)移、柱腳抬起高度、耗能單元累積耗能量和耗能比隨各關(guān)鍵參數(shù)的改變變化較大;同時(shí)基于BRB-RSF有限元模型分析后張預(yù)應(yīng)力筋...
【文章頁(yè)數(shù)】:115 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.1.1 防屈曲支撐
1.1.2 防屈曲支撐框架體系
1.1.3 搖擺結(jié)構(gòu)體系
1.1.3.1 搖擺框架
1.1.3.2 防屈曲支撐-搖擺框架結(jié)構(gòu)體系
1.2 自復(fù)位體系及受控?fù)u擺體系的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
1.3.1 支撐框架連接設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
1.3.2 防屈曲支撐框架設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
1.3.3 搖擺結(jié)構(gòu)及受控?fù)u擺框架設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究?jī)?nèi)容及思路
1.4.1 本文研究?jī)?nèi)容
1.4.2 本文技術(shù)路線
1.4.3 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 基于OPENSEES搖擺減震鋼框架抗震性能分析
2.1 引言
2.2 試驗(yàn)概況
2.2.1 搖擺減震框架與非搖擺減震框架對(duì)比試驗(yàn)
2.2.2 新型搖擺減震鋼框架試驗(yàn)
2.3 有限元模型
2.3.1 有限元模型建立
2.3.1.1 鋼框架
2.3.1.2 防屈曲支撐
2.3.1.3 梁端削弱截面
2.3.1.4 搖擺柱腳
2.3.1.5 半剛性節(jié)點(diǎn)
2.3.1.6 后張預(yù)應(yīng)力筋
2.3.2 有限元模型驗(yàn)證
2.3.2.1 試驗(yàn)一減震框架滯回曲線
2.3.2.2 試驗(yàn)二新型搖擺減震框架滯回曲線
2.4 試驗(yàn)一參數(shù)分析
2.4.1 名義抗側(cè)剛度比
2.4.2 屈服強(qiáng)度比
2.4.2.1 分析原理
2.4.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析
2.4.3 層高跨度比
2.4.3.1 數(shù)值模擬結(jié)果分析
2.4.3.2 層高跨度比與名義抗側(cè)剛度比擬合分析
2.4.3.2 層高跨度比與屈服強(qiáng)度比擬合分析
2.4.4 梁端削弱截面分析
2.4.5 防屈曲支撐參數(shù)分析
2.4.5.1 屈服荷載和承載能力
2.4.5.2 框架柱軸力
2.5 試驗(yàn)二框架性能分析
2.5.1 后張預(yù)應(yīng)力筋性能分析
2.5.1.1 后張預(yù)應(yīng)力筋對(duì)柱腳抬起高度影響分析
2.5.1.2 后張預(yù)應(yīng)力筋對(duì)框架響應(yīng)影響分析
2.5.1.3 后張預(yù)應(yīng)力筋對(duì)框架柱影響分析
2.5.1.3 .1框架柱中軸力骨架曲線分析
2.5.1.3 .2框架柱穩(wěn)定性分析
2.5.1.3 .3框架柱N-M曲線分析
2.5.2 半剛性節(jié)點(diǎn)性能分析
2.5.2.1 節(jié)點(diǎn)彎矩-轉(zhuǎn)角曲線分析
2.5.2.2 耗能分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 搖擺減震鋼框架參數(shù)分析及設(shè)計(jì)優(yōu)化
3.1 引言
3.2 搖擺減震鋼框架中防屈曲支撐布置形式分析
3.3 搖擺減震鋼框架原型結(jié)構(gòu)
3.4 名義抗側(cè)剛度比
3.4.1 名義抗側(cè)剛度比對(duì)RDSF位移響應(yīng)的影響
3.4.1.1 有限元模型
3.3.1.2 地震波選取
3.3.1.3 RDSF位移響應(yīng)分析
3.4.2 名義抗側(cè)剛度比對(duì)RDSF耗能能力的影響
3.4.2.1 有限元模型
3.4.2.2 加載制度
3.4.2.3 RDSF耗能能力分析
3.5 屈服強(qiáng)度比
3.5.1 有限元模型
3.5.2 往復(fù)加載分析
3.5.3.1 柱腳抬起高度分析
3.5.3.2 耗能分析
3.6 最弱框架分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 搖擺減震鋼框架設(shè)計(jì)方法研究
4.1 引言
4.2 搖擺減震鋼框架概念設(shè)計(jì)
4.2.1 概念設(shè)計(jì)概述
4.2.1.1 概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容
4.2.1.2 概念設(shè)計(jì)的原則
4.2.2 搖擺減震鋼框架概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
4.2.3 搖擺減震鋼框架適用范圍和設(shè)防目標(biāo)
4.2.3.1 搖擺減震鋼框架的適用范圍
4.2.4 搖擺減震鋼框架設(shè)計(jì)的基本要求和原則
4.2.5 防屈曲支撐和摩擦阻尼器布置位置和數(shù)量的確定
4.3 基于性能的搖擺減震鋼框架設(shè)計(jì)方法研究
4.3.1 搖擺減震鋼框架性能目標(biāo)
4.3.2 搖擺減震鋼框架設(shè)計(jì)步驟
4.4 搖擺減震鋼框架設(shè)計(jì)
4.4.1 設(shè)計(jì)概況
4.4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.4.2.1 選擇截面尺寸
4.4.2.2 純框架線彈性設(shè)計(jì)
4.4.2.3 搖擺減震鋼框架中減震單元設(shè)計(jì)
4.5 本章小結(jié)
第5章 搖擺減震鋼框架彈塑性時(shí)程分析
5.1 位移響應(yīng)分析
5.2 耗能單元屈服順序判斷
5.3 柱腳抬起高度分析
5.4 框架柱軸力分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
本文編號(hào):3789432
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.1.1 防屈曲支撐
1.1.2 防屈曲支撐框架體系
1.1.3 搖擺結(jié)構(gòu)體系
1.1.3.1 搖擺框架
1.1.3.2 防屈曲支撐-搖擺框架結(jié)構(gòu)體系
1.2 自復(fù)位體系及受控?fù)u擺體系的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
1.3.1 支撐框架連接設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
1.3.2 防屈曲支撐框架設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
1.3.3 搖擺結(jié)構(gòu)及受控?fù)u擺框架設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究?jī)?nèi)容及思路
1.4.1 本文研究?jī)?nèi)容
1.4.2 本文技術(shù)路線
1.4.3 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 基于OPENSEES搖擺減震鋼框架抗震性能分析
2.1 引言
2.2 試驗(yàn)概況
2.2.1 搖擺減震框架與非搖擺減震框架對(duì)比試驗(yàn)
2.2.2 新型搖擺減震鋼框架試驗(yàn)
2.3 有限元模型
2.3.1 有限元模型建立
2.3.1.1 鋼框架
2.3.1.2 防屈曲支撐
2.3.1.3 梁端削弱截面
2.3.1.4 搖擺柱腳
2.3.1.5 半剛性節(jié)點(diǎn)
2.3.1.6 后張預(yù)應(yīng)力筋
2.3.2 有限元模型驗(yàn)證
2.3.2.1 試驗(yàn)一減震框架滯回曲線
2.3.2.2 試驗(yàn)二新型搖擺減震框架滯回曲線
2.4 試驗(yàn)一參數(shù)分析
2.4.1 名義抗側(cè)剛度比
2.4.2 屈服強(qiáng)度比
2.4.2.1 分析原理
2.4.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析
2.4.3 層高跨度比
2.4.3.1 數(shù)值模擬結(jié)果分析
2.4.3.2 層高跨度比與名義抗側(cè)剛度比擬合分析
2.4.3.2 層高跨度比與屈服強(qiáng)度比擬合分析
2.4.4 梁端削弱截面分析
2.4.5 防屈曲支撐參數(shù)分析
2.4.5.1 屈服荷載和承載能力
2.4.5.2 框架柱軸力
2.5 試驗(yàn)二框架性能分析
2.5.1 后張預(yù)應(yīng)力筋性能分析
2.5.1.1 后張預(yù)應(yīng)力筋對(duì)柱腳抬起高度影響分析
2.5.1.2 后張預(yù)應(yīng)力筋對(duì)框架響應(yīng)影響分析
2.5.1.3 后張預(yù)應(yīng)力筋對(duì)框架柱影響分析
2.5.1.3 .1框架柱中軸力骨架曲線分析
2.5.1.3 .2框架柱穩(wěn)定性分析
2.5.1.3 .3框架柱N-M曲線分析
2.5.2 半剛性節(jié)點(diǎn)性能分析
2.5.2.1 節(jié)點(diǎn)彎矩-轉(zhuǎn)角曲線分析
2.5.2.2 耗能分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 搖擺減震鋼框架參數(shù)分析及設(shè)計(jì)優(yōu)化
3.1 引言
3.2 搖擺減震鋼框架中防屈曲支撐布置形式分析
3.3 搖擺減震鋼框架原型結(jié)構(gòu)
3.4 名義抗側(cè)剛度比
3.4.1 名義抗側(cè)剛度比對(duì)RDSF位移響應(yīng)的影響
3.4.1.1 有限元模型
3.3.1.2 地震波選取
3.3.1.3 RDSF位移響應(yīng)分析
3.4.2 名義抗側(cè)剛度比對(duì)RDSF耗能能力的影響
3.4.2.1 有限元模型
3.4.2.2 加載制度
3.4.2.3 RDSF耗能能力分析
3.5 屈服強(qiáng)度比
3.5.1 有限元模型
3.5.2 往復(fù)加載分析
3.5.3.1 柱腳抬起高度分析
3.5.3.2 耗能分析
3.6 最弱框架分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 搖擺減震鋼框架設(shè)計(jì)方法研究
4.1 引言
4.2 搖擺減震鋼框架概念設(shè)計(jì)
4.2.1 概念設(shè)計(jì)概述
4.2.1.1 概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容
4.2.1.2 概念設(shè)計(jì)的原則
4.2.2 搖擺減震鋼框架概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
4.2.3 搖擺減震鋼框架適用范圍和設(shè)防目標(biāo)
4.2.3.1 搖擺減震鋼框架的適用范圍
4.2.4 搖擺減震鋼框架設(shè)計(jì)的基本要求和原則
4.2.5 防屈曲支撐和摩擦阻尼器布置位置和數(shù)量的確定
4.3 基于性能的搖擺減震鋼框架設(shè)計(jì)方法研究
4.3.1 搖擺減震鋼框架性能目標(biāo)
4.3.2 搖擺減震鋼框架設(shè)計(jì)步驟
4.4 搖擺減震鋼框架設(shè)計(jì)
4.4.1 設(shè)計(jì)概況
4.4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.4.2.1 選擇截面尺寸
4.4.2.2 純框架線彈性設(shè)計(jì)
4.4.2.3 搖擺減震鋼框架中減震單元設(shè)計(jì)
4.5 本章小結(jié)
第5章 搖擺減震鋼框架彈塑性時(shí)程分析
5.1 位移響應(yīng)分析
5.2 耗能單元屈服順序判斷
5.3 柱腳抬起高度分析
5.4 框架柱軸力分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
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