文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
约束屈曲支撑在多层钢框架中的应用研究
姓名:张宪江
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:朱彦鹏;王秀丽
20080428
摘要传统钢框架结构中的中心支撑在强震中,极有可能因为受压发生屈曲而退出工作,支撑屈曲后不能有效地耗散能量,这使得结构的抗震能力下降。为了改善支撑的屈曲性能,使得在地震作用时支撑不发生侧向屈曲,相对于传统中心支撑框架提出了一种新的、可以避免支撑屈曲的体系,称为约束屈曲一支撑框架体系虺艬。这种体系在美国和日本已经大量被采用,而且表现出了良好的抗震性能。本文首先从概念设计入手,确定支撑构件在结构中的合理布置形式与数量。约束屈曲支撑作为一种耗能支撑,其布置方式必然有它的特殊要求。本文对约束屈曲支撑在框架结构中不同布置方式的非线性动力时程响应结果进行了分析,得出了约束屈曲支撑构件在框架结构中布置的几点结论。其次,以能量理论和结构损伤性能为理论基础,利用有限元软件栽束屈曲支撑一框架结构中的框架部分进行非线性时程分析,得出结构每层所产生的损伤量,进而确定框架结构损伤量的沿层分布规律。约束屈曲支撑的性能指标应与目标框架相适应才能充分发挥其耗能减震的作用。本文以既定的框架结构为对象,研究了约束屈曲支撑构件的性能参数。在此基础上,建立了约束屈曲支撑损伤量的计算模型,并推导了约束屈曲支撑损伤量的数值计算方法。基于目标位移沿层相同的假设,推导了约束屈曲支撑构件内核截面面积与损伤量的相关关系,进而确定结构各层布置的约束屈曲支撑截面面积的沿层分布规律。最后,利用栽际С乓豢蚣芙峁菇蟹窍咝远κ背谭治觥N了达到理想的耗能减震效果,关键是确定约束屈曲支撑构件的刚度与框架部分的刚度之比。基于约束届曲支撑的工作原理,本文推导了名义刚度比的合理取值范围。对于给定的名义刚度比,可以确定结构各层应布置的支撑构件的规格。将所确定的支撑构件布置于结构中,从而形成约束屈曲支撑一框架结构体系的分析模型。对此模型进行非线性动力时程分析,可以得到各层的位移、速度和加速度时程曲线。对比地震作用下约束屈曲支撑一框架结构体系与其相对应的纯框架的动力响应,讨论了约束屈曲支撑对结构的减震作用,并验证了所确定的约束屈曲支撑构件的布置形式和数量的合理性。关键词:概念设计;约束屈曲支撑一框架体系;能量理论;损伤量:时程分析;名义刚度比;耗能减震。甊硕士学位论文
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眺游川日⋯名:≯辨日期:呓路袢兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明日期:口妒年参月易日原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名导师签名
、刚度和延性,以满足一定的抗震要求。这种设计,结构处于被动抵御的地位,因此是一种消极的抗震设计。我们希望结构兼有中心支撑框架结构刚度与强度好和纯框架耗能大的优点。采用约束屈曲支撑一框架结构我们不但可以获得中心支撑框架刚度与强度好的优势,还能获得纯框架耗能大的优点。在过去的几十年中,特别是近年来,由于约束屈曲支撑良好的抗震性能,工程界把它们作为支撑或阻尼器使用在多高层建筑结构中。这种支撑在日本、美国、加拿大、我国台湾等地得到了越来越广泛的应用。目前,我国对于约束屈曲支撑及其结构体系的研究尚处于起步阶段,工程应用鲜见报道。但就总体而言,,简写本身的研究,而对约束屈曲支撑一框架结构体系甊虺艬的研究资料尚不多见。可以预见,在新建的多高层钢结构中,约束屈曲支撑一框架结构体系具有良好的应用前景。但大多核心技术都属于私人拥有并且不对外公开,使用这种产品需要支付很高的费用。因此,深入地开展