文档介绍：浙江大学
博士学位论文
钢结构弹塑性动力学及抗震设计理论研究
姓名:黄金桥
申请学位级别:博士
专业:结构工程
指导教师:童根树
20050401
及抗震设计理论研究摘要钢结构弹塑性动力学本文首先通过对冲击和简谐荷载作用下的不同滞回模型硐氲苄、弹塑性一线性强化⒒萍羟和理想双线性弹性模型的进行了理论和数值的分析,以考察塑性耗能、阻尼耗能和延性对于抗震和减振的意义。研究表明:在冲击荷载下,结构所能承受的荷载等于结构的最大静力承载力;并给出了结构的最大位移、振幅等计算式。在简谐荷载作用下,当荷载频率低于结构自振频率时,总体上振幅随后期刚度增大而减小;当荷载频率远大于结构自振频率后,结构的振幅几乎保持不变。结构的塑性耗能比阻尼耗能更有利于结构振动位移的控制,尤其在共振条件下更为显著。通过有阻尼和无阻尼单自由度体系在上述荷载下的弹性及弹塑性动力分折,发现动力荷载在夔个动力响应过程中所作的功决定于体系的耗能能力。在无阻尼无限弹性体系中简谐动力荷载并不做功。各国均用弹性反应谱除以地震力调整系数淳龆ㄉ杓朴玫卣鹆Α1疚慕柚プ杂啥确窍咝远力时程分析程序,分析了、虰四种滞回模型在各类场地条件,不同延性Ⅳ,阻尼比毒下的地震力调整系数孀哉裰芷趓的变化规律。以地震波特征周期赗谱上对应的点为基准点对计算结果标准化,较好地消除了不同地震波对浊咝巫吹挠跋臁Mü臣破骄突毓分析,建立了不同场地条件下慕乒剑晒┙徊酵晟聘纸峁沟目拐鹕杓撇慰肌1疚那餱其它同类研究的一个重要特点是将延性和耗能能力作为两个独立的分量,:地震力调整系数饕H【鲇诮峁沟难有浴危卧饺甊越大:而场地条件、耗能能力、阻尼比、后期刚度对挠跋焓堑诙坏摹:哪苣芰龆灾卸讨芷诮峁≤畂腞有明显影响。孀枘岜葅的增大而减小,~%,对虰模型,挠跋煜嗨啤6訣和P停笃诟斩仍酱驲越大;但当后期剐度超过初始弹性刚度的%.螅笃诟斩鹊谋浠訰的影响不大。本文还对新型抗震隅撑支撑框架进行了深入研究。、不同高宽比峁沟男阅堋T诜治鲎芙岬幕∩希低车靥岢了蚣艿目拐鹕杓埔G蠛陀泄氐募扑愎健6砸桓鋈憧蚣芙峁梗直鸩捎肵.、蚄进行了抗震设计。对比表明,虽然峁沟奶岢觯疽馐强朔行闹С沤峁固逑悼侧刚度大,地震力大的缺点,但是设计结果表明,、目共喔斩认嗟薄U獗砻鳎振子蚄的抗震性能的认识应该从它们的延性和耗能能力强、从而为结构提供一个“保险丝”的浙江大学申请博士学位论文.
关键词:能量反应:单自由度体系;滞回模型;塑性耗能:抗震设计;地震力调整系数;结构作用上。延性;隅撑浙江大学申请博士学位论文
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第一章绪论吃笃鳦彤对于非连肢剪力墙结构体系,.籯为反映结构延性等级的系数,对高、中、低三种延性等级,%分别取、.7从辰峁构嬖蛐缘南凳杂诠嬖蚪峁购筒还嬖蚪峁梗琸。分别:浇峁固逑档闹鞯计苹的J较凳杂诳蚣芎偷刃Э蚣芩靥逑担.?式中:Bゲ慵袅ο凳簑为结构的总重量;皿为结构影响系数悸墙峁寡有远缘卣鸬较大值·但最大值不超过;兄为结构布置系数以考虑结构刚度在平面和竖向分布的不规则影响。§。取在大震作用下如果结构要保持弹性工作状态则地震设计荷载太大,经济上无法承受。因此目前国内外的结构抗震设计中都允许结构出现塑性变形,相应的结构抗震设计规范则采用对结构的弹性反应谱进行折减的方法来确定结构的底部剪力,但折减的思路却很不同。例如欧洲规范允许结构在地震作用下进入非线性状态‘”,即设计地震作用力通常小于相应的弹性反应值。为了避免在设计过程中进行复杂的非线性分析,欧洲规范采用在弹性反应谱的基础上除以反映不同延性等级的性能系数玫降苄苑从ζ住P阅芟凳齡其值与结构的体系能量耗散能力有关。其中#式中:为性能系数基本值杂诟纸罨炷量蚣芙峁固逑导傲ḿ袅η浇峁固逑担琿。.为和见在欧洲规范中,延性差的结构其基底剪力比延性好的结构的基底剪力大丁日本建筑标准法规魅饭娑肆礁鏊嫉纳杓频卣瑁谝凰嘉V械惹慷鹊卣和第二水准的强烈地震T谥械惹慷鹊卣鹱饔孟拢G蠼峁辜负趺挥兴鸹担涸诘诙嫉卣作用下,结构的极限抗剪能力必须大于极限地震剪力:可见,!】;式中:=峁乖谘芯糠较蛏系幕局芷冢籌为地震重要性系数〉叵