文档介绍：学科专业:土木工程研究生:段文超指导教师:张俊发教授潘秀珍副教授Y2117443签名:塑塞丝签名:戤’签名:——摘要偏心支撑钢框架结构由于其优越的抗震性能,越来越多的被实际工程所采用,其中耗能梁段的剪切破坏对于耗散地震能量起到很重要的作用。使用通用的大型有限元分析软件对结构进行抗震性能评估的时候,能否正确建立与实际工程相符合的模型往往对分析结果影响很大。采用基于杆系单元的宏观模型来替代基于实体单元的微观模型进行结构整体非线性分析具有显著的局限性;对于宏观模型,虽然可以大大减小计算成本,但对于结构破坏的微观机理,如构件的节点破坏、局部失稳破坏等很难反映出来;对于微观模型,虽然可以很好的观察结构的局部破坏过程,但需要巨大的建模工作量和对计算机硬件较高的要求,完全依赖微观实体模型对于实际复杂工程的分析是不现实的。结构构件采用杆系单元,如梁单元,需要满足一定的使用条件:当构件一个方向的长度明显大于其它两个方向的尺度,即几何形状上存在优势轴线,可视为细长杆时,可以采用梁单元模拟。偏心支撑耗能梁段主要受剪切作用,由于其长度较短与梁高相差不大,当采用梁单元模拟时,某些情况下往往会造成这部分结构的受力特性和实际情况差异很大或者很难反映结构破坏的真实情况。在这种情况下采用实体单元模拟可能更适合。一维梁单元节点有三个平动自由度和三个转动自由度,而三维实体单元只有三个平动自由度,因此,应用两种不同单元类型时,需要进行节点耦合。基于以上考虑,本文对一栋8层的偏心支撑钢框架结构,采用多尺度建模的方法,建立一个可以同时模拟结构宏观整体行为和局部微观破坏的计算模型,运用ABAQUS有限元程序对其进行了8度罕遇地震下的动力弹塑性分析,通过对结果分析发现,钢框架偏心支撑结构采用多尺度建模方法以后,耗能梁段处受剪切作用,局部进入塑性耗散地震能量的作用可以充分的表现出来,这些都与理论分析和结构震后实际破坏情况相符合,从而说明多尺度建模的合理性和必要性。在此基础上,对一种新型的偏心支撑结构进行动力时程分析,对比分析发现,这种新型偏心支撑结构与抗震规范上建议采用的D型偏心支撑性能接近,相比常规钢框架结构,结构自振周期减小、结构刚度、承载能力和耗能能力增强,抗震性能更为优越,从而验证新型结构的可行性。关键词:多尺度建模、钢框架、偏心支撑、耗能梁段、动力弹塑性分析。西安理工大学硕士学位论文IIAbstraCtTitle:—ENTRICALLYBRACEDSTEELFRAMESTRUCTUREMajor:StructureEngineeringName:WenchaODUANSupen,iSOr::SignatUreSignatU怕:——Eccentricallybmcedsteelf洒e(EBSF)曲rLlctⅧⅡ,【、)v:,putationalcoSt,tllestmcturald锄agemechanismisdimculttoreflect,,,althou曲caIlobsen,ethelocalfailureprocessofstrLIctu】陀、Ⅳell,putcrhardw暑鹏requirements,relysolelyonthe而croscopicphysicalmodeltoaIlalyzeprac