偏心支撑钢框架的高等分析及基于性能的塑性设计方法研究

被引量 : 0次 | 上传用户:sngt73
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
针对现行钢结构分析与设计方法的不足,强调了钢框架高等分析方法的重要性。偏心支撑钢框架兼顾了纯框架结构和中心支撑钢框架结构的优点,刚度大、延性好,受力性能合理,罕遇地震作用下具有良好的抗震性能。目前对于钢框架高等分析方法的研究很多,但对于偏心支撑钢框架的高等分析方法研究较少。此外,《建筑抗震设计规范》中关于偏心支撑钢框架的规定大多来源于美国规范,对采用我国钢材的耗能梁性能研究较少,不利于准确评估偏心支撑钢框架的性能。现阶段对于偏心支撑钢框架的设计,先由弹性分析求出基底剪力和各楼层的侧向力,再计算出耗能梁所受的剪力,通过耗能梁的设计原理确定截面的大小;根据耗能梁的内力和规范中的相关放大系数,确定其余构件截面的大小。然而,基于弹性分析所设计的结构,直接运用于罕遇地震下的非弹性分析中,可能无法满足预期的破坏模式和相关规范的要求。针对以上关于高等分析方法和偏心支撑钢框架所存在的不足,本文研究内容主要包括以下几方面:(1)基于截面组合法和截面弹簧刚度理论,提出了一种有分布荷载作用时考虑单元跨内塑性铰的钢框架高等分析方法。该方法利用稳定函数考虑几何非线性和剪切变形、在初始屈服方程中考虑残余应力、折减弹性模量法考虑初始缺陷的影响等。此外,当单元上有分布荷载作用时,在可能出现屈服的两端和跨内分别假想有一个零长度的弹簧考虑截面在不同受力时的刚度,得到仅使用一个单元/杆件就能准确模拟跨内塑性铰的钢框架高等分析方法;(2)基于串联弹簧模型在单元端部同时考虑材料非线性和半刚性连接的影响,并在有分布荷载作用时,提出了一种准确模拟跨内塑性铰的半刚性钢框架的高等分析方法;(3)现行规范中对翼缘宽厚比的限制过于严格,许多轧制型钢很难作为耗能梁使用。与已有试验对比,校正有限元分析方法的准确性。为了重新评估该值,基于Q235钢材设计70个不同翼缘宽厚比和长度的耗能梁模型,并在往复荷载下进行有限元分析。结果表明,对剪切型耗能梁和弯曲型耗能梁,可考虑将翼缘宽厚比放宽至10235/fy,并得到相应的破坏模式、超强系数及力-位移曲线等;(4)基于Q235钢材设计50个不同加劲肋间距、厚度和布置方式的耗能梁模型、36个不同轴力作用下的耗能梁模型,通过有限元分析研究往复荷载作用下各种因素对不同长度耗能梁性能的影响,得到了一种耗能梁的优化设计方法;(5)根据耗能梁有限元分析所得的多线性力-位移曲线,在单元两端分别假定有三个零长度的转动子弹簧和三个零长度的平动子弹簧来模拟弯矩和剪力的影响,中间单元始终处于弹性状态,并结合截面组合法理论所推导的考虑单元应变强化的屈服方程,得到了耗能梁的高等分析模型。此外,基于该模型还考虑了半刚性连接的影响。耗能梁以外构件的分析模型与普通单元的高等分析模型相同,由此提出了偏心支撑钢框架的高等分析方法;(6)基于预先确定结构在非弹性变形下的目标位移和屈服机理,并结合建筑抗震设计规范,提出了纯框架结构和D型、K型和V型偏心支撑框架基于性能的塑性设计方法。该方法还根据罕遇地震作用下能量平衡原理得到结构的基底剪力和各楼层的剪力值,并考虑耗能折减系数η的影响。分析结果表明,使用该方法对不同抗震设防烈度下的各种结构设计时,无需进行复杂的计算和迭代,就能满足多遇地震及罕遇地震下的预定功能;(7)根据偏心支撑钢框架基于性能的塑性设计方法,设计某三十层的偏心支撑钢框架,采用基于性能的抗震设计方法对其进行评估。将结构的性能目标选为D,并选择合适的地震波,再根据相关规范确定各构件的性能指标,从层间位移角和构件变形两方面对结构进行评估。
其他文献
大学生“三下乡”社会实践是我国高校实践育人工作的主要手段,是加强和改进大学生思想政治教育的有效途径,对于增强大学生的社会责任感、提高大学生的综合素质都有十分重要的战
当今人类社会在经历了古代农业革命、近现代工业革命之后,正处在一个新的时代即生态文明时代.生态文明时代迫切要求我国学校把绿色素质教育作为素质教育的内容,使学生认识到
在军事作战中,无人机扮演着越来越重要的角色;再加上在民用领域如播种、投递包裹等,无人机也有很多应用的地方。因此迫切需要一种优异的无人机的发射与自主着陆过程方式,来保证其
本课题是基于“辽河流域水环境管理技术综合示范”项目,近年来,随着项目中面向Web的业务系统逐渐增加,其中绝大多数业务系统被要求提供复杂的报表功能。报表管理系统可以为项目
猪传染性胃肠炎(TGE)是由猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)引起的一种高度传染性病毒性肠道疾病,以导致2周龄以下仔猪呕吐、严重腹泻和高病死率(通常为100%)为主要特征。养猪场一旦
本研究利用高能机械合金化(MA)以及选区激光熔化(SLM)技术分别对微米级的W、TiC混合粉末和W、Ni、石墨混合粉末进行成形加工。研究了球磨时间对复合粉末物相、显微组织特性、粉末
目的:通过流行病学调查从病史中及诊疗过程中各项临床指标,分析出与葡萄胎恶变相关因素,同时通过RT-PCR-RFLP技术在基因分子水平上对葡萄胎患者印迹基因H19和IGF2的表达进行分析
随着我国工业化进程近年来的飞速发展,系统中相应的电压等级不断升高,所需电能质量的可靠性也随之提高,SF6气体绝缘金属封闭式组合电器(GIS)因其占地面积小,可靠性高等优点广泛应用
2008年国际金融危机以来,外需不足使得国内消费需求不足倍受关注,特别是农村居民消费不足愈加明显,对经济运行质量造成很大影响。通过实行农村社会统筹养老保险,增加农民的养老保
目的:探讨超声弹性成像技术在乳腺癌新辅助化疗疗效评估中的应用.方法:经病理学证实的55例乳腺癌患者行新辅助化疗周期前后均进行临床评价(触诊)、常规超声及超声弹性成像检查,