發(fā)布時間：2018-05-15 00:25

  本文選題：低屈服點鋼 + 防屈曲支撐��； 參考：《清華大學》2015年博士論文

【摘要】：防屈曲支撐可以解決普通支撐在地震往復(fù)作用下的受壓屈曲問題,具有穩(wěn)定的承載力。低屈服點鋼初始屈服強度低,強屈比高,延性好,將其作為內(nèi)核材料的防屈曲支撐,在地震中較早屈服,通過塑性變形耗能減震,像“保險絲”一樣保護主體結(jié)構(gòu)的安全。帶有低屈服點鋼防屈曲支撐的鋼框架是一種高效的抗震結(jié)構(gòu)體系。本文通過試驗研究、理論分析和數(shù)值模擬,從低屈服點鋼的材料性能出發(fā),對低屈服點鋼防屈曲支撐及其框架的抗震性能進行了系統(tǒng)的研究和評價,并給出了設(shè)計建議。本文的主要研究內(nèi)容包括以下6個方面:(1)通過試驗測定了20個低屈服點鋼材試件的單調(diào)和循環(huán)加載性能,標定了混合強化參數(shù)并進行驗證,為低屈服點鋼的計算分析提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(第2章)。(2)完成了低屈服點鋼材為內(nèi)核材料的防屈曲支撐的滯回性能試驗,采用第2章的數(shù)據(jù),在通用有限元軟件ABAQUS中對試驗進行了數(shù)值模擬。通過86個防屈曲支撐數(shù)值算例的計算結(jié)果,給出了支撐關(guān)鍵幾何參數(shù)的設(shè)計建議(第3章)。(3)結(jié)合第3章的試驗和數(shù)值模擬結(jié)果,通過分析支撐的宏觀荷載-位移曲線的特點,提出防屈曲支撐的等效模型,比較了支撐采用精細化有限元模型的多尺度框架-支撐結(jié)構(gòu)和支撐采用等效模型的簡化框架-支撐結(jié)構(gòu)在靜力和動力時程下的結(jié)果,并通過振動臺試驗驗證了簡化模型的準確性(第4章)。(4)完成了低屈服點鋼防屈曲支撐框架、2類普通支撐框架、2類普通強度防屈曲支撐框架各9組結(jié)構(gòu)和6個純框架的共計408組罕遇地震時程分析,從構(gòu)件狀態(tài)、層剪力、層間位移等方面比較了不同結(jié)構(gòu)的性能;通過低屈服點鋼防屈曲支撐框架的增量動力分析,研究了其兩道抗震防線的工作機理(第5章)。(5)完成了51個低屈服點鋼防屈曲支撐框架和3個純框架共計3024組動力時程分析,基于層間位移角和構(gòu)件損傷指標定義了不同的性能水平,對低屈服點鋼防屈曲支撐框架結(jié)構(gòu)進行了抗震性能評價和易損性分析,比較了支撐剛度和形式以及層數(shù)的影響,給出了各結(jié)構(gòu)層間位移角或構(gòu)件損傷指標隨地震動強度的變化曲線,以預(yù)測結(jié)構(gòu)在給定地震動強度下的性能水平(第6章部分)。(6)考慮低屈服點鋼材的剛度退化特點,提出了低屈服點鋼防屈曲支撐在結(jié)構(gòu)中的設(shè)計方法;給出了低屈服點鋼防屈曲支撐超強系數(shù)的建議值;按不同結(jié)構(gòu)類型,給出了不同性能目標所需支撐的最小剛度列表,為該結(jié)構(gòu)的性能化設(shè)計提供了實用建議(第6章部分)。
[Abstract]:Anti-buckling bracing can solve the buckling problem of common braces under earthquake reciprocating, and has stable bearing capacity. The low yield point steel has low initial yield strength, high ratio of strength to yield and good ductility. It is regarded as the anti-buckling support of the core material, yielding early in earthquake, dissipating energy through plastic deformation, and protecting the safety of the main structure as "fuse". Steel frame with low yield point steel buckling braces is an efficient seismic structure system. Based on the experimental research, theoretical analysis and numerical simulation, the anti-buckling braces of low-yield point steel and the seismic behavior of the frame are systematically studied and evaluated based on the material properties of the low yield point steel, and the design suggestions are given. The main contents of this paper include the following six aspects: 1) the monotonic and cyclic loading properties of 20 low yield point steel specimens were measured by experiments, and the mixed strengthening parameters were calibrated and verified. The hysteretic properties of buckling brace of low yield point steel as core material were tested by the basic data (Chapter 2, Chapter 2) for calculation and analysis of low yield point steel, and the data of Chapter 2 were used. Numerical simulation of the test is carried out in the general finite element software ABAQUS. Based on the calculation results of 86 numerical examples of buckle-resistant braces, the design suggestions for key geometric parameters of braces (Chapter 3) are given. The characteristics of macroscopic load-displacement curves of braces are analyzed by combining the experimental results and numerical simulation results in Chapter 3. An equivalent model of buckle-resistant braces is proposed. The results of multi-scale frame-braced structures with fine finite element model and simplified frame-braced structures with equivalent braces are compared under static and dynamic time history. The accuracy of the simplified model is verified by shaking table test (Chapter 4, No.4). The low yield point steel buckling bracing frame is completed. Two kinds of ordinary bracing frames, two types of ordinary strength bracing frames, 9 groups of structures and six pure frames are completed. A total of 408 sets of rare earthquake time history analysis, The performance of different structures is compared from the aspects of member state, story shear force and interstory displacement, and the incremental dynamic analysis of steel buckling braced frame with low yield point is carried out. In this paper, the working mechanism of its two seismic lines (Chapter 5) has been studied. The dynamic time history analysis of 51 low yield point steel buckling braced frames and 3 pure frames has been carried out in 3024 groups. Based on the interstory displacement angle and damage index of members, different performance levels are defined. The seismic performance evaluation and vulnerability analysis of low yield point steel buckling braced frame structures are carried out, and the effects of bracing stiffness and form, as well as the number of stories, are compared. In order to predict the performance level of the structure under given ground motion intensity, the variation curves of the displacement angle between layers or the damage index of each structure are given in order to predict the stiffness degradation characteristics of steel with low yield point considering the performance level of the structure under the given ground motion intensity (Chapter 6). The design method of low yield point steel buckling bracing in structure, the suggested value of super strength coefficient of low yield point steel buckling bracing, and the minimum stiffness list of bracing required for different performance objectives are given according to different structure types. Practical suggestions are provided for the performance design of the structure (Chapter 6).
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU391;TU352.11

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本文編號：1890152