防屈曲支撑在三心圆柱面网壳中的减震控制研究

摘要

随着近年来大跨度网壳结构的应用日益广泛，其中多为重要公共建筑，一旦发生地震破坏将会造成巨大的生命财产损失，所以提高结构的抗震性能并采取有效的减震措施十分重要。网壳结构由于自身形式的多样性、杆件和节点数目繁多、振型密集复杂等，减震控制的研究才刚刚起步。
　　防屈曲支撑(BRB)是一类耗能减震元件，在受拉和受压过程中，核心单元因受到约束单元的约束，产生屈服而不屈曲。在强震中BRB能够率先进入耗能状态，消耗输入结构中的地震能量及衰减结构的地震作用，保护主体结构和构件避免遭到破坏，能有效减小网壳的地震响应。采用这种新的抗震设计思路，避免了一些传统设计中存在的问题。
　　本文以某64m跨度的三心圆柱面网壳干煤棚为工程背景，利用SAP2000进行建模，通过模态分析与力学性能分析，得出网壳结构的动力特性与动静力特性。根据结构的动静力特性及防屈曲支撑特点选取了五种防屈曲支撑布置方案，利用非线性时程分析法计算结构的地震作用，计算分析时对结构分别输入了E1Centro波、Taft波及唐山波的三向地震作用，对比地震作用下几种不同方案在三种地震波作用下的减震效果，得出了将防屈曲支撑布置在地震作用下内力较大的横向1/4波、3/4波上弦杆件处对结构有较好的减震效果。对将防屈曲支撑布置在横向1/4波、3/4波上弦杆的跨度分别为70m及79m的三心圆柱面网壳进行了减震性能分析，结果表明减震性能良好，为今后大跨度空间网壳结构减震控制研究提供一定的参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 防屈曲支撑研究现状

1．3 网壳结构减震控制研究现状

1．4 本文的研究思路和内容

第2章 防屈曲支撑的工作原理及性能

2．1 防屈曲支撑的基本构成及工作原理

2．1．1 防屈曲支撑的基本构成

2．1．2 防屈曲支撑工作原理

2．2 防屈曲支撑的力学性能

2．2．1 防屈曲支撑的静力性能

2．2．2 防屈曲支撑的动力性能

2．3 防屈曲支撑的稳定性能

2．3．1 防屈曲支撑的整体稳定

2．3．2 防屈曲支撑的消能内核稳定性能

第3章 三心圆柱面网壳结构的力学性能

3．1 三心圆柱面网壳的模型建立

3．1．1 工程概况

3．1．2 基本假定

3．1．3 模型建立

3．2 三心圆柱面网壳的静力特性分析

3．2．1 荷载与作用

3．2．2 静力特性分析

3．3 三心圆柱面网壳的动力特性分析

3．3．1 结构自振特性分析

3．3．2 地震波的选取与调整

3．3．3 结构的阻尼

3．3．4 时程分析法

3．3．5 动力特性分析

3．4 本章小结

第4章 防屈曲支撑在三心圆柱面网壳中的减震控制研究

4．1 防屈曲支撑在结构中的布置

4．1．1 防屈曲支撑的布置原则

4．1．2 防屈曲支撑的布置方案

4．1．3 防屈曲支撑在SAP2000中的实现

4．2 三向地震作用下网壳减震体系性能分析

4．2．1 减震效果评价指标

4．2．2 关键点及关键杆件确定

4．2．3 轴力减震效果分析

4．2．4 位移减震效果分析

4．3 本章小结

第5章 防屈曲支撑在不同跨度网壳中的减震性能研究

5．1 分析模型

5．1．1 分析模型1

5．1．2 分析模型2

5．2 结构的自振特性分析

5．2．1 模型1自振特性

5．2．2 模型2自振特性

5．3 结构的动静力分析

5．4 防屈曲支撑的减震性能分析

5．4．1 轴力减震性能分析

5．4．2 位移减震性能分析

5．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文