拉链柱式中心支撑钢框架结构振动台试验研究

摘要

拉链柱式中心支撑钢框架结构是在传统的人字形中心支撑钢框架结构基础上发展起来的新型结构体系。拉链柱是设置在每个支撑和被撑梁交点处的竖向受力构件。此种结构在地震作用下的响应十分复杂，目前国内外关于此类体系的研究还较少。本文通过振动台试验研究了拉链柱式中心支撑钢框架结构的抗震性能并对构件内部的残余应力进行了分析，具体如下:
　　1)本文设计了一个3层拉链柱式中心支撑钢框架原型结构，并按1∶4的缩尺比例设计了试验模型，对试验模型进行了包括白噪声在内的24种工况的振动台试验。通过试验现象、结构的动力特性、加速度、位移以及主要构件的动力响应等，得出了此类结构抗震性能较好，满足规范规定的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准抗震设防要求。
　　2)采用有限元分析软件ABAQUS对该3层拉链柱式中心支撑钢框架结构的振动台试验进行了数值模拟，对比了数值模拟结果和振动台试验结果，二者基本吻合，说明所建立的数值模型基本合理，也验证了采用梁元对结构体系进行分析是可行的。
　　3)对振动台试验后的拉链柱式中心支撑钢框架结构中部分焊接工字形小截面构件进行了残余应力的研究，得到了残余应力分布曲线，研究了板件宽厚比对残余应力的影响，提出了残余应力分布的简化计算模型，为后续试验研究中定量分析残余应力的影响打下了基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 课题来源

第2章 拉链柱式中心支撑钢框架结构振动台试验

2．1 模型设计

2．1．1 试验原型设计

2．1．2 试验模型设计

2．2 材性试验

2．3 试验方案

2．3．1 传感器和测点布置

2．3．2 地震波的选取

2．3．3 试验步骤及加载方案

2．4 试验现象和结果分析

2．4．1 试验现象

2．4．2 结构动力特性分析

2．4．3 加速度响应分析

2．4．4 位移响应分析

2．4．5 支撑响应分析

2．4．6 拉链柱响应分析

2．4．7 被撑梁响应分析

2．4．8 支撑跨柱响应分析

2．5 本章小结

第3章 拉链柱式中心支撑钢框架结构振动台试验数值模拟

3．1 有限元模型的建立

3．2 数值模拟与振动台试验结果对比分析

3．2．1 结构动力特性分析

3．2．2 加速度响应分析

3．2．3 位移响应分析

3．2．4 支撑响应分析

3．2．5 拉链柱响应分析

3．2．6 被撑梁响应分析

3．2．7 支撑跨柱晌应分析

3．3 数值模拟结果和试验结果产生差异的原因分析

3．4 本章小结

第4章 焊接工字形小截面残余应力分布研究

4．1 残余应力的测定

4．2 试验结果分析

4．2．1 残余应力分布

4．2．2 宽厚比对残余应力的影响

4．3 残余应力分布模型

4．3．1 分布模型形状

4．3．2 简化计算公式

4．4 残余应力对振动台试验的研究

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢