拉链柱式中心支撑钢框架基本构件抗震设计方法研究

摘要

拉链柱式中心支撑钢框架结构是基于传统的人字形中心支撑钢框架结构基础上发展起来的一种新型结构体系，拉链柱即是连接每个支撑与被撑梁交点的竖向受力构件。目前，国内外有关此类体系抗震性能的研究还较少，我国规范亦没有给出有针对性的设计条文。本文在总结国内外相关研究现状的基础上，对拉链柱式中心支撑钢框架结构基本构件（包括拉链柱、支撑跨柱、支撑、被撑梁）的抗震设计方法进行了研究，具体如下:
　　1)参照悬挂拉链柱式中心支撑钢框架结构的设计方法，设计了两组对比算例，其中支撑分别按考虑与不考虑受循环荷载时的强度降低系数设计。对算例的自振特性、用钢量、多遇及罕遇地震下的动力响应等指标进行了分析比较，综合考虑用钢量、结构动力响应等指标后，建议支撑设计时不考虑受循环荷载时的强度降低系数。
　　2)提出了基于SRSS内力组合原则的拉链柱式中心支撑钢框架结构中拉链柱、支撑跨柱的设计建议，考虑被撑梁可以承受一定的竖向力。对比了按本文建议设计的拉链柱式中心支撑钢框架结构与悬挂拉链柱式中心支撑钢框架结构的自振特性、用钢量、多遇及罕遇地震下的动力响应等指标。综合考虑用钢量、结构动力响应等指标后，建议拉链柱、支撑跨柱、被撑梁按本文建议设计。
　　3)依据基于循环次数的钢支撑低周疲劳寿命估算方法，对按本文建议设计的以及悬挂拉链柱式中心支撑钢框架结构在罕遇地震下支撑的低周疲劳性能进行了评估，结果表明两组算例各层支撑的疲劳损伤程度均很小，正常情况下支撑很难发生低周疲劳破坏，进一步确定了支撑设计时可以不考虑受循环荷载时的强度降低系数。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 论文的研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及分析

1．2．1 拉链柱

1．2．2 支撑跨柱

1．2．3 支撑

1．2．4 被撑梁

1．3 课题来源和主要研究内容

第2章 支撑设计方法研究

2．1 结构布置及荷载选择

2．2 结构的设计方法

2．2．1 拉链柱设计方法

2．2．2 支撑设计方法

2．2．3 被撑梁设计方法

2．2．4 支撑跨柱设计方法

2．3 有限元模型

2．3．1 有限元模型建立

2．3．2 自振特性及用钢量

2．3．3 输入地震动的选取

2．4 结构地震下动力响应分析

2．4．1 多遇地震下结构动力响应分析

2．4．2 罕遇地震下结构动力响应分析

2．5 本章小结

第3章 拉链柱、被撑梁、支撑跨柱设计方法研究

3．1 结构布置及荷载选择

3．2 结构的设计方法

3．2．1 支撑设计方法

3．2．2 被撑梁设计方法

3．2．3 拉链柱设计方法

3．2．4 支撑跨柱设计方法

3．3 有限元模型

3．3．1 有限元模型的建立

3．3．2 自振特性及用钢量

3．3．3 输入地震动的选取

3．4 结构地震下动力响应分析

3．4．1 多遇地震下结构动力响应分析

3．4．2 罕遇地震下结构动力响应分析

3．5 本章小结

第4章 拉链柱式体系中支撑杆件的低周疲劳性能分析

4．1 基本概念

4．1．1 疲劳损伤的概念

4．1．2 雨流法

4．1．3 基于循环次数的支撑低周疲劳损伤评估

4．2 罕遇地震作用下的结构低周疲劳性能分析

4．3 本章小结

结论

附录

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢