使用耗能连梁钢板阻尼器的复合连梁实用设计方法研究

摘要

本文依托课题组专利产品——耗能连梁钢板阻尼器,针对传统连梁阻尼器设计方法不明确、构造形式较复杂及工程适用性不足等问题,深入研究了适用工程可实施的内嵌式连梁阻尼器及阻尼器型复合连梁工程实用设计方法,主要研究内容如下:
　　基于有限元分析软件ABAQUS对前期试验进行数值模拟,通过分析耗能连梁钢板阻尼器的受力状态、工作机制及耗能机理,提出了具有普遍适用性的连梁阻尼器简化计算模型。以该简化计算模型为基础,结合现有规范中钢板复合连梁相关内容,改进了针对阻尼器型复合连梁的设计方法,即对连梁阻尼器的厚度及复合连梁配筋的设计。通过对复合连梁的数值模拟,验证了施加连梁阻尼器对连梁构件耗能能力的提升作用,并深入研究了不同设计方案选择对复合连梁耗能能力的影响。
　　对传统耗能连梁钢板阻尼器进行参数拓展,提出了内嵌式耗能模块概念及由耗能模块组合而成的连梁阻尼器区域划分方法。通过研究耗能模块布置方式对连梁阻尼器耗能能力的影响,证明了非主要耗能区长度为控制连梁阻尼器耗能能力的关键因素,由此提出了连梁阻尼器非主要耗能区长度计算方法和理想控制范围。
　　通过对内嵌式阻尼器的端部嵌固区构造方式进行研究,提出了一种新型的端部连接构造方案用于降低内嵌式连梁阻尼器的施工难度。并结合工程实例,细化分析了该嵌固区构造,验证了使用该嵌固区构造不仅能提高连梁阻尼器的施工便捷性,降低施工难度,还能保证连梁阻尼器嵌固区与墙肢良好协同工作。
　　以实施了连梁阻尼器的实际结构为工程背景,提出了连梁阻尼器在结构整体分析时的模拟方法。通过对该结构进行大震弹塑性计算,分析了实施连梁阻尼器对结构产生的影响,验证了连梁阻尼器对连梁延性和结构整体耗能能力的提升作用。

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第1章 绪论

1.1课题背景及研究目的和意义

1.2国内外在该方向的研究现状及分析

1.3本文研究的主要内容

第2章 阻尼器型复合连梁设计方法

2.1引言

2.2复合连梁相关研究

2.3耗能连梁钢板阻尼器有限元模拟

2.4连梁阻尼器简化计算模型

2.5阻尼器型复合连梁设计公式

2.6本章小结

第3章 连梁阻尼器的连接构造方案设计

3.1引言

3.2阻尼器参数拓展

3.3一种新型连接构造

3.4嵌固区受力特征分析

3.5嵌固区使用原则

3.6连梁阻尼器的工程应用

3.7边缘约束构件的加强措施

3.8本章小结

第4章 实施连梁阻尼器结构耗能能力分析

4.1引言

4.2等效方案选择

4.3原结构弹塑性时程分析

4.4分析目标及实施方案

4.5结构耗能能力分析

4.6本章小结

结论

参考文献

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致谢