近场地震下人字形中心支撑钢框架基于能量的性态设计方法

摘要

目前各国的抗震规范大多采用基于强度的弹性设计方法，此方法较少涉及结构进入塑性后的性态，而基于性态的抗震设计方法是一种全新的理念，这一方法考虑了结构进入塑性后的性态及能量耗散。近场地震作用下结构会由于速度脉冲的作用而在瞬间产生比较大的变形，在基于能量的性态设计中，不能以结构的累积滞回能作为依据，应该提取引起结构瞬间破坏的那部分有效能量。
　　本文介绍了近场地震速度脉冲的特征及最大有效滞回耗能（MECE）谱，提出了近场地震下人字形中心支撑钢框架基于最大有效滞回耗能谱的性态设计方法；设计了两个人字形中心支撑钢框架；采用PUSHOVER和时程分析方法评估了两个结构的地震反应及能量分布、有效滞回耗能，证明了本文设计方法的可信性。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景、目的和意义

1.2近场地震的特点

1.3近场地震下结构破坏的研究现状

1.4结构抗震设计理论的发展

1.5基于能量设计方法及研究现状

1.6中心支撑钢框架结构

1.7本文主要研究内容及研究方法

第二章 近场地震最大有效滞回耗能谱

2.1地震动下单自由度体系的能量平衡方程

2.2近场地震最大有效滞回耗能的定义和计算方法

2.3多自由度体系最大有效滞回耗能计算方法

第三章 人字形中心支撑钢框架基于最大有效滞回能的性态设计方法

3.1 支撑分担的层剪力计算方法

3.2各构件的能力设计方法

3.3迭代设计

第四章 人字形中心支撑钢框架结构设计实例

4.1结构基本信息

4.2荷载计算

4.3构件截面初选

4.4结构动力特性计算

4.5近场地震动最大有效滞回能需求的确定

4.6支撑分担的底部剪力计算

4.7各层支撑设计剪力的确定

4.8构件设计

4.9设计结构pushover分析校核

第五章 有限元非线性动力时程分析

5.1有限元分析方法简介

5.2基于ABAQUS的弹塑性时程分析

5.3地震波选取及调幅

5.4多遇水准地震波下结构底部剪力

第六章 算例结构抗震性能评估

6.1 结构损伤情况

6.2结构的位移响应

6.3滞回耗能和位移

6.4结构的剪力输出及分析

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2 展望

参考文献

致谢

作者简历

攻读硕士学位期间论文发表情况