隅撑支撑半刚性连接钢框架抗震性能研究

摘要

支撑钢框架是现代建筑中比较常见的一种抗震结构体系，因为它具有重量轻、强度高、延性大以及施工速度快等优点，使它得到了广泛的应用。在传统钢框架结构的设计中，通常将梁柱连接假定为完全刚接或理想铰接，但在实际工程中，梁柱节点则是介于两者之间的半刚性连接。隅撑作为一种新型的耗能支撑构件,不但继承了中心支撑刚度大的优点,并且克服了偏心支撑以牺牲主体构件来耗能的缺点。隅撑支撑钢框架结构的形式是隅撑一端与梁连接，另一端与柱连接；斜支撑一端与隅撑相连,另一端与梁柱节点相连。在此类结构体系中一般把隅撑设计成耗能部件,在弹性阶段，隅撑为整个结构提供侧向刚度，从而满足钢框架结构的侧移要求；当承受罕遇地震作用时,隅撑率先进入非弹性阶段，通过塑性变形来进行耗能,并先于主要构件屈服，从而保护结构免于严重破坏。隅撑支撑半刚性连接钢框架则结合了半刚性连接和隅撑支撑的优点，抗震性能优越。为了进一步了解两者协同工作的性能，本文主要做了以下研究：
　　1、根据某参考文献中所做的拟动力试验，使用 SAP2000建立与试验中相同的半刚接钢框架模型，并做弹性时程分析；然后把数值模拟结果同参考文献中的试验结果进行对比，以验证本文有限元模型建立的正确性。
　　2、正确建立模型的前提下，在半刚接钢框架中添加支撑构件，进而建立隅撑支撑半刚接钢框架的有限元模型，并做罕遇地震下的Pushover分析，研究此类结构的破坏过程和破坏形态。接着又探讨了不同初始转动刚度对结构抗震性能的影响，以及不同类型的支撑半刚接钢框架的耗能能力，由此进一步证明隅撑支撑半刚接钢框架抗震性能的优越性。
　　3、在前面研究的基础上，对不同布置形式的隅撑支撑半刚接钢框架做了多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地下的弹塑性时程分析，并分别从基底剪力、顶点位移、层间剪力、层间位移以及层间位移角等几个方面做了对比，从而找出隅撑构件的最优布置形式。

目录

声明

1 绪论

1.1 引言

1.2 半刚性连接钢框架的发展

1.3 隅撑支撑钢框结构的发展

1.4 本文研究的主要目的和内容安排

2 隅撑支撑半刚接钢框架的基本理论

2.1 梁柱半刚性连接的基本理论

2.2 隅撑支撑钢框架的理论研究

2.3 半刚性节点连接的实现

2.4 本章小结

3 试验模型的选取和有限元模型的建立及验证

3.1 SAP2000软件的简介

3.2 试验模型的概况

3.3 有限元模型的建立及弹性时程分析

3.4 有限元分析结果与试验结果的对比

3.5 本章小结

4 隅撑支撑半刚接钢框架的Pushover分析及抗震性能的比较

4.1 Pushover分析法的基本理论

4.2 隅撑支撑半刚接钢框架Pushover分析模型

4.3 隅撑支撑半刚接钢框架结构的抗震性能比较

4.4 本章小结

5 隅撑支撑半刚接钢框架的动力时程分析

5.1 动力时程分析法的简述

5.2 分析实例与地震波的选取

5.3 模态分析

5.4 多遇地震作用下结构的时程分析

5.5 罕遇地震作用下结构的时程分析

5.6 本章小结

结论与展望

1结论

2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及研究成果