长周期地震动作用下高层钢结构响应研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bingqing1980
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国经济的快速发展以及城镇化步伐的加快,超高层结构被大量应用于城市的基础设施建设。在近年来发生的大地震中都有出现过高层长周期结构破坏的现象,引发工程抗震界的很大关注。这类结构大多具有高宽比大、自振周期长的特点,与侧向刚度较大的低矮结构相比,对长周期地震动更加敏感。我国现行建筑抗震设计规范中的地震影响系数曲线主要是依据短周期分量为主的地震动给出,用于超高层结构的计算时,其响应明显偏小,可能使结构设计偏于不安全。  论文主要研究高层钢结构在长周期地震动作用下的响应,采用试验与有限元模拟相结合的研究方法。考虑到长周期地震动会使高层结构产生较大变形,往复循环次数增加的特点,设计了钢框架梁柱T型节点拟静力试验,研究实际长周期地震动作用下高层结构局部节点受力和变形特点,以及试件屈服后塑性铰分布和长度变化情况。以试验实测数据定义有限元软件SAP2000中塑性铰的骨架曲线,建立整体钢框架-支撑结构体系进行弹塑性时程分析,探究实际长周期地震动下高层钢结构的薄弱环节及局部受力、变形特点,为后续结构加强做铺垫。本文完成的主要工作有:  (1)设计3个T型钢框架梁柱栓焊刚性节点,以循环次数分别为3次、6次、9次作为变量进行了拟静力试验,试验结果表明循环次数的增加使试件的承载力下降、变形能力受到抑制,耗能能力降低。  (2)运用有限元软件ABAQUS对试验试件进行模拟分析,采用与试验相同的加载制度,破坏现象与试验相同,承载力较试验偏小,但随循环次数增加承载力降低的趋势一致,耗能能力变小,试验与有限元模拟结果吻合较好。  (3)长周期地震波的选取是分析成功的关键,本文从日本311大地震、汶川地震、台湾集集地震记录的实际地震动中选取4条富含长周期特性地震波,结合整体结构有限元模型特性,进行时程分析。  (4)基于SAP2000建立32层钢框架-支撑有限元模型,运用试验记录的数据定义整体结构中梁柱节点塑性模型,即塑性铰,进行动力弹塑性时程分析,对比默认铰和自定义铰分析结果,表明高层钢结构的薄弱层随地震波卓越周期增大沿高度下移,且结构基底剪力增大。  
其他文献
预应力宽箱截面桥梁的剪应力滞后问题(简称剪力滞)就是其中较为突出的一个.该文以相关的合作研究课题为背景,选择了宽箱截面简支梁桥和悬臂梁桥为研究对象,使用有限单元数值
扩展有限元法(XFEM)以常规有限元和单位分解为基础,在分析断裂问题时克服了常规有限元必须使裂纹面与单元边界一致且裂纹扩展后要重新划分网格的缺点。本文基于XFEM在断裂力学
预应力锚索作为一种经济有效的支护方式,在山区边坡的治理中得到了广泛的应用。汶川地震灾后调查资料显示,经预应力锚索加固的边坡具有良好的抗震性。但目前预应力锚索抗震加固
林木是大自然的重要组成部分,它们能够生产氧气、净化空气、美化环境,人类的生活与它们息息相关。若林木被破坏了,会给人类生活带来很多不利的影响。而强风是林木安全的最大
邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是一种环境激素类物质,常用作塑料添加剂,在使用过程中容易释放到环境中,为污水中常见的微量有机物质。前置反硝化生物活性滤池(BAF)工艺是目前
随着建筑科学技术、城市经济和社会的发展以及人口的迅速增长,地面结构与传统、单一功能的地下结构已经不能满足人类日益丰富的生活要求,而逐渐向多功能、综合化的方向发展,例如
现代城市的发展一方面需要大量的混凝土用于工程建设,另一方面破旧的建筑物拆迁将产生大量不易处理的废弃垃圾。基于可持续发展和环境保护的思想,将废弃混凝土块破碎处理后作为
随着我国西部水电工程的建设,库区岸坡的稳定性问题日益突出。因此,本文针对无确定性滑动面节理岩质岸坡的工程地质特点和变形破坏特征,以黄河拉西瓦水电工程库区某大型岸坡为工
大坝、海洋平台、桥梁墩台等结构长期处于水环境中工作,在其服役期间都不可避免地遭遇到动荷载的作用,抗震安全成为为工程建设中的关键技术问题之一。目前,对于大气自然环境
边坡抗滑稳定分析一直都是岩土力学与工程中的重要研究方向之一,研究成果丰富。根据不同的假设条件提出了各类不同的分析方法,现有抗滑分析方法大多采用抗滑力代数和与下滑力代