多层冷弯型钢剪切耗能框架—支撑结构体系抗震性能与设计方法

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouqjj
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
传统冷弯型钢组合墙体在承受水平地震作用时,容易出现墙面板接缝处错动、自攻螺钉连接破坏等现象,导致其滞回曲线捏缩明显,墙体受剪承载力以及耗能能力难以满足高烈度地区的抗震需求。由低屈服点钢制成的剪切耗能区段具有初始刚度大、滞回性能稳定、疲劳性能好以及制作简单等优点,将其与支撑构件相结合应用于冷弯型钢结构中构建为冷弯型钢剪切耗能框架—支撑结构体系,既能提高结构抗侧性能,又能将损伤集中于低屈服点钢耗能区段,实现震后损伤元件可替换的“高效抗震”特征。本文聚焦于多层冷弯型钢剪切耗能框架—支撑结构体系在地震作用下的受力机理及设计方法开展研究,主要内容如下:(1)分别提出冷弯型钢剪切耗能框架—X形和K形支撑结构,并完成了2榀单层单跨冷弯型钢剪切耗能框架—X形支撑结构和8榀单层单跨冷弯型钢剪切耗能框架—K形支撑结构的抗震性能试验研究,试验参数包括耗能区段中耗能板高宽比、宽厚比、加劲以及开缝等,研究了各参数对试件破坏特征、荷载-层间位移角滞回曲线、骨架曲线、应变-位移曲线、延性及耗能能力的影响规律。试验中模拟了震后耗能区段替换过程,并总结了修复过程中的技术要点,评价了可修复指标。试验结果表明:提出的新型结构具有显著的屈服时序,耗能区段先于框架开展塑性,实现了在地震作用下损伤在一定变形范围集中于耗能区段的设计目标,且滞回曲线饱满。修复后的试件受力性能与原试件几乎保持一致,验证了结构的可恢复能力。(2)基于ABAQUS软件建立了试件的精细化有限元模型,通过试验结果验证了分析模型的正确性后,开展了参数分析。研究了耗能板高宽比、宽厚比、初始几何缺陷、耗能板与主体框架的强度比、刚度比和主体框架的高宽比对结构受力性能的影响,提出了各参数的建议值。建立了简化的支撑结构分析计算模型,基于变形协调关系提出了结构弹性抗侧刚度计算方法,基于虚功原理及叠加原理推导了结构受剪承载力计算公式。(3)建立了多层冷弯型钢剪切耗能框架—K形支撑结构体系的ABAQUS简化分析模型,并通过与振动台试验结果对比验证了建模方法的正确性。对比了不同抗侧力结构体系在冷弯型钢框架中的减震效果,以及不同支撑布置方案,包括平面布置和竖向布置方案对结构抗震性能的影响。结果表明:在平面布置中,配置耗能区段的K形支撑宜布置在结构四角。而在立面布置中,对于竖向刚度均匀的结构,宜通高布置耗能区段。如需考虑结构的经济性,在结构1/2高度以下布置是较为有效的布置方案。(4)建立了冷弯型钢剪切耗能框架—支撑结构的恢复力模型。在此基础上提出了考虑损伤控制的直接基于位移的抗震设计方法,并以在罕遇地震作用下框架基本保持弹性为性能目标实现“损伤可控”的设计理念。最后利用该方法对一栋6层冷弯型钢剪切耗能框架—K形支撑结构体系算例进行了设计,详细描述了设计步骤。
其他文献
目的:探讨超声造影(CEUS)对肺周穿刺活检诊断准确率的影响。方法:选取2016年1月至2019年1月河南科技大学第二附属医院收治的56例肺周占位患者为对象,采用随机数字法分为观察组和对照组,每组各28例,观察组患者在肺周穿刺活检前进行CEUS检查,对照组患者在超声引导下进行肺周穿刺活检,比较两组患者的诊断准确率、穿刺次数及并发症发生率。结果:观察组患者的诊断准确率为92.86%显著高于对照组的7
期刊
能源消耗与环境污染问题促进了可再生能源的利用与发展。太阳能资源丰富,是非常具有潜力的可再生能源之一,但其具有随机性、不稳定性以及间歇性的特点,因此,蓄热技术成为了太阳能资源利用的关键技术之一。相变蓄热技术近年来发展迅速,其中无机水合盐相变材料(PCM)凭借其大体积蓄热密度,低成本的优点而备受关注。过冷及相分离现象是水合盐在短期蓄热系统中应用的主要障碍。研究表明,通过添加多孔基等材料对水合盐进行复合
学位
室内空气质量影响室内人员身体健康及工作效率,污染物分布预测有助于污染源的逆向识别,室内气流组织优化,净化设备的优化布置等,而这些都是及时排除室内污染物、保障室内空气质量的有效手段。气流跟随性较好的被动污染物(如患病人员呼出的呼吸道微液滴、燃烧生成的细颗粒物、家具建材释放的有害气体)能在室内更广范围传播,并最终被人体吸入,造成较大危害。本研究选题来源于重庆市高校创新研究群体任务课题——健康人居环境与
学位
近年来,超高性能混凝土(UHPC)因其强度高、耐久性好、低碳等优点受到学者、工程师的青睐。将UHPC应用于强度高、延性好的钢管混凝土(CFST)、中空夹层钢管混凝土(CFDST)可形成钢管超高性能混凝土(UHPCFST)构件或中空夹层钢管超高性能混凝土(UHPCFDST)构件,这些构件的基本力学性能已在世界范围内得到广泛研究。然而,由于UHPC的超高抗压强度,为实现与普通钢管混凝土相当的套箍系数,
学位
地铁具有大容量、高速、安全、准时、环保、节能、节约土地等优势,能有效解决土地紧缺和交通拥堵等制约城市发展的问题。地铁系统在给交通出行带来便利的同时,其环境问题和安全隐患也不容忽视。地铁列车在区间隧道运行产生的活塞风对隧道通风有着重要的影响,系统地研究活塞风发展规律,对合理利用活塞风有重要的意义。而且由于地铁一般位于地下且相对封闭,地铁火灾已经成为公共安全的主要问题之一。当地铁列车在隧道内发生火灾时
学位
在自然界中常常存在各种不确定因素,工程结构在服役期间所承受的各种荷载通常由随机过程来表征,如阵风、地震、波浪和人行荷载等。准确地评估结构在随机荷载作用下的响应是随机振动分析的重要环节,也是结构动力可靠度分析的重要基础。尽管线性结构随机振动分析理论和方法已有广泛应用,但非高斯激励下随机振动分析的计算效率、计算精度和适用范围仍受到诸多限制。因此,如何高效且精确地进行非高斯激励下随机振动分析,是随机振动
学位
施工扬尘是房屋建筑工程、市政基础设施工程等施工场所和施工活动中产生的扬尘,是大气颗粒物的主要来源之一。近年来,随着我国建筑业的高速发展,施工扬尘已成为大气颗粒物浓度超标的重要原因。人类长期暴露于颗粒物浓度超标环境下,会引发皮肤、呼吸系统和心血管等方面一系列疾病,损害身体健康,造成经济财产损失。为此,国家和地方政府多次出台了相关政策措施应对施工扬尘污染问题,防治效果仍有待提高。本文依托十三五国家重点
学位
现浇X形混凝土桩(XCC桩)复合地基技术作为一种新型地基处理技术,由于其具有“节省材料”、“提高效能”等优点,已广泛用于高速公路、港口和机场建设等地基加固工程中,效果显著并取得非常大的社会经济效益。目前,在黏性土地基中XCC桩的贯入机理已开展了较多研究,但对于砂土地基中XCC桩的相关研究却很少;此外,XCC桩贯入砂土和黏土地基中主要研究的是沉桩挤土效应,而忽略了在实际工程施工中这些挤土位移荷载会对
学位
报纸
人类社会对能源的需求量逐年增加,伴随着愈发严重的环境恶化,使能源政策面临着巨大挑战。在此背景下,我国提出的“双碳目标”对全球节能减排具有重大的战略意义。开发利用可再生能源,采用新的能源技术,可双管齐下达到节能减排的目标。虽然太阳能等可再生能源丰富清洁,但其间歇性和波动性却会导致能源供应的不可预测和供需之间的不匹配,而储能是调节供需不匹配的一项必不可少的技术。其中热化学吸附不仅储热能力强,而且通过太
学位