屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)的受力性能研究

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1、西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)的受力性能研究專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程作者姓名：杜向生指導(dǎo)教師：郭秉山論文題目：屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)的受力性能研究專(zhuān)業(yè)：防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程碩士生：杜向生(簽名)指導(dǎo)教師：郭秉山(簽名)摘要框架支撐體系一直是高層結(jié)構(gòu)常用的結(jié)構(gòu)形式之一，但是傳統(tǒng)支撐容易發(fā)生屈曲失穩(wěn)，為了保證支撐的整體穩(wěn)定，只能在設(shè)計(jì)上增大截面尺寸，控制長(zhǎng)細(xì)比。而支撐過(guò)強(qiáng)往往會(huì)導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件（梁、柱）的相對(duì)較弱，當(dāng)遭遇罕遇地震時(shí)，對(duì)主體結(jié)構(gòu)的抗震非常不利。隨著耗能減震技術(shù)的發(fā)展，屈曲約束

2、支撐的出現(xiàn)解決了這一難題，屈曲約束支撐既能保證支撐只發(fā)生屈服而不屈曲失穩(wěn)，又能保證支撐先于主體結(jié)構(gòu)進(jìn)入屈服狀態(tài)，通過(guò)自身屈服后的良好滯回性能，消耗大部分地震輸入的能量，進(jìn)而可以大幅度減輕主體結(jié)構(gòu)遭受罕遇地震的破壞程度。本文在理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，利用ANSYS有限元軟件對(duì)屈曲約束支撐模型進(jìn)行特征值屈曲分析和模態(tài)分析，并與歐拉理論比較確認(rèn)模型的準(zhǔn)確性。在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，考慮初始缺陷的情況下對(duì)4個(gè)系列的屈曲約束支撐進(jìn)行了極限承載力的分析，對(duì)影響屈曲約束支撐承載力的因素進(jìn)行了比較全面的研究，并得到其的合理取值范圍：約束剛度比2.0～3.0

3、、芯材寬厚比5～15、約束間隙1～2mm、初始缺陷5/1000以內(nèi)。最后運(yùn)用結(jié)構(gòu)分析軟件SAP2000對(duì)屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)與普通支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的某工程實(shí)例進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程對(duì)比分析，分析表明在多遇地震作用下，屈曲約束支撐鋼框架與普通支撐鋼框架表現(xiàn)相近，說(shuō)明在正常使用情況及小震時(shí)屈曲約束支撐與普通支撐區(qū)別不大；在罕遇地震作用下，屈曲約束支撐鋼框架的各項(xiàng)指標(biāo)均比普通支撐鋼框架表現(xiàn)優(yōu)良，說(shuō)明在較大地震時(shí)，屈曲約束支撐最先進(jìn)入屈服，耗散了大量的地震能量，減小主體結(jié)構(gòu)受到地震作用的動(dòng)力響應(yīng)，從而起來(lái)到很好的減震耗能效果。本文全面深入地分析了屈

4、曲約束支撐受力性能及其影響因素，同時(shí)對(duì)屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)與普通支撐鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析，研究工作和得出的結(jié)論對(duì)于指導(dǎo)工程實(shí)踐具有重要的參考價(jià)值，為進(jìn)一步研究屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)的抗震性能打下了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：屈曲約束支撐；有限元分析；極限承載力；屈曲約束支撐鋼框架；設(shè)計(jì)建議研究類(lèi)型：應(yīng)用研究Subject:ResearchonMechanicalPerformanceofStructurewithBucklingRestrainedBracesSpecialty:DisasterPreventionandMinigatio

5、nandProtectionengineeringName:DuXiang-sheng(Signature)Instructor:GuoBing-shan(Signature)ABSTRACTFrameworksupportingsystemhasbeenoneofthestructureofhigh-levelstructurecommonlyused,butthetraditionalsupportpronetobucklinginstability,inordertoensuretheoverallstabilityofth

6、esupport,canonlyincreasethecrosssectionsizeonthedesign,controltheslendernessratio.Andsupporttoooftenleadstothemainstructuremembers(beam,column)isrelativelyweak,whenconfrontedwithsevereearthquake,forthemainstructureoftheearthquakeisverybad.Alongwiththedevelopmentofthee

7、nergydissipationdampingtechnology,theemergenceofbucklingconstraintsupportsolvedthisdifficultproblem,bucklingconstraintsupportsupportcanbeensuredonlytheyieldwithoutbucklinginstability,andcanguaranteesupportaheadofthemainstructureintotheyieldcondition,afteritsyieldgoodh

8、ystereticperformance,consumemostoftheearthquakeinputenergy,whichcangreatlyreducethedamagerateofthemainbodystructuresubjected