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《低屈服點(diǎn)鋼剪切型阻尼器的力學(xué)性能及理論模型研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、低屈服點(diǎn)鋼剪切型阻尼器的力學(xué)性能及理論模型研究(申請清華大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文)培養(yǎng)單位：土木工程系學(xué)科：土木工程研究生：許立言指導(dǎo)教師：聶建國教授二○一七年六月ResearchonMechanicalBehaviorandTheoreticalModelofLow-yield-pointSteelShearPanelDampersDissertationSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofDoctorofPhilosophyinCivilEngineeringbyX
2、uLiyanDissertationSupervisor:ProfessorNieJianguoJune,2017摘要摘要低屈服點(diǎn)鋼剪切型阻尼器在往復(fù)荷載作用下表現(xiàn)出復(fù)雜受力特性，對高層框架結(jié)構(gòu)的抗震性能具有重要影響。本論文針對采用BLY160低屈服點(diǎn)鋼材制備的剪切鋼板阻尼器消能裝置，重點(diǎn)研究了阻尼器的受力機(jī)理、數(shù)值模型及其在耗能減震結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用。取得的主要研究成果如下：（1）通過5組共16個(gè)材性試件的單調(diào)拉伸和循環(huán)加載試驗(yàn)，研究了BLY160低屈服點(diǎn)鋼材在不同荷載路徑下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，標(biāo)定了鋼材的低屈服點(diǎn)、高強(qiáng)屈比、高延伸率等性能特征，著重針對其顯著且特有的循環(huán)強(qiáng)化和軟化現(xiàn)象以
3、及應(yīng)變歷史依賴效應(yīng)進(jìn)行了對比分析。（2）建立了能夠反映低屈服點(diǎn)鋼材循環(huán)彈塑性力學(xué)性能的材料本構(gòu)模型，基于隨動(dòng)-等向混合強(qiáng)化模型理論，通過引入“轉(zhuǎn)化區(qū)”內(nèi)變量參數(shù)以及Logistics函數(shù)精細(xì)刻畫了鋼材的循環(huán)強(qiáng)化及軟化特征及其多階段演變過程。通過用戶自定義材料程序二次開發(fā)，將修正本構(gòu)模型在通用有限元軟件MSC.MARC中成功實(shí)現(xiàn)，可用于不同鋼結(jié)構(gòu)材料及構(gòu)件的精細(xì)化非線性分析。（3）完成了4組共10個(gè)低屈服點(diǎn)鋼剪切型阻尼器足尺構(gòu)件的擬靜力往復(fù)加載試驗(yàn)，通過對比分析剪力-剪切變形滯回關(guān)系、變形特征、疲勞性能、耗能能力等試驗(yàn)結(jié)果，研究了包括腹板寬厚比、加勁肋布置、腹板開洞構(gòu)造以及循環(huán)加載制度等
4、試驗(yàn)參數(shù)的影響，證明了新型剪切鋼板阻尼器裝置的優(yōu)良抗震性能。（4）分別利用材料層次和構(gòu)件層次的改進(jìn)，針對低屈服點(diǎn)鋼剪切型阻尼器建立了基于殼單元的精細(xì)有限元模型和基于彈簧單元的宏觀計(jì)算模型，準(zhǔn)確模擬和分析了阻尼器的滯回行為和受力機(jī)理。同時(shí)，基于通用有限元程序MSC.MARC的二次開發(fā)，建立了可用于結(jié)構(gòu)體系分析的高效分析工具。（5）將阻尼器計(jì)算模型集成至COMPONA-MARC計(jì)算平臺，建立了適用于組合框架結(jié)構(gòu)耗能減震體系的彈塑性時(shí)程分析的工具。以某單榀三跨十層的框架結(jié)構(gòu)為例，通過結(jié)構(gòu)自振特性、位移響應(yīng)、塑性損傷狀態(tài)以及破壞機(jī)制等抗震性能的模擬及評估，證明了本文模型的高效性、準(zhǔn)確性以及實(shí)用
5、性。本論文獲得國家科技支撐計(jì)劃（2011BAJ09B01）以及國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51138007）資助。關(guān)鍵詞：低屈服點(diǎn)鋼；剪切鋼板阻尼器；非線性分析；耗能減震體系；組合框架IAbstractAbstractThemechanicalbehaviorofthelow-yield-pointsteelshearpaneldamper(LSSPD)iscomplicatedwhensubjectedtothecyclicloading,whichhavesignificantinfluencesontheseismicperformanceofthehigh-riseframestru
6、cturalsystems.ThisdissertationfocusesontheshearpaneldamperdevicemadeofBLY160low-yield-pointsteel,withitsmechanism,numericalmodelandapplicationintheenergydissipationstructuresystembeingdiscussedindetails.Themainresultsoftheresearchworkareasfollows:(1)Theuniaxialstress-strainconstitutiverelationsh
7、ipofthelowyieldpointsteelBLY160isinvestigatedthroughasetofcoupontests,whicharesubjectedtodifferentloadingpathsincludingthemonotonictensionandcyclicloading.ThecharacteristicsofBLY160steelarecalibrated,suchasthelowyieldstrengt
