三维偏心支撑钢框架平面外问题有限元分析

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1、授提同作者姓名：张罗鹏导师姓名：章梓茂学号：08121600职称：教授学位类别：工学．学位级别：硕士学科专业：结构工程研究方向：钢结构北京交通大学2010年7月致谢本论文的工作是在我的导师章梓茂教授的悉心指导下完成的，章梓茂教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢章老师两年来对我的关心和指导。章梓茂教授悉心指导我完成了论文的撰写工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向章老师再次表示衷心的谢意。向结构专业所有老师们表示感谢，感谢他们对我的教育培养和帮助

2、。另外，感谢我的家人，感谢我的朋友们，感谢所有在我成长道路上帮助过我的人，他们的爱和奉献是我的动力之源，他们的善良和友爱让我不断进步，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。r-yLI‘．Lll中文摘要摘要：偏心支撑是近年来在实际结构中开始应用并被广泛关注的结构形式，也引起了许多专家学者对该问题的关心和深入研究。偏心支撑钢框架以其侧向刚度高、耗能性能好的优势，在一些高烈度地震区用来抵抗侧向力，成为一种非常有效的结构形式。目前国内外的研究多为单向加载或循环荷载作用下，仅将偏心支撑框架平面内

3、侧向刚度作为研究对象进行研究，这与偏心支撑在现实中的实际受力情况有很大的差异。本文在考虑了材料非线性性能的基础上，用有限元方法首次对三维K型偏心支撑钢框架的整体受力性能做了系统的多角度的研究。通过数值模拟，分析了六层钢框架在各种受力情况下的行为特征。主要完成的工作包括：分析了双向直撑框架、单向斜撑框架、双向斜撑框架在受弯、受扭、弯扭组合、风荷载、循环荷载以及地震作用下的受力性能，考察了三种框架结构的承载力、侧向刚度、延性、耗能能力以及偏心支撑对框架平面外侧向刚度的影响分析等。得出了一些具有实际意

4、义的结果，对于实际工程结构的设计具有十分重要的意义。关键词：偏心支撑三维平面外刚度‘，bLABSTRACTABSTRACT：Ec．觎tricallybracedsteelflamehasbeentakenintoapplicationintheactualprojectsduringthoseyears，andalotofengineerspaycloseattentiontoit．Manyexpertshavestudiedtodoresearchonthissubjectdeeply．Ecc

5、cntricaUybracedsteelflamehaslotsofadvantages,relativetoconcentricallybracedframes，suchashighlateralstiffness，900denergyperformance，extensivelygoodductilityand8(3on．Ithasbeenwidelyusedinsomehighintensityearthquakedistrictstoresistlateralforcesandrecei

6、vedasa懿trcmelyeffectiveStrBCRII"estyle．Currently,thedomesticorovorseastBdlcsonlytaketheinsidesuffacclateralstiffnossaSresearchsubject,applyingloadOnonewayorcyclicloading．Thisisverydiff咖atfromtheactualstressconditionoftheeccentricsupportintheactualpro

7、ject．Inthispaper,nonlinear(matmalandgeometry)finitedementmethodwasappliedtosystcmaticaUyanalyzetheoverallmechanicalbehaviorofthesteelframestructureinthree—dimention．Throughthecalculationandanalysis，theresultshowthatthestructure’sstrength,lateralstiff

8、ness，ductility,energydissipationandtheimpact011out-planelateralstifnessisstronglyrelatedtothebracedform．Meanwhile，someothermeaningfulresultsaleobtained．Itwillbeveryhelpfulforthedesignoftheactualstructure．Keywords：eccentricallybracedsteelframethree-di