人字形偏心支撑半刚接钢框架动力特性分析

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1、山东建筑大学硕士学位论文摘要将偏心支撑作为半刚接钢框架的抗侧体系，是一种新型的框架支撑体系，可以称之为偏心支撑半刚接钢框架。一方面，这是对现有结构体系的完善和发展，偏心支撑可以弥补半刚接钢框架的不足，增大半刚接钢框架的弹性刚度，减小侧移，解决工程实际问题，并增加半刚接钢框架的使用范围；另一方面，两种耗能能力较强的体系相结合，应该表现出优越的抗震性能，这也是探索理想抗震体系的一个有益尝试。结构体系的动力特性，如周期、频率、阻尼等，是结构动力分析的基本参数，是抗震设计的依据。本文主要探讨了偏心支撑半刚接钢框架的动力特性，研究工作以有限元理论分析和试验研究密切配合为原则，有限元模态分析为主，试验结

2、果用来对比验证有限元数据。试验为v形偏心支撑刚接、半刚接钢框架的动力特性试验。试验结果表明，刚接框架试件刚度大，能很快完成对地震能量的吸收，与之相比，半刚接框架试件刚度低，周期大，两框架自振周期均符合经验公式且与ANSYS有限元模型拟合良好。有限元分析由ANSYS完成，以人字形偏心支撑半刚接钢框架为研究对象，系统的探讨了梁柱连接节点初始转动刚度、偏心支撑类型、层数、跨数、耗能梁段长度、耗能梁段腹板加劲肋间距、支撑布置方式等参数对自振周期的影响，共分析了4个系列200个框架试件。计算数据表明：节点刚度增加导致结构刚度增加，周期减小；周期随框架层数、跨数、及耗能梁段长度的增加而增大；节点的初始转

3、动刚度对单跨试件影响较小，多跨试件影响显著；支撑类型对结构周期无影响，宜选择匀质对称的支撑布置形式。最后，本文根据试验研究和有限元分析结果，总结出多跨人字形偏心支撑半刚接钢框架是一种良好的抗震体系，提出了人字形偏心支撑半刚接钢框架自振周期的计算公式，为相关工程的设计和抗震减灾工作提供了参考依据。关键词：V形偏心支撑钢框架，人字形偏心支撑半刚接钢框架，动力特性，有限元模态分析，自振周期木本课题受以下基金项目资助：(1)国家自然科学基金项目“新型框架支撑体系的动力性能及抗震研究"(50778106)：(2)教育部“新世纪优秀人才支持计划"(2008年度)。山东建筑大学硕士学位论文TheAnaly

4、sisofDynamicCharacteristicsforChevronEccentricallyBracedSemi—rigidSteelFrameABSTRACTThereformedanewtypeofbraceresistantsteelframecalledeccentricallybracedsemi—rigidsteelframe，whichcombineseccentricallybracesandsteelframeswithsemi—rigidconnections．Ontheonehand，thisisallimprovementanddevelopmentofthe

5、existingstructuralsystem．EccentricallybracesCanmakeupthedeficienciesofsemi—rigidsteelflames，increasetheelasticstiffnessofsemi—rigidsteelflames，reducethelateral，solvepracticalengineeringproblemsandexpandtheuseofsemi—rigidsteelframes．Ontheotherhand，itshouldhaveasuperiorseismicperformancebycombiningth

6、etwosystemsofstrongenergydissipationcapacityrespectively．Meanwhile，thisisalsoausefulattempttoexploretheidealseismicsystem．Dynamiccharacteristicsofstructuralsystem，whichincludecycle，frequency,dampingandSOon，arethebasicparametersofstructuraldynamicanalysisandthebasisforseismicdesign．Thispapermainlyan

7、alyzedthedynamiccharacteristicsofeccentricallybracedsemi-rigidsteelframes．Studyincludeddynamicbehaviortestsandfiniteelementanalysis．ThelatterWastheprimarypart．Theformerwasadjunctivepart，andwasusedtoV甜黟there