板式连接中心支撑钢框架结构的抗震性能研究

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1、硕士学位论文板式连接中心支撑钢框架结构的抗震性能研究SEISMICPERFORMANCEOFCONCENTRICALLYBRACEDSTEELFRAMEWITHPINNEDCONNECTIONS麦浩哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TU391学校代码：10213国际图书分类号：624.014密级：公开工程硕士学位论文板式连接中心支撑钢框架结构的抗震性能研究硕士研究生：麦浩导师：张文元教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU391U.D.C:624.014Di

2、ssertationfortheMasterDegreeinEngineeringSEISMICPERFORMANCEOFCONCENTRICALLYBRACEDSTEELFRAMEWITHPINNEDCONNECTIONSCandidate：MaiHaoSupervisor：Prof.ZhangWenyuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence

3、：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要板式连接铰接中心支撑钢框架结构的节点设计、加工和安装简单方便。支撑与梁、柱采用节点板连接，不但传力明确，构造简单，具有一定的耗能能力，而且更加接近于两端铰接、以受轴力为主的情况，同时该体系在高烈度区也具有良好的抗震性能。但是我国相关规范中对于板式连接中心支撑钢框架的设计条款并不完善，国内对这种结构的抗震性能尚没有系统、深入的研究。本文针对使用板式连接节点的中心支撑钢框架结构，通过抗震试验研究和ABAQUS有限元分

4、析相结合的方法，获得结构体系的地震反应特性、极限荷载及延性水平，检验构件、节点等构造措施的合理性，研究节点板附近梁、柱上附加弯矩的变化规律，验证节点板上支撑端部净距对支撑与节点板寿命的影响。主要内容如下：1.基于中心支撑钢框架以及板式连接节点的抗震设计方法，确保强节点、弱构件的抗震设防原则，按1:4缩尺设计3层振动台试验模型和按1:2.6缩尺设计两榀3层推覆试验模型，考虑了支撑长细比、板件宽厚比、节点板在支撑端部净距等关键参数的影响。2.对振动台试验模型进行24种地震动工况的模拟振动台试验，获得了结构的位移及加速度响应、动力特性、结构的破坏模式、梁柱及节点板关键点的应变数据、支

5、撑的平面外和轴向变形以及支撑的轴力等。分析了结构的抗震性能、梁柱上附加弯矩的大小和变化规律，验证了支撑板式节点连接抗震设计方法的合理性。3.使用ABAQUS有限元程序，建立振动台试验试件的的壳单元模型，模拟振动台试验结果；将有限元计算结果与模拟振动台试验结果进行对比和补充，分析二者的异同，验证有限元模拟的可靠性，为空间模型的整体分析提供依据。4.对两榀3层板式连接铰接中心支撑钢框架模型进行静力推覆试验。获得了结构的破坏模式、荷载与层间侧移曲线、关键节点上的热点应变、支撑的面外及轴向变形、支撑的轴力等关键数据。分析了结构的极限承载力、延性水平、结构影响系数、破坏顺序以及梁柱上附加

6、弯矩的大小和变化规律。5.总结前人关于板式连接节点铰接框架梁柱上附加弯矩的有限元模拟及试验结果，提出梁柱上附加弯矩指数的设计建议取值，并利用本文试验实测值进行验证，保证取值的可靠性。关键词：中心支撑钢框架；抗震性能；破坏模式；延性；附加弯矩-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractTheconnectiondesign,manufactureandinstallationaresimpleandconvenientforthehingedjointsconcentricallybracedsteelframewithpinnedconnections.Meanwhil

7、e,braceandbeam,columnusinggussetplateconnection,notonlytotransferpowerclear,simplestructure,hasacertainenergydissipationcapacity,butalsoclosertotheendsofthehingeandthemainaxisforce.Especiallythestructuresystemownsgoodseismicperformanceinthehighseis