钢框架内填h型钢梁结构滞回性能研究

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1、分类号:TU39110710-2012128040硕士学位论文钢框架内填H型钢梁结构滞回性能研究卫磊导师姓名职称郑宏教授申请学位级别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2015年5月13日论文答辩日期2015年5月23日学位授予单位长安大学HystereticBehaviorofSteelFrameFilledwithSteelH-beamADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WeiLeiSupervisor：Prof.ZhengHongChang’anUniversity,Xi

2、’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学

3、。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年月日导师签名：年月日摘要钢框架是一种常见的结构体系，由于其抗侧刚度小，在水平地震或风荷载作用下将产生较大的侧移。为了改善钢框架结构的抗侧能力，常使用双重抗侧力结构体系，常见的双重抗侧力结构体系有钢框架内填剪力墙结构体系、钢框架内填深梁结构体系以及钢框架—支撑结构体系等。本文在现有双重抗侧力体系的基础上提出了一种新型结构体系—钢框架内填H型钢梁结构(SHBF)。该结构是在钢框架主体施工完成后将低屈服点H型钢梁作为抗侧力构件内填于钢框架，H型钢梁通过高强度摩擦型螺栓与框架梁刚性连接。H型钢梁作为抗震设防

4、的第一道防线，提高结构抗侧刚度的同时消耗地震能量。在结构正常使用时，框架梁的挠度设计应满足正常使用极限状态的要求，H型钢梁是在结构主体施工完成后安装，可以认为其不承受竖向力作用。在地震作用下，结构先在框架梁两端形成耗能梁段，通过耗能梁段的塑性变形来耗能，同时因为内填H型钢材料强度低于框架主体而在其两端形成塑性铰，也可以达到消耗地震能量的效果。利用有限元软件ANSYS建立模型，对传统钢框架结构与钢框架内填H型钢梁结构的滞回性能进行了分析比较，并对钢框架内填H型钢梁结构进行一系列的参数拓展分析，分别得到内填H型钢梁的间跨比α、框架梁耗能段的材料强度、框

5、架梁耗能段的腹板厚度、框架梁耗能段加劲肋的厚度与间距、内填H型钢梁的截面尺寸对新型结构滞回性能的影响。结果表明：新型结构的初始刚度和承载力指标都要远大于传统钢框架；新型结构的耗能系数和传统钢框架的变化不大，但延性系数提高了35%左右，说明新型结构的延性性能很好，能够满足抗震要求。此外，钢框架内填H型钢梁结构布置灵活，便于过道和门窗的布置，既可用于新建结构，又可用于结构加固，具有广阔的应用前景。关键词：钢框架，H型钢梁，有限元分析，滞回性能iAbstractSteelframeisacommonstructuresystem.Itwillcausel

6、argerlateraldisplacementunderhorizontalearthquakeorwindloadduetoitssmalllateralstiffness.Inordertoimprovethelateralresistanceofsteelframestructure,weoftenimplementdualsystemtoresistlateralforce.Steelframesysteminfilledwithshearwall,steelframesysteminfilledwithdeepbeamandbraced

7、steelframesystemarecommondualsystems.Basedontheexistingdualsystem,thispaperputsforwardanewtypeofstructuresystem-steelframefilledwithsteelH-beam(SHBF).Inthisstructure,wefillthesteelframewithH-beamafterwecompletedtheconstructionofthemainsteelframe,andtheH-beamwillbealateralforce

8、-resistingmember.TheH-beamcanconnectwithframebeambyhighstreng