新型钢框架内填防屈曲支撑桁架结构抗震性能研究

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1、分类号:TU39110710-2012128053硕士学位论文新型钢框架内填防屈曲支撑桁架结构抗震性能研究邱亚波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ResearchonSeismicbehavioroftheNewBucklingRestrainedBraceTrussinfilledSteelFrameADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Qi

2、uYaboSupervisor：Prof.ZhengHongChang’anUniversity,Xi’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

3、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。（保密的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、钢框架内填剪力墙结构刚度的增幅是突变性质的，为了解决刚度在宽范围的渐变调幅，可把钢-混凝土组合深梁作为一种新型抗侧力构件内填于钢框架结构。钢－混凝土组合深梁由钢板和预制混凝土板通过高强螺栓连接而成，外侧混凝土板可以有效地阻止内侧钢板的屈曲，使钢板深梁发展塑性，提高了结构的耗能能力。通过进一步研究发现，在

4、循环荷载作用下结构破坏时，深梁中的钢板塑性发展不平衡，边缘钢板塑性发展充分，中部区域钢板塑性得不到充分发展,并且结构主要依靠屈服后对角拉力带来发挥作用，受力模型可简化为对角二力杆模型。本文提出钢框架内填防屈曲支撑桁架结构，桁架的位置及作用与钢框架-组合深梁结构中深梁类似，桁架采用平行弦桁架，把平行弦桁架在平面内转90度，再将上下两端分别与该层钢框架上下钢梁通过角焊缝构成钢框架内填桁架结构，将原来深梁受弯曲剪切变形转化为桁架中二力杆件受拉或压，受力更为合理，解决了组合深梁塑性发展不平衡的问题，同时将内填桁架的腹杆采用防

5、屈曲支撑，使平行弦桁架成为耗能桁架，提升了结构的耗能能力。本文首先分析了钢框架内填结构国内外研究现状，介绍了内填桁架结构的提出及组成形式。在此基础上，运用SAP2000建立9层纯钢框架结构和4种不同腹杆类型的钢框架内填普通桁架结构模型，对其进行了模态分析、静力弹塑性分析、动力时程分析。通过分析表明内填桁架可以很好地提高结构的刚度和承载力，有效地限制结构的侧移，桁架可作为抗震设防第一道防线，从而改善了结构的抗震性能，对比发现钢框架内填X形桁架结构和钢框架内填人字形桁架结构较为优化。将优选的内填桁架结构的斜腹杆采用防屈曲

6、支撑，运用反应谱法和动力时程分析法对内填普通桁架结构和内填防屈曲支撑桁架结构进行对比分析，结果表明，在塑性阶段由于防屈曲支撑内芯开始发生屈服而不发生屈曲消耗了地震能量，其结构整体刚度减小，地震反应减弱，表现出比内填普通桁架结构更好的抗震性能。最后对防屈曲支撑的屈服后刚度比和弹性刚度进行了变参数分析，建议理论屈服刚度比取为0.01-0.05，并且可以通过改变防屈曲支撑弹性刚度来对结构的限制侧移能力和耗能能力进行优化。关键词：钢框架、桁架、防屈曲支撑、抗震性能iAbstractSteelframestructureand

7、shearwallinfilledsteelframearetwocommonlateralsystems,buttherigiditiesofthesetwostructuralsystemsaresubstantiallydifferent.Torealizethemodulationofstructuralstiffnessinawiderange,steel-concretecompositedeepbeamsinfilledsteelframeasanewtypeoflateralresistingsyst

8、emisproposed.Compositedeepbeamsarecomposedwithsteelplateandprecastreinforcedconcreteslabwhichconnectedbyhighstrengthgripbolt.Thelateralprecastreinforcedconcreteslabcaneffect