三维支撑钢框架结构弹塑性地震反应实用分析方法研究

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1、⑧申请同济大学工学博士学位论文y785572三维支撑钢框架结构弹塑性地震反应实用分析方法研究培养单位：一级学科：二级学科：博士生：指导教师：土木工程学院土木工程结构工程方明霁李国强教授二oo五年五月摘要结构三维弹塑性动力反应分析问题一直是结构抗震研究领域中的重要课题之一，目前已取得大量研究成果。但在实际应用中，国内一直缺乏能被工程师接受的计算效率高、前后处理方便的实用弹塑性动力分析软件，致使目前的研究成果与工程应用之间存在很大差距。基于以上问题，本文主要完成了以下工作：论文在现有多弹簧模型单元的基础上，引入塑性流动法则和屈服准则提出了考虑剪切变形对单元弹塑性刚度影响的多弹簧

2、梁柱单元模型；通过对若干试验的数值模拟，验证了所提理论的正确性；并对多弹簧单元模型中的弹簧个数设置和塑性区长度进行了参数分析，提出相应的建议取值；论文还针对残余应力对杆件承载力和滞回性能的影响进行了研究。从实际应用角度出发，分别基于考虑剪切变形对单元弹性刚度影响和剪切变形对单元弹塑性刚度影响两种多弹簧粱柱单元模型、简化的支撑滞回关系模型，以多高层钢结构设计软件MTS为编制平台，开发三维支撑钢框架结构弹塑性地震反应实用分析模块。在同济大学动力试验室分别进行了纯框架结构和带外挂墙板的钢框架结构体系的抗震性能试验研究。针对外挂墙板抗震性能、墙板与结构连接节点抗震性能以及墙板对主体

3、结构动力特性的影响几个方面进行了试验和理论研究，并提出有益结论，为带墙体钢框架结构在地震区的应用提供了理论与试验参考依据。关键词：钢框架，多弹簧模型，支撑，剪切变形，弹塑性动力分析，塑性区长度，外挂墙板，抗震性能ABSTRACT3一DplasticdynamicanalysisofstructureisoneofthemostimportantproblemsinstructureseismicresearchallalongandImnowlotsofoutcomehasbeenacquired．Butthereisnoeffectiveandefficiemsoftwa

4、reacceptedwidelybyengineersSOfarwhichleadtothewidegapbetweenengineeringapplicationandresearchachievement．Towardsca．．目esabove，paperfulfilsfollowingwork．Basedonexistingmulti—springelementmodel，plasticflowregulationandyieldrulesareintroduced．Paperpresentsamodifiedmulti—springelementmodelwhich

5、Canconsiderplasticsheardeformationaffects．Theaccuracyofpresentedmodelisverifiedbyseriesoftests．Paperalsodoesparametricanalysiswiththenumberandlocationofspring，thenappropriatevalueissuggested．Furthermore，researchontheeffectofresidualstresstomemberbearingcapacityandhystereticbehavioriscarrie

6、doutinthepaper．Fromthepracticalpointofview,usingexistingandmodifiedtwotypemulti-springbeammodelsandsimplifiedbracehystereticmodel，paperdevelops3-DbracedsteelframedynamicanalysisprogrambasedonthecommercialmultistorysteelstructuredesignsoftwareMTS．Shakingtabletestsoffull-scalesteelframestruc

7、turewithandwithoutexternalwallpanelsarecarriedoutinTongiidynamiclaboratory．Basedontestresults，theseismicbehaviorofexternalwallsandtheinfluenceofwarlpanels0nmainstructureareanalyzed．Severalusefulexperimentalandtheoreticalsuggestionsareprovidedforthedesignofstee