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关于高强论文范文资料 与Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能有关论文参考文献

版权:原创标记原创 主题:高强范文 科目:发表论文 2023-12-30

《Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能》:此文是一篇高强论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。

摘 要:

在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性振动台试验的基础上,建立了试验试件的有限元模型,并验证了分析的正确性.设计了一个9层的Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构进行了非线性动力时程分析,研究了以上参数对结构抗震性能的影响.研究结果表明,改变耗能梁段长度、高跨比对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱弯矩、耗能能力均有不同程度的影响,对框架柱轴力、基底剪力无显著影响;改变耗能梁段腹板高厚比对结构耗能能力有影响,对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱受力、基底剪力无显著影响,并给出了相关设计建议.

关键词:

高强钢;偏心支撑框架;有限元;时程分析;抗震性能

中图分类号:TU392.5

文献标志码:A 文章编号:16744764(2016)04008610

偏心支撑框架结构很好地结合了中心支撑框架结构的刚度和框架结构的延性,是一种优良的抗震结构体系[16].近几年,新的生产工艺使钢材的强度和加工性能显著提升,且相应的焊接材料和焊接工艺已逐渐成熟,使高强度钢材已大量用于桥梁结构[78],并逐渐在建筑结构领域得到应用[9].

Y形偏心支撑高强钢框架结构的耗能梁段耗能梁段和支撑采用屈服点较低且延性较好的钢材(如Q235钢、Q345钢),其余构件采用高强钢(如Q460钢、Q690钢),在地震作用下,耗能梁段能够充分发展塑性进行耗能,框架梁、柱由于采用高强钢,仍保持弹性或部分进入塑性,从而保证结构达到抗震设防的目标,并且采用高强度钢材可有效减小构件截面尺寸,节约钢材,降低造价.目前,课题组已完成了单层单跨K形和Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能拟静力试验研究[1011]及滞回性能数值分析[1214];对3层K形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能进行了拟静力试验研究[15];对3层Y形偏心支撑高强钢框架结构的抗震性能进行了振动台试验研究[16].

本文在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能振动台试验的基础上,采用ABAQUS建立试验试件有限元模型,然后设计了一个9层Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构有限元模型进行了非线性时程分析,研究了不同参数对结构抗震性能的影响,并给出相关设计建议,为工程设计提供参考.

1 试验概况及有限元模型

1.1 试验试件

由于文献[16]模型试件试验效果一般,因此,重新设计耗能梁段,并在原试件的基础上替换原耗能梁段.新设计的耗能梁段长度为350 mm,选取Q235钢,钢材的力学性能参数见表1,截面尺寸见表2.将原耗能梁段替换后的试验模型试件见图1,除耗能梁段不同外,其余均和文献[16]模型试件相同.

1.2 试验加载及工况

加速度和位移传感器布置、试验工况及地震波输入顺序同文献[16].为得到模型各构件的动应变反应,对应变片布置进行了修改,如图2所示.

1.3 有限元模型

为保证弹塑性分析的正确性,采用ABAQUS建立试验试件的有限元模型进行验证分析.耗能梁段采用壳单元,支撑、框架梁、柱采用梁单元,通过MPC约束使梁单元和壳单元建立连接;对几何模型进行结构化网格划分,塑性变形较大的耗能梁段处的网格进行加密;约束模型柱脚所有自由度以模拟试件柱脚和底座的刚接;钢材的力学性能参数采用单向拉伸试验实测值,材料本构选择考虑包辛格效应的双线性随动强化应力应变关系.试件有限元模型及耗能梁段网格划分如图3所示.

1.4 试验结果和有限元计算结果

表3和表4分别给出了试验试件在8度和9度罕遇地震水准各地震波下的加速度和位移试验实测值和有限元计算值的比较.对比可知,除个别工况的误差大于20%以外,绝大多数工况的有限元计算结果和试验结果比较接近.

图4为试件在Taft波作用下各测点应变化规律(相对应变是指实测应变和屈服应变的比值),由图可知,罕遇地震作用下耗能梁段进入塑性,而支撑、框架梁、柱仍处于弹性.图5为8度罕遇Taft波下耗能梁段应力云图,图中耗能梁段腹板均已超过屈服应力,各层耗能梁段腹板和翼缘应力云图所反映出的耗能梁段受力状态和试验比较接近.

总体上讲,有限元计算结果和试验结果比较接近,可用来进行本文的弹塑性有限元分析.

2 结构设计和有限元模型

2.1 结构设计

设计了一个9层Y形偏心支撑高强钢框架结构,层高均为3.6 m,X方向3跨,Y方向3跨,支撑跨跨度为5.65 m,非支撑跨跨度为7.2 m,结构平面、立面布置如图6所示.设计条件:抗震设防烈度为8度(0.2g),设计地震分组为第1组,Ⅱ类场地.结构的耗能梁段和支撑采用Q345钢,其余构件采用Q460钢.构件均为焊接H型钢,耗能梁段均为剪切屈服型,长度为700 mm,选用C30现浇楼板,厚160 mm,墙体采用普通砖墙.楼面恒荷载取5 kN/m2(含楼板自重),活荷载取2 kN/m2,屋面恒荷载取5.625 kN/m2(含屋面板自重),上人屋面活荷载取2 kN/m2,雪荷载取0.325 kN/m2.结构构件截面尺寸见表5.

2.2 有限元模型

选取9层结构中带有Y形偏心支撑的一榀框架(如图6(a)所示)并建立其ABAQUS有限元模型,该有限元模型的建立方式和上文试验试件有限元模型相同,除此之外,需约束框架梁平面外自由度以考虑楼板和次梁的约束.钢材屈服强度使用名义值,材料本构关系同上文试验试件有限元模型,切线模量Et等于0.01E.钢材的弹性模量E等于 2.06×105 MPa,泊松比ν等于0.3.

3 影响参数和地震波选取

3.1 影响参数选取

高强论文参考资料:

结论:Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能为关于高强方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关高强主演的电影论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。

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