阻屈耗能支撑（BRB）系统耗能的全过程有限元分析

论文题目: 阻屈耗能支撑（BRB）系统耗能的全过程有限元分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 防灾减灾工程及防护工程

作者: 董艳英

导师: 苏幼坡

关键词: 阻屈支撑,耗能性能,非线性有限元分析,抗震设计

文献来源: 河北理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 为克服传统框架结构型式的不足,合理而有效的抗震方法是在框架中设置支撑与耗能装置的组合结构,形成耗能支撑框架。耗能支撑是钢结构及钢筋混凝土结构耗能的主要方式之一。本文分析了耗能支撑和约束混凝土的研究现状,探讨了对由核心耗能钢板、无粘接混凝土和约束钢套筒组合而成的阻屈耗能支撑进行研究的目的和重要意义。根据台湾学者对阻屈支撑的试验研究,应用ANSYS 分析软件对阻屈耗能支撑进行了单调荷载作用下三维非线性有限元模拟。在模型中核心钢和混凝土之间采用了接触单元,混凝土与钢套筒之间采用了完全粘接。通过一系列的计算,对BRB 系统的核心耗能钢板、无粘接混凝土和约束钢套筒的工作过程和机理进行了全面的分析,同时定性地分析了为满足阻屈支撑的耗能性能,如何选择混凝土的强度等级和构件中混凝土的截面面积,为抗震设计提供理论基础。计算结果表明:1. 单独的核心钢受压时,屈服前后截面应变分布较均匀;而阻屈支撑中的核心 钢在屈服前截面应变分布较均匀,屈服后应变分布不均匀,在支撑的两端应 变增加较快。2. 混凝土强度对阻屈支撑耗能性能影响不明显。3. 混凝土d 值对阻屈耗能支撑的耗能性能起控制作用。4. 为满足支撑耗能性能,合理的混凝土强度应该在c35~c45 之间,合理的混凝土d 值为20mm~25mm。首次采用有限元法利用ANSYS 软件对BRB 在单调荷载作用下的全过程进行分析,建立BRB 耗能支撑整体全过程分析的有限元计算模型。

论文目录:

摘要

Abstract

引言

1 文献综述

1.1 耗能支撑研究现状

1.1.1 耗能减震技术概念与原理

1.1.2 耗能减震结构简介与分析

1.1.3 新型耗能减震装置的类型

1.1.4 耗能支撑的发展历史与研究趋向

1.2 阻屈耗能支撑(BRB)研究现状

1.3 约束混凝土的研究现状

1.3.1 箍筋约束混凝土

1.3.2 钢管混凝土

1.3.3 FRP 约束混凝土

1.4 主要研究内容

1.4.1 研究背景

1.4.2 研究目的

2 阻屈耗能支撑的模型建立

2.1 有限元分析原理

2.1.1 有限元法综述

2.1.2 有限元模拟

2.1.3 塑性理论

2.1.4 数值计算方法

2.2 有限元模型设计

2.2.1 单元模型分析

2.2.2 模型建立

2.2.3 应用结构分析软件ANSYS 的分析步骤

2.2.4 加载方式及边界条件

2.2.5 网格划分

2.3 本构关系

2.3.1 型钢的本构关系

2.3.2 混凝土的本构关系

2.4 破坏准则

3 BRB耗能全过程有限元分析

3.1 单独钢构件与阻屈支撑中核心钢承载能力比较

3.2 阻屈支撑中核心钢的纵向应变分布情况

3.3 混凝土的应力分布情况

3.4 钢套筒的应力分布情况

3.5 阻屈支撑的耗能分析

结论

参考文献

致谢

导师简介

作者简介

学位论文数据集

发布时间: 2005-11-04

参考文献

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