全钢防屈曲支撑抗震性能的有限元分析

论文摘要

防屈曲支撑主要由钢支撑内芯和外围约束构件两部分组成,是一种在往复荷载作用下支撑内芯受拉、受压均能实现全截面屈服而不屈曲的新型支撑构件。由于防屈曲支撑的受压屈服的特性,使得该支撑较普通支撑具有较好的吸收和耗散外界输入能量的能力,有效地提高了结构的抗震能力。全钢约束防屈曲支撑具有制作简单、重量轻等优点,越来越受到研究人员的重视。本文通过有限元分析,对一字和十字内芯全钢防屈曲支撑的整体和各组成部件的稳定性进行了研究。本文的主要研究如下:首先,对一字内芯全钢约束防屈曲支撑进行有限元分析,给出了支撑内芯板与外套管之间的间隙取值的计算公式;得到了支撑内芯宽厚比的取值范围和不同初弯曲下支撑约束比的取值范围。其次,对十字内芯全钢约束防屈曲支撑进行有限元分析,给出了支撑内芯宽厚比取值范围、不同初弯曲下支撑约束比取值范围和支撑连接段的宽厚比取值范围。最后,根据有限元分析得出的支撑设计参数的确定方法,针对工程实例,设计了一字和十字两种内芯的全钢约束防屈曲支撑,并通过有限元模型,对两种支撑进行了稳定性校核。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 防屈曲支撑的研究状况
• 1.2.1 国外研究状况
• 1.2.2 国内研究状况
• 1.3 防屈曲支撑的工程应用
• 1.3.1 防屈曲支撑在新建建筑中的应用
• 1.3.2 防屈曲支撑在建筑物加固中的应用
• 1.4 本文的研究内容
• 第2章 一字内芯全钢防屈曲支撑的有限元分析
• 2.1 引言
• 2.2 支撑有限元模型的创建
• 2.2.1 单元的定义
• 2.2.2 定义材料属性
• 2.3 间隙对支撑稳定性的影响
• 2.4 一字内芯全钢防屈曲支撑宽厚比的确定
• 2.4.1 内芯板件宽厚比对支撑稳定性的影响
• 2.4.2 初弯曲对不同内芯宽厚比支撑稳定性的影响
• 2.5 一字内芯全钢防屈曲支撑约束比限值的确定
• 2.5.1 初弯曲为1‰时的约束比
• 2.5.2 初弯曲为2‰时的约束比
• 2.5.3 初弯曲为3‰时的约束比
• 2.6 本章小结
• 第3章 十字内芯全钢防屈曲支撑的有限元分析
• 3.1 引言
• 3.2 十字内芯全钢防屈曲支撑宽厚比的确定
• 3.2.1 内芯板件宽厚比对支撑稳定性的影响
• 3.2.2 初弯曲对不同内芯宽厚比支撑稳定性的影响
• 3.3 十字内芯全钢防屈曲支撑约束比限值的确定
• 3.3.1 初弯曲为1‰时的约束比
• 3.3.2 初弯曲为2‰时的约束比
• 3.3.3 初弯曲为3‰时的约束比
• 3.4 连接段的承载力分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 全钢防屈曲支撑设计实例
• 4.1 引言
• 4.2 工程概况
• 4.3 结构时程分析
• 4.4 防屈曲支撑的设计
• 4.5 防屈曲支撑的有限元分析
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢