无忧论文网始建于1999年,提供专业论文格式,包括毕业论文,硕士论文,博士论文,留学生论文,essay,职称发表论文等的专业论文网站,热线咨询电话:4006227154
无忧论文网

登陆注册 论文购物车

论文搜索 热门搜索: 论文网 毕业论文 mba论文 英语论文 工商管理 英语经济 社会经济 留学论文

BRB式消能桁架的力学建筑模型研究

日期:2017/9/6作者:www.51lunwen.com编辑:lgg点击次数:111
销售价格:150元论文编号:lw201709011357013909论文字数:38592 
论文属性:硕士毕业论文论文地区:中国论文语种:中文 

第 1 章 绪 论

1.1 引言
钢结构是现代建筑的主要结构类型之一,其梁、柱等主要构件的组成材料为钢材,在实际工程中得到越来越广泛的应用。钢结构具有以下几大优点:(1) 重量轻,强度高,能够满足大跨度结构的要求。钢材的容重较大,但强度却比其他建筑材料高很多。在相同的荷载作用下,钢结构的质量轻于其他结构,方便运送与安装,适合大跨度结构使用。(2) 塑性和韧性好,具备较好的吸能能力和延性。塑性好,结构在超载时不会发生突然断裂;韧性好,结构能够更好的适应动力荷载。(3) 材质均匀,符合力学假设。钢材的内部组织接近于匀质和各向同性体,所以力学计算对钢结构的受力分析更加准确。(4) 制作简单,施工周期较短。一般的钢结构都在工厂生产构件,在现场进行组装,缩减了施工周期。此外,已建成的结构也易于拆卸、加固和改造。(5) 节能、环保。和混凝土相比,钢结构施工过程中产生的噪音、污染少,对土地资源的破坏较小。结构达到使用寿命后,钢材可回收再利用,产生的固体垃圾大量减少。基于以上优点,近年来,各地钢结构建筑蓬勃兴建,建筑钢结构的科研、设计、钢材生产、配套等各个领域都得到飞速发展。钢框架结构体系是建筑结构中最常见的体系之一,多层民用钢框架结构发展迅速,涌现出框筒体系、框筒束体系筒中筒体系、支撑框筒体系等多种新型结构体系。
........

1.2 BRB 式消能桁框结构的研究背景
结构是现代高层建筑中常用的结构体系之一,主要由梁、柱连接而成,如图 1-1 所示。梁、柱之间刚接、半刚接或者铰接均可,但不适于全部铰接。框架结构墙体均不承担荷载,平面布置灵活,自由度很高。外墙采用非承重构件,可以显著降低结构自重,有利于结构的抗震性能,也降低了结构的造价。其主要缺点是抗侧刚度小,强烈地震时结构会产生较大的侧向变形,二阶效应显著;当框架梁的跨度较大时,选用实腹式梁会使用钢量大增,导致结构方案不够经济。20 世纪 60 年代,美国学者 William 等[1]人提出了交错桁架结构这种新型结构体系。交错桁架结构的主要构件是钢柱、钢桁架和楼板,抗侧性能较好。结构中桁架高度等于楼层层高,桁架被包裹于墙体中;桁架隔层交错布置,钢柱沿周边布置,可以实现较大的建筑使用空间[2],见图 1-2。随着人们对建筑使用功能的要求越来越复杂,传统的结构形式已经不能满足人们的使用要求,新的结构形式不断出现。其中,将钢框架结构中的实腹式钢梁用桁架梁代替,就形成了一种新型结构体系——桁框结构[3],见图 1-3。
........

第 2 章 BRB 式消能桁架的模型假设

本章将从 BRB 轴力与结构其他杆件内力间的相互关系出发,采用基于性态的设计方法,对 BRB 式消能桁架结构进行模型假设,使结构变得预知可控。

2.1 BRB 式消能桁框结构的计算模型
本节先从实际工程出发,设计一个跨度为 l,层高为 H,桁架高度为 h 的四层桁框结构,上下弦杆与竖向构件之间设计为铰接,桁架内部节点设计为刚接。然后将靠近柱子的端部节间下弦改为屈曲约束支撑(BRB),其余结构与普通桁框结构保持一致,从而得到一个四层 BRB 式消能桁框结构,如图 2-1 所示。取 BRB 式消能桁框结构的第二层作为标准层,在竖向地震或强烈水平地震作用下,桁架端部弯矩 M 和剪力 V 较大,轴力 N 较小,竖向构件在反弯点处剪力最大,弯矩为零。竖向构件的反弯点分别位于层高的 1/2 处,因此,分别取上、下两层柱子的 1/2 处作为标准层的边界,因柱子反弯点处的弯矩为零,所以柱子的边界条件为铰接,如图 2-2 所示。将竖向构件的反弯点作为加载点,即可模拟出水平地震作用下标准层的受力情况。将反弯点作为加载点,一方面可以比较系统直观的反应桁架的静力性能,另一方面也能够验证数值分析方法的可靠性。
.......

2.2 BRB 的设计方法
BRB 式消能桁框结构的设计原则是,当 BRB 尚未达到屈服承载力的时候,整个结构均处于弹性阶段,此时 BRB 式消能桁框结构的力学性能与普通桁框结构的相同。在地震作用下,桁架端部弯矩 M 剪力 V 较大,轴力 N 较小。由于 BRB的轴力主要取决于 M 和 N(尤其是 M)。随着地震作用的增加,桁架端部弯矩也增加,然后 BRB 杆件随之屈服,结构进入塑性阶段。BRB 的屈服使梁端形成塑性铰,在一定时间内,结构的塑性变形继续增加,而承载力不再增大,明显降低了桁架梁的转动刚度,减小了能量的进一步输入;同时,BRB 屈服也可以直接耗能,从而实现了对结构的保护作用。因此,通过调整 BRB 的屈服承载力,可以实现弯矩 M 达到指定大小时 BRB 首先屈服,从而实现基于性态设计。在 BRB 式消能桁架标准层中,竖向构件的端点为每层柱子的反弯点,边界条件为铰接;在反弯点处施加水平荷载 P,即地震产生的层间剪力,桁架梁上承受均布荷载,如图 2-3 所示。
..........

第 3 章 有限元分析方法及验证
3.1 有限元分析的基本思想.... 18
3.2 ABAQUS 简介.......... 18
3.3 BRB 式消能桁架试件模型的建立..... 18
3.4 有限元程序验证...... 22
3.4.1 钢梁模拟验证......... 22
3.4.2 BRB 消能段的模拟验证........... 23
3.4.3 BRB 式消能桁架标准层的模型验证......... 23
3.5 本章小结......... 25
第 4 章 BRB 式消能桁框结构的力学模型分析
4.1 试件设计......... 26
4.2 有限元计算结果及分析............ 29
4.2.1 桁架形式的影响分析...... 30
4.2.2 BRB 屈服承载力的影响分析............ 32
4.2.3 桁架高度的影响分析...... 41
4.2.4 桁架腹杆连接方式的影响分析........ 45
4.3 本章小结......... 47
第 5 章 结论与展望
5.1 结论........ 49
5.2 展望........ 50

第 4 章 BRB 式消能桁框结构的力学模型分析

本章利用 ABAQUS 有限元软件,对 BRB 式消能桁框结构进行力学模型分析,找到影响模型力学性能的主要因素和内在规律。通过设计大量的有限元试件,利用有限元分析,探究单向静力荷载作用下连接方式、桁架形式、BRB 屈服承载力、桁架高度等因素


本文源自:无忧论文网转载保留版权
源头地址:http://www.51lunwen.com/jianzhugongcheng/2017/0901/lw201709011357013909.html

12

会员登录

邮件:

密码:

会员老师编辑帮助

论文相关搜索



论文财富计划,发表论文赚钱