基于opensees的自复位中心支撑钢框架结构抗震性能分析研究

《基于opensees的自复位中心支撑钢框架结构抗震性能分析研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TU310710-2015128038硕士学位论文基于OpenSees的自复位中心支撑钢框架结构抗震性能分析研究杨兰伟导师姓名职称熊二刚教授申请学位类别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期论文答辩日期学位授予单位长安大学SeismicPerformanceAnalysisofSelf-CenteringSteelConcentricallyBracedFramesBasedonOpenSeesAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangLanweiSupervisor：Prof.XiongErgangChang’anUnive

2、rsity,Xi’an,China摘要框架结构由梁柱连接而成，自重较轻，整体性较好，广泛应用于现代民用建筑和工业建筑。对于钢框架结构来说，支撑框架是常用的结构形式，而传统支撑钢框架在地震作用下通常会产生较大残余变形，在支撑屈服与框架结构破坏之前刚度较大，屈服以后刚度下降明显，变形能力较差。针对传统中心支撑钢框架结构的这些缺点，自复位中心支撑钢框架(SC-CBF)成为近年来发展研究的热点，该体系主要通过在传统结构中采用特殊耗能构件、增加预应力筋、增设阻尼器或者对柱脚与节点进行放松等方式使之成为具有自复位能力的结构，通过这些方式可以有效减小结构在地震中产生的残余变形，增加结构的侧移能力，提高结构的

3、抗震性能，使结构具有更高的安全性。本文以此为背景，研究了自复位中心支撑钢框架结构的抗震性能，主要研究内容如下：（1）运用OpenSees有限元分析软件进行推覆分析，识别了框架柱消压、预应力筋屈服等四个极限状态，并研究了各极限状态下SC-CBF结构的力学行为特征；（2）依据国内外相关抗震理论与研究，探讨了自复位中心支撑钢框架结构基于性能的抗震设计方法，采用该方法设计了一幢SC-CBF结构并对其进行了抗震性能分析；（3）利用OpenSees对SC-CBF结构进行了静力弹塑性分析、低周往复加载分析以及动力时程分析，评估了该设计结构的抗震性能；（4）通过分析不同参数、不同构型的SC-CBF结构，研究了

4、不同GAP单元刚度、不同预应力筋截面面积以及不同预应力筋布置位置对框架结构抗震性能的影响规律。研究分析结果表明，与传统中心支撑钢框架相比，自复位中心支撑钢框架结构具有良好的复位能力，震后几乎没有残余变形，基底剪力响应也比传统支撑钢框架小，表现出更好的抗震性能；在进行参数变化时要根据结构整体受力机理进行设计；构型的不同对结构的侧移能力、复位效果影响较大。关键词：自复位，基于性能的抗震设计方法，极限状态，残余变形，OpenSeesIAbstractTheframestructure,composedofbeamsandcolumns,iswidelyusedinmoderncivilbuildin

5、gsandindustrialbuildingsbecauseofitslightself-weightandgoodintegrity.Forthesteelframestructure,thebracedframeisanormalstructureform,butthetraditionalsteelbracedframeusuallyexperiencesalargeresidualdeformationundertheactionofearthquake;beforetheyieldofthebracesorthefailureoftheframestructure,thestruc

6、turehasalargestiffness,butafteryielding,thestiffnessofstructuredecreasesobviouslyanddeformationcapacitybecomespoorer.Aimingattheseshortcomingsofthetraditionalsteelconcentricallybracedframe(CBF)structure,aself-centeringsteelconcentricallybracedframe(SC-CBF)hasbecomeahotresearchinterestinrecentyears.T

7、hetraditionalstructurecanbecomeanewstructurewithself-centeringabilitybyusingaspecialenergydissipationcomponent,addingprestressedtendons,supplementingdampers,orreleasingthecolumnbase.Thesewayscaneffect