两阶段工作软钢消能器力学性能理论及试验研究

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1、ＮＯＳＥＵ－１２０９５３．乘兩：ｋ聲硕壬学位论文两阶段工作软钢消能器力学性能理论及试验研究研究生姓名：杨林志导师姓名：黄镇副教授来南－：Ｋ受中国？南京二。一五年五月Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏ打ｆｏｒＭａ巧ｅｒＤｅｇｒｅｅＮｏ－．ＳＥＵ１２０９５３ＴＨＥＯＲＥＴＩＣＡＬＡＮＤＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦ－ＭＵＬＴＩＳＴＡＧＥＭＩＬＤＤＡＭＰＥＲＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇ

2、ｒｅｅｏｆＭａｓ化ｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＹＡＮＧＬｉｎｚｈｉＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＡｓｓｏｃ．Ｐｒｏｆ．ＨＵＡＮＧＺｈｅｎＣｏｌｌｅｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａ２０１５ｙ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，，。尽我所知除了文中特别加标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不位含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而一使

3、用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。．研巧生签名：姑各日期：城Ｉ东南大学学位论文使用授枚声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印。、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档一致，的内容和纸质论文的内容相。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借）陶，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东（包括刊登南大学研巧生院办理。．；巧签名期：占研究生签名？如Ｉ摘要搞要一、软钢消

4、能器作为被动减震领域的种耗能装置，因其滞回性能良好安装更换方，被广泛地应用到建筑结构减震设计中，便等优点。近年来国内外学者研巧开发了形一式多样的软钢消能器，但是他们大多耗能形式单，无法同时兼顾小震和大震作用。本文基于已有的研巧成果，将面外弯曲屈服和面内剪切屈服两种不同的耗能机理有机一的结合起来，提出种弯剪组合型软钢消能器，Ｗ实现消能器的两阶段屈服耗能目标。一面外弯曲型软钢消能器相对于面内剪切型具有更大的屈服位移，基于这理论基础，通过合理设计弯曲板和剪切板的尺寸和用钢材料，可实现耗能装置的两阶段工作目标，本文首先对组成耗能装置

5、的剪切板和弯曲板分别开展了力学性能理论研巧，、推导了剪切扳与弯曲板核屯性能参数的理论计算公式。基于单板模型的理论分析，通过有限元分析软件试算确定弯曲板和剪切板的合理尺寸，并对设计的弯剪姐合型软钢消能器建立准确的边界条件，进行单调加载和往复一加载数值模巧分析，研究其应力发展状态，得出弯剪组合型软钢消能器的第屈服位二屈移，＾＾＾、第服位移、滞回曲线、骨架曲线等参数便设计试验构件并与试验结果进行对比。２３针对所设计的耗能装置开展试验研巧，首先对Ｑ５钢材和低屈服点钢材进行了、材料性能试验，得到了两种钢材弹性模量参、庙服强度、

6、极限强度、伸长率的等核屯数。４，确定材料的本构关系其次，对个不同参数的弯剪组合型软钢消能器进行了低周往复加载试验，并分析其荷载位移曲线及应变发展趋势，结果表明弯剪组合型软钢消能器的滞回曲线饱满，耗能能力稳定，与有限元计算结果对比发现，两者在滞回曲线，证明采用有限元软件对弯剪组合型软钢消能器进行模、骨架曲线等方面吻合较好拟分析结果可信，同时也证明了该型消能器核必性能参数理论公式的实际可行性。利用有限元软件ＡＮＳＹＳ对弯剪沮合型软钢消能器进行参数化分析，分别建立了１００个剪切板和８０个弯曲板单板模型，考察剪切板和弯曲板厚度、宽度及高

7、度对其性能的影响，并确定了各自屈服位移和屈服后刚度的经验公式，提出弯剪组合型软钢消能器的Ｈ折线恢复力模型，并给出了模型核也参数的计算公式。根据弯剪沮合型软钢消能器的两阶段工作机理，提出了其不同于传统软钢消能器的工程设计方法，并通过有限元软件ＳＡＰ２０００和ＭＩＤＡＳＧｅｎ对设置了弯剪组合型软钢消能器的减震结构进行多遇地震及罕遇地震作用下的动力时程分析，。结果表明弯剪組合型软钢消能器能够很好的实现两阶段耗能目标，有效消耗大震和小震输入结构的能量。关巧词：软钢消能器；理；有限；试验研；两阶段工作论分析元分析究＂，一二（

8、２０１２ＢＡＪ－本论文获十五国家科技支揉计划项目谋題子视西四１３Ｂ０１４）资（助）Ｉ