钢框架—桁架新型结构抗震性能与协同分析

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1、分类号:TU39110710-2012128050硕士学位论文钢框架—桁架新型结构抗震性能与协同分析潘天久导师姓名职称郑宏教授申请学位级别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2015年5月13日论文答辩日期2015年5月23日学位授予单位长安大学StudyonSeismicBehaviorandCooperationofSteelFrame-TrussNewStructureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：PanTianJiuSupervisor：Prof.ZhengHongChang’anUniversity,X

2、i’an,China摘要为满足结构“多道设防”的抗震设防要求，实现钢框架结构抗侧刚度的渐变调幅，本文依据钢板剪力墙的计算简化模型，提出了钢框架—桁架新型结构体系。利用SAP2000对其抗震性能和抗侧协同性进行了分析，为这一结构在以后的科学研究和工程应用中奠定基础。本文研究的主要内容、方法和结论如下：1.建立了钢框架—桁架结构模型，对其进行了模态分析、反应谱分析、线性时程分析。从周期、振型、层间位移、层间位移角等方面与钢框架结构和钢框架—钢板深梁结构进行对比，得出钢框架—桁架结构具有较大的抗侧刚度。2.对钢框架—桁架结构进行了Pushover分析，从层间位移、塑性铰等方面与纯钢框架结构静力弹

3、塑性性能进行了比较，得出钢框架—桁架结构中的桁架可作为结构抗震设防的第一道防线，从而改善结构的抗震性能。钢框架—X型桁架结构的抗震性能明显优于钢框架—单斜杆桁架。给出了钢框架—X型桁架结构静力弹塑性分析的恢复力模型，分析了其在地震作用下经历“弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段”的破坏机理。3.结合钢框架—X型桁架结构在地震作用下的破坏机理，给出了其破坏过程中的控制状态。从桁架抗侧力、框架抗侧力、两者抗侧力的关联性三个方面分析了钢框架—X型桁架结构抗侧力协同性。对钢框架—X型桁架结构的内填桁架分别进行加强和削弱后与原结构进行对比分析，得出可通过改变内填桁架与钢框架的刚度比来调整侧向力在框架和桁架

4、中的分配比。关键词：钢框架—桁架结构；抗震性能；动力分析；静力弹塑性；抗侧；协同性IAbstractTomeettheseismicrequirementofmorepathsseismicfortifyandrealizethegradientamplitudemodulationofsteelframestructurelateralstiffness,steelframe-trussnewstructuresystemwassubmittedintermsoftensionfieldtheoreticalinthispaper.Seismicbehaviorandinteractiv

5、elateralresistanceperformancewasanalyzedthroughSAP2000,theanalysisinthispaperlaidafoundationontheoreticstudyandengineeringapplicationofthenewstructuresystem.Thestudyemphases,methodandconclusionsoftheinvestigationwerelistedasfollowing.1.Steelframe-trussstructuremodelwasbuiltandmodelanalysis,respons

6、espectrumanalysisandlinertimehistoryanalysisaboutthemodelswerecarriedoutinthispaper.Thesteelframe-trussstructurewascomparedwithsteelframestructureandsteelframe-steelplatedeepstructureonperiod,model,storydriftandinterstorydrift.Theresultshowedthatsteelframe-trussgotagreatlateralstiffness.2.Thepusho

7、veranalysisaboutsteelframe-trusswasconductedandtheresultwascomparedwithsteelframestructureelastic-plasticbehaviorinstorydriftandplastichingeinthepaper.Theresultshowedthatthetrussinsteelframe-trussstructurewasthef