主余震序列作用下防屈曲支撑钢框架结构性能分析

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1、学校代号10532学号S150100002分类号TU352.1密级公开硕士学位论文主余震序列作用下防屈曲支撑钢框架结构性能分析学位申请人姓名朱凯铭培养单位土木工程学院导师姓名及职称郭玉荣教授学科专业土木工程研究方向工程结构抗震论文提交日期2018年5月28日学校代号：10532学号：S150100002密级：公开湖南大学硕士学位论文主余震序列作用下防屈曲支撑钢框架结构性能分析学位申请人姓名：朱凯铭导师姓名及职称：郭玉荣教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年5月28日论文答辩日期：2018年5月31日答辩委员会主席：李正农教授PerformanceAnaly

2、sisofBucklingRestrainedBracedSteelFrameUnderMainshock-AftershockSequencebyZHUKaimingB.E.(BeijingUniversityofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorGUOYurongMay,

3、2018主余震序列作用下防屈曲支撑钢框架结构性能分析摘要通过外围单元约束内部核芯发生屈曲的防屈曲支撑（BRB），克服了传统支撑在受压时容易发生屈曲失稳的缺点，在工程中得到了广泛应用。然而，BRB屈服后的刚度较低，地震发生时通常无法保证结构中各楼层的BRB构件都能同时进入屈服。在以BRB作为主要耗能和抗侧构件的防屈曲支撑钢框架（BRBF）结构中，往往容易出现变形集中和较大的残余变形。强震作用发生后多次余震，可能使承受了较大地震作用的BRB构件，继续经历多次往复荷载作用发生低周疲劳破坏，引发结构倒塌。本文基于不同的参数指标，开展了主余震序列作用下BRBF结构基于概率的性能分析，主要工作内容

4、有：首先，建立了模拟BRB疲劳失效的数值分析模型。通过基于CoffinManson疲劳模型和Miner累积疲劳损伤准则的Fatigue材料，模拟BRB在往复荷载作用下的疲劳失效，根据已有的试验数据校核并验证了模拟BRB疲劳特性的有效性，为后文开展主余震作用下的BRBF结构性能分析提供基础。其次，通过重复合成和随机组合的方式构造了主余震序列，并挑选了真实记录的主余震序列作为对比。基于不同的地震动强度参数指标，对不同组合主余震的地震动强度进行了统计与评价。然后，开展了主余震序列作用下BRBF结构的整体能力概率易损性分析。分别通过结构的层间位移角、残余层间位移角以及修正Park-Ang损伤模

5、型对比了BRBF结构在单独主震与主余震序列作用下的易损性差异。最后，开展了主余震作用下BRB构件的需求概率危险性分析。分别以BRB的最大塑性变形率和累积塑性变形率作为指标，给出了设防和罕遇地震作用下考虑余震影响的BRB性能需求建议值，为实际工程提供参考。关键字：防屈曲支撑钢框架；主余震序列；疲劳失效；易损性分析；需求危险性分析II硕士学位论文AbstractThebucklingrestrainedbrace(BRB),whichrestrainstheinnercorefrombeingbentbytherestrainedunit,overcomesthedisadvantaget

6、hattheconventionalbraceispronetobucklinginstabilityunderpressureandhasbeenwidelyusedinengineering.However,thepost-yieldingstiffnessofBRBislow,anditishardtoensuretheBRBinthestructurecanentertheyieldingstatgeatthesametimewhentheearthquakeoccurs.InthebucklingrestrainedbracedsteelframewithBRBasthema

7、inenergy-dissipatingandlateral-resistingcomponents,itispronetooccurdamageconcentratedandlargeresidualdeformation.Afterhigh-intensityearthquakes,thereareusuallymanyaftershockswithhighlevelsofseismicdamage.ThismaycauseBRBsubje