可更换耗能梁段偏心支撑钢框架结构的研究

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1、广州大学硕士学位论文可更换耗能梁段偏心支撑钢框架结构的研究专业：结构工程硕士生：刘璐指导教师：周云（教授）摘要本文依据偏心支撑框架结构体系既具有足够的抗侧移刚度，又具有良好的延性性能和耗能能力，是一种优良的抗震结构体系，但震后修复较为困难，提出具有“可更换耗能梁段”的偏心支撑体系，即将普通偏心支撑结构耗能梁段处H型钢板置换成几种不同类型的剪切性能较好的金属阻尼器，震后可通过更换阻尼器或使用本身具有自复位功能的阻尼器来进行简单修复，方便易行。本文主要研究内容如下：（1）简介了“可更换耗能梁段”的概念，提出将普通偏心支撑耗能梁段处H型钢板

2、置换成几种不同类型的剪切性能较好的金属阻尼器，主要包括剪切钢板阻尼器、铅粘弹性阻尼器、钢管铅芯阻尼器，分别介绍了其设计方案、构造形式与耗能机理。（2）利用有限元软件ETABS分别对耗能梁段处装有普通H型钢板、剪切钢板阻尼器、铅粘弹性阻尼器、钢管铅芯阻尼器的偏心支撑钢框架结构进行了弹性时程反应分析，各消能结构均能有效减小结构的位移反应、层剪力反应以及梁、柱、支撑控制截面内力等，其中剪切钢板阻尼器在小震下主要为结构提供附加刚度，相比之下，装有铅粘弹性阻尼器和钢管铅芯阻尼器的消能结构开始耗能，减幅较为明显，在设防地震作用下，剪切钢板阻尼器也

3、开始耗能，表现出了同钢管铅芯阻尼器相似的优良的减震效果。（3）利用有限元软件PERFORM-3D分别对耗能梁段处装有普通H型钢板、剪切钢板阻尼器、铅粘弹性阻尼器、钢管铅芯阻尼器的偏心支撑钢框架结构进行了弹塑性时程反应分析，大震下消能结构中各阻尼器分别利用其不同的耗能机制进行剪切滞回耗能，滞回曲线稳定、饱满、对称，均表现出了良好的滞回性能和耗能能力，对结构构件的性能评估得出，各种类型消能结构与普通偏心支撑结构相比，均能有效地减少结构构件进入屈服状态的数量。其中，布置了钢管铅芯阻尼器的消能结构减震效果最为明显。（4）针对控制效果较好的钢管

4、铅芯阻尼器进行了设计与参数分析，主要包括钢管铅芯阻尼器不同高宽比设置、钢管中部不同削弱厚度比设置、钢管端部不同挤压率设置。I可更换耗能梁段偏心支撑钢框架结构的研究通过地震反应对比分析，认为阻尼器高宽比取值宜在1.67至2.67区间、钢管中部削弱厚度比取值宜在0.40至0.80区间、钢管端头挤压率取值宜在0.53至0.80区间，此时阻尼器耗能效果较明显，耗能能力较好。关键词：偏心支撑；可更换耗能梁段；钢管铅芯阻尼器；减震性能；弹塑性分析II广州大学硕士学位论文ResearchofEccentricallyBracedFrameswith

5、ReplaceableLinkBeamsMajor：StructuralEngineeringName：LiuLuSupervisor：ZhouYunABSTRACTEccentricallybracedframes(EBFs)haveanadequatestiffness,aswellasagoodductilityandanexcellentabilityofenergydissipation,butit’sdifficulttorestoreafterearthquake.AnewEBFsystemwithreplaceable

6、linkbeamswasproposed,whichchangetheordinarylinkbeamswithsomedampersthathavegoodshearperformance.Wecanreplacedampersorusesomedamperswithgoodrecoveringperformancetorestoreafterearthquake.Themaincontentsofthispaperareshowedasbelow:(1)AbriefintroductionofnewEBFsystemwasgive

7、n,damperswithgoodshearperformancethatwereusedonreplaceablelinkbeamsincludesteelshearpaneldamper(SSPD),leadviscoelasticdamper(LVED)andlead-filledsteeltubedamper(LFST).Theirdesigndetails,constructionformsandenergydissipationprincipleweregivenrespectively.(2)Thefiniteeleme

8、ntsoftwareETABSwasusedtoanalyseEBFsystemwithordinaryHsteelpanel,SSPD,LVEDandLFSTduringelasticphase.Energydissi