低屈服点圆钢管中心支撑钢框架结构抗震性能研究

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1、学校代码：10289分类号：TU3密级：公开学号：149100007江苏科技大学专业硕士学位论文（全日制专业学位）低屈服点圆钢管中心支撑钢框架结构抗震性能研究研究生姓名叶小峰导师姓名邵建华申请学位类别工程硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业建筑与土木工程论文提交日期2017年04月21日研究方向钢结构论文答辩日期2017年06月08日答辩委员会主席马士良评阅人盲审盲审2017年6月12日分类号：TU3密级：公开学号：149100007工程硕士学位论文低屈服点圆钢管中心支撑钢框架结构抗震性能研究学生姓名叶小峰指导教师邵

2、建华副教授江苏科技大学二O一七年六月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringSeismicperformanceresearchoflowyieldpointcircularsteelpipeconcentricallybracedframesSubmittedbyYexiaofengSupervisedbyAssociateprofessorShaojianhuaJiangsuUniversityo

3、fScienceandTechnologyJune,2017江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：2017年06月12日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部

4、门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月摘要摘要低屈服点中心支撑钢框架结构具有较高的抗侧刚度、强度和延性，同时滞回曲线饱满并有很大的塑性耗能能力，能够较为有效地降低地震灾害，起到防震减灾的作用。低屈服点中心支撑钢框架结构能够使结构在小震下处于弹性状态，在中、大震

5、下低屈服点支撑能够很好耗能，从而有效地保护梁、柱主要构件不轻易破坏，具备预期的功能，拥有广阔的工程应用价值。本文通过查阅国内外大量的相关文献，对低屈服点中心支撑钢框架结构进行了系统研究，主要的研究工作和成果如下：（1）通过材料拉伸试验得出低屈服点钢（LYP100）的材料本构关系和相关的力学性能，然后通过理论计算来设计出不同径厚比和长细比的圆钢管支撑模型，利用ANSYS施加轴向循环往复荷载，研究了低屈服点圆钢管支撑的滞回曲线、最大抗压承载力特性，同时较系统地分析并归纳了不同长细比和径厚比圆钢管支撑的耗能性能和屈曲情况，

6、为低屈服点钢支撑的设计提供了必要的理论依据。另外再模拟一榀两层的中心支撑钢框架结构，通过保证梁柱截面尺寸不变，改变不同中心支撑的截面参数，来比较不同参数下支撑对结构承载能力以及延性的影响，得出比较适合设计采用的低屈服点圆钢管支撑长细比和径厚比的范围。研究发现支撑的长细比过大和过小均不好，支撑长细比过大虽然支撑的延性和滞回性能较好，但在支撑长度一定的情况下，支撑的承载力比较低；而支撑长细比过小，支撑的刚度太大，对梁、柱的影响较大。因此，经过研究分析，建议支撑的长细比取为80-120。同时，圆钢管支撑的径厚比不能太大，否

7、则支撑会发生局部屈曲，但随着长细比的增大可以放宽对径厚比的限制。在长细比为50时，径厚比最好不要超过15；在长细比为80时，径厚比不要超过20；在长细比为100，径厚比不要超过25；一般情况下，没有特殊需求，对于低屈服点（LYP100）圆钢管支撑的径厚比值建议不要超过30，否则很容易发生局部屈曲。（2）采用基于性能的塑性设计对低屈服点中心支撑钢框架结构进行了抗震设计。利用预选的目标侧移和屈服机制作为性能极限状态，根据能量相等原则，即当结构单调达到目标侧移所需作的功等于等效弹塑性单自由度体系(EP-SDOF)达到相同状

8、态所需要的能量，来计算给定的地震水准下的设计基底剪力。通过合理的层间剪力分布公式，计算出每一层的层间剪力。为了保守起见，假设楼层的层间剪力全部由低屈服点中心支撑承担，并根据查阅的相关文献，受压支撑屈曲后的承载力取屈曲承载力的0.3倍。支撑处的横梁由于受到人字形支撑集中力的作用，需要通过计算来进行截面加强，框架柱暂时先用规范的方法进行设计，然后通