带垫板的双肢C型钢半刚性框架抗震性能研究-结构工程专业论文.docx

内蒙古科技大学硕士学位论文 内蒙古科技大学硕士学位论文 III III displacement decreases. The story displacement of frames decreases with the increasing of the joint rigidity. Through studying on the multi-storey semi-rigid frames using double C steel with gusset plates, it is noted that the joint rigidity is one of the main factors affecting the seismic behavior of the frame. The seismic damage behavior of the frame was analyzed, which gives some references and basis for the applications and researches. Key Words：C steel；Semi-rigid；Steel frames of multistory；Seismic behavior； Joint rigid 目 录 摘 要 I Abstract II 1 绪论 1 1.1 冷弯薄壁型钢结构体系的特点1 1.2 冷弯薄壁型钢结构体系在房屋建筑中的应用1 1.3 半刚性框架抗震性能2 1.4 冷弯薄壁 C 型钢国内外研究现状 3 1.4.1 国外研究现状3 1.4.2 国内研究现状3 1.5 研究不足4 1.6 研究内容4 2 带垫板的双肢 C 型钢框架抗震性能试验 6 2.1 试件设计6 2.2 材性试验7 2.3 试验加载装置及加载制度 8 2.3.1 加载装置8 2.3.2 加载制度9 2.4 试验量测内容和测点布置 10 2.4.1 应变片布置10 2.4.2 位移计及百分表布置 11 2.5 试验现象11 2.5.1 BD20 试件试验现象 12 2.5.2 BD16 试件试验现象 14 2.6 本章小结16 3 带垫板的双肢 C 型钢框架抗震性能分析 17 3.1 受力性能分析 17 - 1 - - - PAGE 2 - 3.1.1 滞回性能分析17 3.1.2 承载力位移骨架性能分析18 3.1.3 延性性能分析19 3.1.4 刚度退化分析20 3.1.5 强度退化分析21 3.1.6 耗能能力分析23 3.1.7 框架节点初始刚度分析24 3.2 应变分析25 3.2.1 试件 BD20 应变 25 3.2.2 试件 BD16 应变 26 3.3 本章小结27 HYPERLINK \l _TOC_250000 4 带垫板的双肢 C 型钢框架有限元参数分析 29 4.1 有限元的研究目的29 4.2 节点有限元建模过程29 4.2.1 模型设计29 4.2.2 材料属性定义29 4.2.3 单元选择30 4.2.4 模型处理31 4.2.5 加载制度32 4.3 ANSYS 有限元模拟结果分析 33 4.3.1 有限元模型的验证 33 4.3.2 破坏现象及形态 34 4.3.3 滞回性能分析37 4.3.4 承载力位移骨架性能分析39 4.3.5 延性性能分析40 4.3.6 刚度退化分析41 4.3.7 耗能能力分析42 4.4 本章小结43 5 带垫板的双肢 C 型钢框架的 Pushover 分析 44 5.1 节点刚度44 5.2 模型设计44 5.3 模态分析45 5.4 Pushover 分析 46 5.5 本章小结49 结 论50 参考文献 52 在学研究成果 56 致 谢57 - - PAGE 1 - 1 绪论 1.1 冷弯薄壁型钢结构体系的特点 冷弯薄壁型钢指用钢板或带钢在冷状态下弯折、辊压、冲压而成的各种断面形状 的成品钢材，是一种经济的截面轻型薄壁钢材。冷弯薄壁型钢构件在使用相对少量材 料的情况下，通过改变截面形状来提高构件的承载能力。如今，冷弯薄壁型钢在很多 国家[1]用来建造住宅等，并且是以主要承重结构来使用。冷弯薄壁型钢体系与热轧型 钢或钢筋混凝土结构各项性能特征具有一定的优势，主要有[2,3]： （1）冷弯薄壁型钢体系自重轻，在同等负荷情况下，自重比钢筋混凝土结构轻 80%～90%，比普通钢结构轻 38%～50%。 （2）冷弯薄壁型钢强度较高，比同样面积的热轧型钢回转半径增大 50%， 惯性矩增大 50%～180%。 （3）冷弯薄壁型钢原材料表面的镀锌涂防腐防霉变防氧化性都比较好，在 冷加工过程可以保持完好，不易损坏。 （