钢板深梁填充钢框架理论研究及动力时程分析-结构工程专业论文.docxVIP

Study on the Theoretical Research and Time-history Dynamic Analysis of Steel Frame Filled with the Steel Deep Beams A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Luo Jing Yang Supervisor：Prof. Zheng Hong Chang’an University, Xi’an, China  论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 （必威体育官网网址的论文在解密后应遵守此规定）  I  PAGE 6 摘 要 为实现钢框架与钢板剪力墙结构之间刚度的渐变，采用一种新型的内填构件—钢板 深梁。钢板深梁采用两边连接，通过改变深梁宽度和厚度，实现宽范围刚度变化；钢板 深梁通过材料屈服和平面外屈曲，耗散地震能量，保护主体钢结构不受破坏，既可以用 于新建结构，又可用于结构加固，具有广阔的科研和应用前景。本文通过对钢板深梁内 填钢框架试验研究、试验模拟、理论分析以及时程分析，为在工程中的应用奠定理论基 础。本文研究主要内容、方法和结论如下： 1、通过对钢板深梁内填钢框架在水平低周循环荷载作用下的试验研究，说明了三 组试件在在试验过程中的受力过程，并利用 Ansys 对比分析试验结果。 2、钢板深梁简化为：承载两边为固结，另外两边为自由的模型，利用结构力学知 识，推导了钢板深梁的屈服承载力以及初始刚度计算公式，引入刚度影响系数??和塑性 发展高度??，并利用 Ansys 进行系列参数分析，得到两参数的计算公式；为实现钢板深 梁的推广应用，提出了弹簧单元模型和等效交叉模型两种简化模型。 3、利用 Ansys 对钢板深梁内填钢框架结构进行了时程分析，包括在水平地震作用 下随钢板深梁刚度变化和结构高度变化分析。随刚度变化分析，提出了两种结构的布置 方式，通过改变钢板深梁的高宽比，进行在多遇和罕遇地震下的研究，得到钢板深梁是 一种有效的抗侧力构件；随高度变化分析，得到钢板深梁内填钢框架结构随着层高变化， 对结构周期、变形以及剪力分配的影响。 关键词：钢板深梁；低周反复荷载试验；屈服承载力；初始刚度；时程分析 ※本课题为国家自然科学基金资助项目（项目编号 陕西省外国专家局留学人员科技活动择优资助项目（项目编号 SLZ2008008） Abstract Steel deep beams are horizontal lateral force resisting members in order to realize the modulation of structural stiffness between steel frame and steel frame filled with shear, using high strength friction grip bolt connected to steel frame. Steel deep beams achieve modulation of structural stiffness through different width and thickness. Steel deep beams protect the steel frame though energy dissipation by out-plane buckling and Material yield.The paper lay a theoretical foundation on engineering applications though experimental study, simulation, theoretical analysis and time-history dynamic analysis. The study emphases, method and conclusions of the investigation were listed as following. I