单斜杆偏心支撑钢框架结构影响系数——增量动力分析法

摘要

现代抗震设计利用实际结构的延性和超强，采用结构影响系数对设防烈度下的单支点弹性反应谱进行折减，得出各种结构体系的设计地震作用，然后按弹性计算结构的地震反应。结构耗能、超强能力越大，地震作用取值越小。结构影响系数的取值是否合理直接关系到结构抗震设计的安全与经济。 我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2001不区分结构材料和结构类型，对建筑物采用单一的隐含结构影响系数R=2．8125，这使得所设计的结构不具有相同的可靠度，对某些结构体系甚至是偏于不安全的。对各种结构体系取相同的地震作用，钢结构良好的延性和耗能能力在抗震设计中未得到合理反映。单斜杆偏心支撑钢框架结构是一种良好的双重抗侧力体系，延性好，耗能大，适用于高烈度地震区的多、高层建筑。本文在深入分析国内外结构影响系数研究现状后，采用弹塑性增量动力法对单斜杆偏心支撑钢框架结构影响系数进行了研究，提出结构影响系数建议值。 本文研究单斜杆偏心支撑钢框架结构在抗震设防烈度地震下的结构影响系数，进行了以下工作：首先严格按我国抗震规范采用PKPM软件设计了9个单斜杆偏心支撑钢框架结构，然后采用ANSYS软件及大量地震记录，对9个算例进行了增量动力弹塑性时程分析，求得了结构影响系数，对该结构体系的结构影响系数进行了分析，最后提出了结构影响系数建议值。 本文还对单斜杆偏心支撑钢框架的结构影响系数、超强系数和延性折减系数与结构层数、跨数、跨度、周期的关系进行了研究，得到了各性能系数随层数、跨数、跨度和周期的变化规律。

目录

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第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外结构影响系数的研究现状

1.2.1基于SDOF体系结构影响系数的研究

1.2.2基于MDOF体系结构影响系数的研究

1.3偏心支撑钢框架的特点及研究现状

1.3.1偏心支撑钢框架的特点

1.3.2偏心支撑钢框架的研究现状

1.4本文的主要研究内容

第二章地震力理论及国内外结构影响系数取值规定

2.1两种地震力理论

2.1.1延性地震力理论

2.1.2小震弹性地震力理论

2.2国内外对结构影响系数取值的规定

2.2.1国外规范结构影响系数取值规定

2.2.2国内规范(规程)结构影响系数取值规定

2.3本章小结

第三章结构影响系数求解思路和方法

3.1结构影响系数的两种定义

3.1.1美国规范采用的结构影响系数的定义

3.1.2欧洲规范采用的结构性能系数的定义

3.2结构影响系数的分析方法

3.3本文结构影响系数求解方法

3.3.1结构影响系数的定义

3.3.2结构影响系数求解步骤

3.3.3确定求解结构影响系数的目标位移值

3.3.4计算结果处理

3.4地震波的选择原则

3.5本章小结

第四章结构算例及计算结果分析

4.1算例设计

4.1.1设计原则

4.1.2设计参数

4.1.3算例编号原则

4.2典型结构算例

4.2.1结构模型与荷载取值

4.2.2结构耗能梁段设计

4.2.3结构算例的主要控制参数

4.2.4算例的ANSYS建模分析

4.3结构算例统计

4.4算例性能系数统计分析

4.4.1算例性能系数统计

4.4.2结构体系各性能系数变化规律分析

4.4.3以《通则》给定目标位移所求结构各性能系数的分析

4.5本章小结

第五章结论与展望

1结论

2展望

附录

参考文献

致谢

作者简历