基于预压碟簧的自复位拉索支撑滞回性能研究
发布时间：2022-11-12 13:07
近年来,随着全球工程抗震水平的不断提升,由地震造成的房屋倒塌和人员伤亡的数量已经大幅下降,这说明现代抗震设计方法已基本实现了“大震不倒”的设防目标。然而,传统的抗震结构体系多采用延性结构,在震后往往会产生较大的不可恢复变形,不仅导致建筑使用功能中断,还给震后修复带来极大困难,造成了高昂的经济代价和时间成本。为此,国内外学者近年来陆续提出了一些具有震后自复位功能的结构与构件,通过运用各种恢复机制,帮助结构在地震后免于修复或稍加修复即可恢复初始设计功能,自复位支撑就是其中一类。本文提出了一种新型基于预压碟簧的自复位拉索支撑系统（Pre-Pressed Spring Self-Centering Cable Brace,PS-SCCB）,由自复位系统、耗能系统和拉索组成,其中,自复位系统采用预压碟形弹簧组;耗能系统采用摩擦机制;拉索轻质、高强,作为支撑构件应用于结构时可减小结构地震响应。采用理论分析、试验研究和有限元模拟相结合的方法,研究了 PS-SCCB的滞回性能。主要工作如下:（1）阐述了 PS-SCCB的构造和工作原理,理论推导了其荷载—变形公式,建立了启动荷载与结构侧向变形之间的关系...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 自复位支撑的研究现状
1.3 拉索支撑研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 基于预压碟簧的自复位拉索支撑理论分析与设计
2.1 PS-SCCB的构造和工作原理
2.1.1 PS-SCCB的构造
2.1.2 PS-SCCB的工作原理
2.2 PS-SCCB滞回性能理论分析
2.2.1 启动荷载
2.2.2 能量耗散
2.2.3 摩擦力对PS-SCCB滞回性能的影响
2.2.4 碟簧组预压力对PS-SCCB滞回性能的影响
2.2.5 等效粘滞阻尼比
2.3 PS-SCCB设计
2.3.1 拉索设计
2.3.2 碟簧组设计
2.3.3 摩擦系统设计
2.4 本章小结
第3章 基于预压碟簧的自复位拉索支撑滞回性能试验研究
3.1 PS-SCCB子系统性能测试
3.1.1 拉索测试
3.1.2 自复位系统测试
3.1.3 耗能系统测试
3.2 PS-SCCB试验设计
3.2.1 试验准备
3.2.2 试验参数及加载制度
3.3 PS-SCCB试验结果分析
3.4 本章小结
第4章 基于预压碟簧的自复位拉索支撑滞回性能有限元分析
4.1 拉索的有限元模型
4.2 耗能系统的有限元模拟
4.2.1 耗能系统的组成
4.2.2 摩擦接触建立
4.2.3 边界条件及模型加载
4.3 自复位系统的有限元模拟
4.3.1 碟簧组有限元模型的装配
4.3.2 碟簧的网格划分、边界条件及相互作用
4.3.3 自复位系统有限元模型加载
4.4 PS-SCCB的有限元模拟
4.4.1 模型建立
4.4.2 模型加载
4.4.3 模型验证
4.5 参数影响分析
4.5.1 预压力对PS-SCCB滞回性能的影响
4.5.2 摩擦力对PS-SCCB滞回性能的影响
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]自复位阻尼耗能支撑力学性能分析与试验研究[J]. 谢行思,徐龙河,李忠献. 建筑结构学报. 2019(10)
[2]装配式自复位耗能支撑恢复力模型与试验验证[J]. 徐龙河,孙雨生,要世乾,李忠献. 工程力学. 2019(06)
[3]自复位变阻尼耗能支撑的力学原理与性能研究[J]. 徐龙河,谢行思,李忠献. 工程力学. 2018(01)
[4]自复位耗能结构的概念、分类及研究进展[J]. 池沛,董军,彭洋. 建筑钢结构进展. 2018(01)
[5]具有复位功能的阻尼耗能支撑设计与滞回性能研究[J]. 徐龙河,王坤鹏,樊晓伟. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(09)
[6]一种新型自复位耗能拉索支撑的理论研究与数值分析[J]. 池沛,董军,彭洋,LIEW J Y R,Richard. 振动与冲击. 2016(21)
[7]预压弹簧自恢复耗能支撑受力性能分析与试验研究[J]. 徐龙河,樊晓伟,代长顺,李忠献. 建筑结构学报. 2016(09)
[8]多层斜拉索钢抗弯框架体系及抗侧力性能[J]. 蓝声宁,李春祥. 上海交通大学学报. 2014(06)
[9]腹板摩擦式自定心预应力混凝土框架梁柱节点的试验研究[J]. 郭彤,宋良龙,张国栋,顾羽. 土木工程学报. 2012(06)
[10]一种新型自复位防屈曲支撑的拟静力试验[J]. 刘璐,吴斌,李伟,赵俊贤. 东南大学学报(自然科学版). 2012(03)
硕士论文
[1]高层预应力高性能钢结构抗侧力体系[D]. 陈明.北京工业大学 2012
[2]新型组装碟簧自复位防屈曲支撑的滞回性能与设计方法[D]. 刘洋涛.哈尔滨工业大学 2017
[3]碟形弹簧的力学性能研究[D]. 王晓波.郑州大学 2007
本文编号：3706426
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 自复位支撑的研究现状
1.3 拉索支撑研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 基于预压碟簧的自复位拉索支撑理论分析与设计
2.1 PS-SCCB的构造和工作原理
2.1.1 PS-SCCB的构造
2.1.2 PS-SCCB的工作原理
2.2 PS-SCCB滞回性能理论分析
2.2.1 启动荷载
2.2.2 能量耗散
2.2.3 摩擦力对PS-SCCB滞回性能的影响
2.2.4 碟簧组预压力对PS-SCCB滞回性能的影响
2.2.5 等效粘滞阻尼比
2.3 PS-SCCB设计
2.3.1 拉索设计
2.3.2 碟簧组设计
2.3.3 摩擦系统设计
2.4 本章小结
第3章 基于预压碟簧的自复位拉索支撑滞回性能试验研究
3.1 PS-SCCB子系统性能测试
3.1.1 拉索测试
3.1.2 自复位系统测试
3.1.3 耗能系统测试
3.2 PS-SCCB试验设计
3.2.1 试验准备
3.2.2 试验参数及加载制度
3.3 PS-SCCB试验结果分析
3.4 本章小结
第4章 基于预压碟簧的自复位拉索支撑滞回性能有限元分析
4.1 拉索的有限元模型
4.2 耗能系统的有限元模拟
4.2.1 耗能系统的组成
4.2.2 摩擦接触建立
4.2.3 边界条件及模型加载
4.3 自复位系统的有限元模拟
4.3.1 碟簧组有限元模型的装配
4.3.2 碟簧的网格划分、边界条件及相互作用
4.3.3 自复位系统有限元模型加载
4.4 PS-SCCB的有限元模拟
4.4.1 模型建立
4.4.2 模型加载
4.4.3 模型验证
4.5 参数影响分析
4.5.1 预压力对PS-SCCB滞回性能的影响
4.5.2 摩擦力对PS-SCCB滞回性能的影响
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]自复位阻尼耗能支撑力学性能分析与试验研究[J]. 谢行思,徐龙河,李忠献. 建筑结构学报. 2019(10)
[2]装配式自复位耗能支撑恢复力模型与试验验证[J]. 徐龙河,孙雨生,要世乾,李忠献. 工程力学. 2019(06)
[3]自复位变阻尼耗能支撑的力学原理与性能研究[J]. 徐龙河,谢行思,李忠献. 工程力学. 2018(01)
[4]自复位耗能结构的概念、分类及研究进展[J]. 池沛,董军,彭洋. 建筑钢结构进展. 2018(01)
[5]具有复位功能的阻尼耗能支撑设计与滞回性能研究[J]. 徐龙河,王坤鹏,樊晓伟. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(09)
[6]一种新型自复位耗能拉索支撑的理论研究与数值分析[J]. 池沛,董军,彭洋,LIEW J Y R,Richard. 振动与冲击. 2016(21)
[7]预压弹簧自恢复耗能支撑受力性能分析与试验研究[J]. 徐龙河,樊晓伟,代长顺,李忠献. 建筑结构学报. 2016(09)
[8]多层斜拉索钢抗弯框架体系及抗侧力性能[J]. 蓝声宁,李春祥. 上海交通大学学报. 2014(06)
[9]腹板摩擦式自定心预应力混凝土框架梁柱节点的试验研究[J]. 郭彤,宋良龙,张国栋,顾羽. 土木工程学报. 2012(06)
[10]一种新型自复位防屈曲支撑的拟静力试验[J]. 刘璐,吴斌,李伟,赵俊贤. 东南大学学报(自然科学版). 2012(03)
硕士论文
[1]高层预应力高性能钢结构抗侧力体系[D]. 陈明.北京工业大学 2012
[2]新型组装碟簧自复位防屈曲支撑的滞回性能与设计方法[D]. 刘洋涛.哈尔滨工业大学 2017
[3]碟形弹簧的力学性能研究[D]. 王晓波.郑州大学 2007
本文编号：3706426
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3706426.html