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《同济大学》 2006年
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多层薄柔钢框架的抗震设计

吴香香  
【摘要】:薄柔截面由于其较为开展、可以在截面面积一定时具有较厚实截面更大的抗弯承载能力和更好的整体稳定性从而具有良好的经济性。本文所研究的对象薄柔钢框架即应用薄柔H型截面作为框架的梁柱截面。薄柔钢框架带来良好经济性的同时也带来了下列问题:由于板件宽厚比大,受力大的构件部位易出现局部屈曲而无法形成塑性铰。对结构而言,局部屈曲导致结构延性差、屈服承载力下降从而耗能能力弱等特点。由于这些特点,薄柔钢框架被我国现行抗震规范排除在外:认为抗震设防区不适宜使用这类钢框架。 随着近几年低多层钢结构住宅的推广,薄柔钢框架由于轻质高强较多地被应用在此类建筑上。然而,现行抗震规范的规定给这类框架的应用带来了很多限制;同时,这类框架自身的弱点也威胁到了结构的安全性能。为确保这类框架在抗震区使用的安全性,对这类框架的抗震性能进行分析、提出这类框架的抗震设计方法是非常必要和紧迫的。本文研究就是对这个问题的探讨。 本文先从薄柔截面的分析开始。首先,根据截面局部屈曲的特性,定义了屈曲铰概念。为了在更大范围内进行研究,将塑性铰归类到屈曲铰的一个类别;统一称为屈曲铰。应用弹塑性静力分析程序JULIET对五百多个构件进行了分析,每个构件得到一条弯矩-转角曲线。基于对众多弯矩.转角曲线的分析,将曲线根据截面参数(板件宽厚比、截面轴压比)进行分类并给出每一类曲线的拟合公式。分析用程序的可靠性通过构件试验结果和商业有限元软件分析结果进行了验证。拟合公式的准确性也利用分析值进行了验证。最后编制了计算构件屈曲铰弯矩.转角曲线的程序,以方便后来薄柔钢框架分析时使用。 随后对薄柔钢框架进行了试验研究。为了尽量接近实际受力情况和实际边界条件,试验框架为两榀空间足尺二层钢框架。竖向荷载通过千斤顶加至柱顶、一步加到位后保持整个试验过程中值不变;后通过电液伺服试验加载器施加循环往复逐级递增的水平荷载于边柱柱顶边。在结构顶端侧移接近1/50结构高度时,结构出现严重破坏,加载停止,试验结束。接着对试验框架的破坏模式、梁柱连接节点区的刚性、结构的整体性能进行了分析。节点区刚性的分析结果为建立试验模型时节点刚性简化提供了依据。整体结构的试验数据为验证推覆分析方法的有效性提供了数据,还为以后薄柔钢框架强度折减系数简化计算公
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU391

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 陈以一;吴香香;程欣;;薄柔构件钢框架的承载性能特点研究[J];工程力学;2008年S2期
2 王素芳;;薄柔钢框架刚性端板连接节点的设计方法[J];兰州理工大学学报;2011年01期
3 徐勇;林贤根;童乐为;程欣;;轻型门式刚架静力性能试验研究[J];工业建筑;2010年09期
4 王素芳;陈以一;;薄柔钢框架端板连接节点初始刚度的刚度系数计算法[J];工业建筑;2010年10期
5 徐勇;陈以一;程欣;童乐为;林贤根;;轻型门式刚架抗震性能试验研究[J];建筑结构学报;2010年10期
6 吴香香;;薄柔构件屈曲铰弯矩转角曲线分析[J];结构工程师;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 王佼姣;石永久;王元清;施刚;;多高层钢框架抗震分析研究现状[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
2 吴香香;陈以一;童乐为;田海;;低多层薄柔钢框架的抗震设计[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 程斌,薛伟辰;基于性能的框架结构抗震设计研究[J];地震工程与工程振动;2003年04期
3 翟长海,公茂盛,张茂花,谢礼立,张敏政;工程结构等延性地震抗力谱研究[J];地震工程与工程振动;2004年01期
4 周定松,吕西林;延性需求谱在基于性能的抗震设计中的应用[J];地震工程与工程振动;2004年01期
5 吕西林,周定松;考虑场地类别与设计分组的延性需求谱和弹塑性位移反应谱[J];地震工程与工程振动;2004年01期
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10 弓晓芸,严虹;浅谈轻钢结构低层住宅[J];钢结构;2001年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 方有珍,朱金泉,李维江;蔬菜温室薄壁金属型材骨架的受力性能分析[J];四川建筑科学研究;2005年02期
3 孙俊,刘铮,刘永芳;工程结构基于性能的抗震设计方法研究[J];四川建筑科学研究;2005年03期
4 李灿灿,陆洲导,李凌志;建筑结构基于性能的抗震设计[J];四川建筑科学研究;2005年05期
5 彭晓彤;林晨;满杰;;轻钢结构住宅体系发展现状[J];四川建筑科学研究;2005年06期
6 周定松;吕西林;蒋欢军;;钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计方法[J];四川建筑科学研究;2005年06期
7 李波;王肇民;赵晖;;梁腹板开有圆孔时的稳定问题研究[J];四川建筑科学研究;2006年01期
8 李强年;方有珍;王志豪;;广告牌钢构架的力学性能分析[J];四川建筑科学研究;2006年01期
9 李晓东;董毓利;郭鹏;吕俊利;;一端固定一端铰接H形截面钢柱抗火性能试验研究[J];四川建筑科学研究;2006年03期
10 蒲碧霞;;浅谈梁线在钢结构连接分析中的运用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 熊向阳;戚震华;;用静力弹塑性分析(push-over)方法评估建筑结构的抗震能力[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
2 吴晓莉;张巍;孟少平;;能力谱方法在混凝土结构抗震加固中的应用[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
3 梁继东;董聪;苗启松;;北京饭店消能减震加固的pushover分析[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
4 陆新征;缪志伟;叶列平;江见鲸;;基于纤维模型的钢筋混凝土框架结构地震倒塌模拟[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
5 吕大刚;宋鹏彦;于晓辉;王光远;;结构整体抗震可靠度分析的三类模型与求解方法[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅱ)[C];2010年
6 葛家琪;杨霄;张玲;王树;管志忠;;河南艺术中心艺术墙稳定承载力分析研究[A];中国钢结构协会四届四次理事会暨2006年全国钢结构学术年会论文集[C];2006年
7 王湛;袁继雄;;框架梁柱节点性能既有测试方法的分析[A];’2008全国钢结构学术年会论文集[C];2008年
8 张克穷;;节点板域厚度对钢框架静动力反应的影响分析[A];钢结构工程研究(四)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2002年学术交流会论文集[C];2002年
9 白洪源;崔佳;龙莉萍;曾强;;双层柱面翼形网壳的竖向地震时程分析[A];钢结构工程研究(四)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2002年学术交流会论文集[C];2002年
10 王连坤;郝际平;李文岭;陈红英;石晶;张俊峰;;钢结构高等分析理论研究综述[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 闫培雷;考虑隔墙影响的框架结构非线性地震反应分析及地震灾场模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
3 戴金华;既有钢筋混凝土剪力墙结构改造抗震性能研究[D];华南理工大学;2010年
4 劳晓春;RC矩形截面剪力墙构件的抗震性能及其性能指标限值研究[D];华南理工大学;2010年
5 曹靖;碳纤维增强复合材料加固钢结构理论分析和实验研究[D];合肥工业大学;2011年
6 郭晓云;汶川地震反应谱研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
7 黄兴;梁柱端板连接半刚性组合边节点试验与理论研究[D];上海大学;2011年
8 万海涛;钢筋混凝土梁、柱构件抗震性能试验及其基于变形性能的参数研究[D];华南理工大学;2010年
9 管民生;基于性能的钢筋混凝土框架结构抗震性能评价方法与应用研究[D];华南理工大学;2011年
10 吴小勇;钢筋钢丝网砂浆加固混凝土柱的轴压、偏压及抗震滞回性能试验研究[D];汕头大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
2 宁小文;二阶弹塑性分析在钢结构抗震设计中的应用研究[D];安徽农业大学;2010年
3 孙大博;大跨径波形钢腹板桥屈曲分析及设计研究[D];郑州大学;2010年
4 唐群;高层钢结构框架整体稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 冯立超;Pushover分析方法在框架结构分析中的应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 谢承利;双轴对称工字形截面悬臂外伸梁整体稳定性研究[D];长沙理工大学;2010年
7 侯桂欣;小高层钢结构住宅双重抗侧力体系抗震性能研究[D];河北工程大学;2010年
8 刘春生;基于Pushover分析的隅撑支撑钢框架抗震性能研究[D];河北工程大学;2010年
9 杨付刚;多点输入下大跨越输电塔线体系抗震性能研究[D];河北工程大学;2010年
10 朱晓伟;钢结构住宅与传统住宅的对比评价研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王素芳;陈以一;;加强式端板连接节点的初始刚度与抗弯承载力[J];东南大学学报(自然科学版);2008年05期
2 钱稼茹;陈茂盛;张天申;王明弹;;偏心支撑钢框架拟动力地震反应试验研究[J];工程抗震;1992年01期
3 王燕,李华军,厉见芬;半刚性梁柱节点连接的初始刚度和结构内力分析[J];工程力学;2003年06期
4 施刚;石永久;王元清;;钢结构梁柱半刚性端板连接弯矩-转角全曲线计算方法[J];工程力学;2006年05期
5 王素芳;陈以一;;梁柱端板连接节点的初始刚度计算[J];工程力学;2008年08期
6 陈以一;吴香香;程欣;;薄柔构件钢框架的承载性能特点研究[J];工程力学;2008年S2期
7 张跃峰;低层居住建筑中的轻钢龙骨体系[J];钢结构;2001年02期
8 刘伟,卞延彬;偏心支撑钢框架抗震性能的试验研究[J];钢结构;2003年06期
9 刘歌青,石永久,王元清,陈宏,张勇;纯框架体系在多层轻钢住宅中的应用研究[J];工业建筑;2002年12期
10 王素芳;陈以一;;薄柔钢框架端板连接节点初始刚度的刚度系数计算法[J];工业建筑;2010年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵宝成;偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的破坏机理及抗震设计对策[D];西安建筑科技大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张磊;高层建筑偏心支撑钢框架抗震性能的研究[D];西南交通大学;2004年
2 张营营;D型偏心支撑钢框架整体抗震性能的试验与理论研究[D];西安建筑科技大学;2008年
3 葛杰;基于Pushover方法的多高层钢结构的抗震研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 王素芳;;薄柔钢框架刚性端板连接节点的设计方法[J];兰州理工大学学报;2011年01期
2 徐勇;林贤根;童乐为;程欣;;轻型门式刚架静力性能试验研究[J];工业建筑;2010年09期
3 沈祖炎;温东辉;李元齐;;中国建筑钢结构技术发展现状及展望[J];建筑结构;2009年09期
4 徐勇;陈以一;程欣;童乐为;林贤根;;轻型门式刚架抗震性能试验研究[J];建筑结构学报;2010年10期
5 顾锐;;关于土木工程专业房屋建筑工程的类型[J];考试周刊;2012年92期
6 王振山;苏明周;李启才;申林;;单层单跨变截面轻型门式刚架拟静力试验研究[J];土木工程学报;2012年07期
7 苏明周;王振山;王乾;申林;;单层单跨变截面轻型门式刚架结构振动台试验研究[J];土木工程学报;2012年10期
8 陈以一;王伟;童乐为;赵宪忠;;装配式钢结构住宅建筑的技术研发和市场培育[J];住宅产业;2012年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 燕佳;门式刚架结构整体拟静力性能有限元分析[D];西安建筑科技大学;2011年
2 李启良;蜂窝轻钢门式刚架受力性能试验与有限元研究[D];广西大学;2012年
3 唐忠平;双拼C型冷弯薄壁型钢刚架抗震性能研究[D];浙江工业大学;2012年
4 吕臻;多层轻钢框架H型截面柱的应用研究[D];沈阳建筑大学;2011年
5 刘彬花;单层方管刚架厂房静力和动力性能研究[D];浙江工业大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张新培;基于性能的抗震结构设计理论的若干进展[J];四川建筑科学研究;2001年01期
2 王珊,蔚洪潮,宗鑫;钢框架变形分析──考虑节点板域剪切变形影响[J];北方工业大学学报;1995年03期
3 欧进萍,牛荻涛,王光远;多层非线性抗震钢结构的模糊动力可靠性分析与设计[J];地震工程与工程振动;1990年04期
4 欧进萍,刘会仪;基于随机地震动模型的结构随机地震反应谱及其应用[J];地震工程与工程振动;1994年01期
5 时振梁,陈汉尧;基岩地震反应谱随震级、距离的变化特征[J];地震工程与工程振动;1995年01期
6 何政,欧进萍;钢筋混凝土结构基于改进能力谱法的地震损伤性能设计[J];地震工程与工程振动;2000年02期
7 卓卫东,范立础;结构抗震设计中的强度折减系数研究[J];地震工程与工程振动;2001年01期
8 贾连光,张绍武,董富军,吴利权;利用柱腹板屈曲后强度的钢框架节点板域抗震性能试验研究[J];地震工程与工程振动;2002年04期
9 屈成忠,谢礼立;基于性态的砌块砌体结构极限性态目标位移确定方法的研究[J];地震工程与工程振动;2003年02期
10 程斌,薛伟辰;基于性能的框架结构抗震设计研究[J];地震工程与工程振动;2003年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢佶慧;沈世钊;;网壳结构抗震设计方法探讨[J];低温建筑技术;2005年05期
2 郑锦新;;浅谈公路桥梁的抗震设计[J];科技创新导报;2009年22期
3 林建煌;;从中日抗震设计方法的不同,浅谈钢筋混凝土结构的延性设计[J];福建建筑;2011年06期
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5 孙慧中;钢筋混凝土结构构件的抗震设计(上)[J];建筑科学;1989年05期
6 王卫东,王勇;浅议多层砖混结构房屋的抗震设计[J];山西建筑;2005年19期
7 金玉杰;隋莉莉;;抗震性态设计及静力推覆法的发展及应用[J];山西建筑;2006年24期
8 王涛;;基于性能抗震设计与常规抗震设计比较研究[J];山西建筑;2008年07期
9 张海民;孔德领;;基于位移的高层建筑结构防震设计分析[J];黑龙江科技信息;2009年13期
10 张哲;温占标;赵林;;某庄园别墅结构抗震性能化设计研究[J];河南科学;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡连新;任金山;;论结构抗震设计方法[A];河南省土木建筑学会2009年学术大会论文集[C];2009年
2 辛高伟;史庆轩;;型钢混凝土框架结构基于性能抗震设计研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
3 李芳;孙忠武;;单层砖柱厂房的抗震设计[A];濮阳市首届学术年会论文选编[C];2006年
4 谢能刚;王璐;;基于演化博弈论的高拱坝体型抗震设计[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 毛小勇;肖岩;;基于性能的钢管混凝土柱抗震设计方法概述[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第九次年会论文集[C];2003年
6 毛小勇;肖岩;;基于性能的钢管混凝土柱抗震设计方法研究[A];中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C];2005年
7 童根树;;与抗震设计有关的结构和构件的分类及结构影响系数[A];钢结构工程研究(六)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2006年学术交流会论文集[C];2006年
8 陈兴冲;夏修身;;简化的能力谱法及其应用[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2009年
9 朱洁静;杨必峰;沈忠贤;;东方金融广场抗震设计[A];建筑结构(2009·增刊)——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年
10 朱洁静;杨必峰;张坚;;天安阳光半岛结构抗震设计[A];建筑结构(2009·增刊)——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;日本钢板桩护岸抗震设计方法[N];世界金属导报;2009年
2 石楼县设计室 马秀荣;大地震给我们带来的启示和教训[N];吕梁日报;2010年
3 本报记者 沈祖芸 通讯员 董少校;三十年铸就“彩虹的脊梁”[N];中国教育报;2010年
4 中国土木工程学会供稿;桥梁工程建设[N];中国建设报;2001年
5 张晓哲;扩大钢结构在建筑中的应用范围[N];建筑时报;2010年
6 本报记者 冯海波;让建筑“长得”更坚固[N];广东科技报;2009年
7 慧子;采用780MPa级钢建造新型结构[N];世界金属导报;2009年
8 长沙理工大学 同济大学 长安大学、重庆交通大学 交通运输部公路科学研究院 提供;为交通发展攻坚克难 在最高舞台“摘金夺银”[N];中国交通报;2010年
9 程志;沈祖炎:中国钢结构建筑发展潜力巨大[N];中华建筑报;2010年
10 本报记者 吴楠;提高震后桥隧病害评估和处置效率[N];中国交通报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴香香;多层薄柔钢框架的抗震设计[D];同济大学;2006年
2 马千里;钢筋混凝土框架结构基于能量抗震设计方法研究[D];清华大学;2009年
3 缪志伟;钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法研究[D];清华大学;2009年
4 夏修身;铁路高墩抗震设计方法研究[D];兰州交通大学;2012年
5 樊长林;强震下RC结构基于性能的刚塑性抗震设计方法研究[D];太原理工大学;2010年
6 李琪;基于位移模式结构抗震设计方法研究[D];河海大学;2005年
7 何利;框架结构基于能量的试验和抗震设计方法研究[D];合肥工业大学;2011年
8 皮天祥;钢筋混凝土剪力墙小跨高比连梁抗震性能试验和设计方法研究[D];重庆大学;2008年
9 张旭峰;中高层密肋复合墙—剪力墙混合结构协同工作性能与抗震设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2008年
10 李应斌;钢筋混凝土结构基于性能的抗震设计理论与应用研究[D];西安建筑科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓茂广;优秀历史建筑上海外滩3号楼改造加固抗震设计研究[D];同济大学;2007年
2 王雪婷;中日美高桩码头抗震设计方法对比研究[D];大连理工大学;2010年
3 邵建中;偏心支撑钢框架基于屈服点谱的性态抗震设计方法[D];苏州科技学院;2011年
4 黄尚;高速铁路桥梁基于性能的抗震设计方法研究[D];中南大学;2011年
5 李刚;人字形中心支撑钢框架基于屈服点谱的性态抗震设计方法[D];苏州科技学院;2011年
6 丁幼亮;带钢塔楼高层建筑的抗震设计方法研究[D];东南大学;2004年
7 章宇明;密肋复合墙板损伤模型及基于损伤性能目标的抗震设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2006年
8 王星星;基于最佳侧移刚度分布的多高层钢框架结构抗震设计方法[D];江苏科技大学;2011年
9 吴培成;轻钢增层结构抗震设计方法的研究[D];兰州理工大学;2006年
10 卢兰刚;连续梁桥三种抗震设计方法对比研究[D];大连理工大学;2012年
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