高層鋼結(jié)構(gòu)耗能減振防屈曲支撐優(yōu)化布置.pdf

1、防屈曲支撐作為一種新穎的耗能減振構(gòu)件，在拉壓受力時(shí)均能達(dá)到屈服，具有飽滿的滯回曲線，正被逐漸應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域中。防屈曲支撐屈服段內(nèi)芯需要特殊鋼材、構(gòu)造上需要特殊處理、制作和安裝需要專門(mén)技術(shù)，導(dǎo)致防屈曲支撐單根造價(jià)較高，加之防屈曲支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法還不成熟，使布置防屈曲支撐后的結(jié)構(gòu)總體造價(jià)顯著增加，阻礙了防屈曲支撐的廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)防屈曲支撐屈服段造價(jià)高的特點(diǎn)，以屈服段長(zhǎng)度和截面面積為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量，對(duì)高層鋼框架結(jié)構(gòu)中的防屈曲支撐

2、進(jìn)行優(yōu)化布置，以減少防屈曲支撐用量，降低整體結(jié)構(gòu)造價(jià)，從而為推廣應(yīng)用防屈曲支撐創(chuàng)造條件。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)根據(jù)防屈曲支撐的力學(xué)性能特點(diǎn)，從其構(gòu)造組成出發(fā)，研究防屈曲支撐應(yīng)用于框架結(jié)構(gòu)體系的建模方法，推導(dǎo)采用三段式模型真實(shí)模擬防屈曲支撐的必要性，并結(jié)合有限元軟件Abaqus給出防屈曲支撐三段式建模的方法。根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)中大型結(jié)構(gòu)選取結(jié)構(gòu)分析方法的原則，通過(guò)對(duì)幾種改進(jìn)模態(tài)Pushover分析方法的對(duì)比分析，尋找一種適合本

3、文優(yōu)化問(wèn)題的結(jié)構(gòu)分析方法——綜合改進(jìn)的模態(tài)Pushover分析方法。
　　(2)通過(guò)對(duì)目前幾種有效的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法進(jìn)行比較，選擇一種適合本文優(yōu)化問(wèn)題的優(yōu)化方法——優(yōu)化準(zhǔn)則法。從防屈曲支撐力學(xué)性能出發(fā)，推導(dǎo)計(jì)算防屈曲支撐屈服段長(zhǎng)度和截面面積的公式；仿照滿應(yīng)力法和滿位移法，尋找一種適合本文優(yōu)化方法的準(zhǔn)則——滿位移角準(zhǔn)則，并闡明其可行性，給出優(yōu)化支撐屈服段長(zhǎng)度和截面面積的具體公式。
　　(3)以能量平衡為出發(fā)點(diǎn)，給出本文優(yōu)化準(zhǔn)則法的

4、另一個(gè)準(zhǔn)則——能量平衡準(zhǔn)則，闡明利用能量法優(yōu)化布置防屈曲支撐的合理性，給出計(jì)算地震動(dòng)輸入能、支撐塑性耗能及支撐優(yōu)化的相關(guān)公式。
　　(4)結(jié)合Abaqus/CAE模塊，采用Python編寫(xiě)三段式防屈曲支撐建模程序、綜合改進(jìn)的模態(tài)Pushover分析程序、滿位移角法程序、能量法程序，將本文中的相關(guān)方法利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，便于應(yīng)用和推廣。并利用所編程序?qū)M位移角法和能量法與目前布置防屈曲支撐常用的方法進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證本文所提出優(yōu)化方法的優(yōu)化