钢结构仿古建筑论文提纲

论文题目：附设粘滞阻尼器的钢结构仿古建筑节点动载试验研究及数值模拟

摘要：钢结构仿古建筑运用现代建筑材料和工艺而仿古建筑之外形,既契合时代特征,又传承和发扬了中华传统文化,因而拥有广阔的发展前景。仿古建筑结构体系因其建筑材料和施工工艺的不同而区别于古建筑;又因其具有诸多特殊构件而区别于现代框架结构。采用全焊接连接的钢结构仿古建筑节点作为其结构传力的重要部位,应该着重予以试验和理论研究。本文为防止仿古建筑的刚性节点在地震作用下发生脆性破坏,结合现代振动控制技术,将液态非线性粘滞阻尼器作为雀替使用,试图在不改变其古建筑外形的基础上,提高节点的抗震性能。本文主要研究了附设液态粘滞阻尼器的钢结构仿古建筑单梁柱节点和双梁柱节点的抗震性能。依据“强节点弱构件”原则设计了6个节点试件并对其进行了动力加载试验,观察了节点的破坏模式,并由柱端荷载-位移滞回曲线和骨架曲线对试件的承载能力、延性、耗能能力、强度和刚度退化规律进行了分析。结果表明:仿古建筑单梁柱节点和双梁柱节点的破坏缘于梁端塑性铰区的严重屈曲变形及其上、下翼缘的母材撕裂。各试件滞回曲线饱满,破坏时等效粘滞阻尼系数均在0.2以上,耗能能力较好。附设粘滞阻尼器的有控节点能够延迟甚至阻止梁柱连接处的焊缝破坏,且其极限荷载和滞回耗能均高于相应无控节点。因动力加载速度较快,各试件延性系数均不高,且达到极限承载能力后试件的强度衰减和刚度退化速度较快。本文于试验的基础上,使用有限元软件ABAQUS对节点试件进行了模拟,并在验证模型有效性之后,分析了试件的轴压比、阻尼器阻尼系数、阻尼器安放角度对试件极限荷载和滞回耗能的影响。结果表明:试件的轴压比增大,其极限荷载和刚度均会降低,但对耗能能力影响不大;提高阻尼器的阻尼系数,试件的极限荷载和滞回耗能有显著提升;最后对比分析了阻尼器与柱呈45°、60°两种情况,其中以阻尼器60°放置时其相应试件的极限荷载、滞回耗能较之45°时更好。本文的研究思路及成果可为附设粘滞阻尼器的钢结构仿古建筑节点的后续研究和应用提供参考。

关键词：钢结构仿古建筑节点;雀替;液态非线性粘滞阻尼器;动力加载试验;抗震性能分析

学科专业：结构工程

摘要

abstract

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 钢结构刚性节点国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 钢结构刚性节点存在的问题

1.3 粘滞阻尼器国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.3.3 粘滞阻尼器研究工作的不足

1.4 课题研究意义

1.5 本课题主要研究内容

2 附设粘滞阻尼器的钢结构仿古建筑节点动力加载试验

2.1 试验设计理念

2.2 试验概况

2.2.1 试验目的

2.2.2 试件设计和制作

2.2.3 试件的材性试验

2.2.4 试验装置和加载制度

2.2.5 试验量测内容及测点布置

2.3 试验过程描述

2.4 梁端塑性铰区应变分析

2.5 破坏模式分析

2.6 本章小结

3 附设粘滞阻尼器的钢结构仿古建筑节点抗震性能分析

3.1 引言

3.2 柱端P-Δ滞回曲线

3.3 柱端P-Δ骨架曲线

3.4 试件承载力分析

3.5 试件延性分析

3.6 试件耗能分析

3.7 试件强度分析

3.8 试件刚度分析

3.9 本章小结

4 附设粘滞阻尼器的钢结构仿古建筑节点数值模拟分析

4.1 ABAQUS简介

4.2 有限元模型的建立

4.2.1 材料本构和屈服准则

4.2.2 接触关系和边界条件

4.2.3 单元类型和网格划分

4.2.4 加载方式和分析步设置

4.2.5 非线性方程的求解

4.3 模型有效性验证

4.3.1 节点受力机理分析

4.3.2 试件P-Δ滞回曲线

4.3.3 试件P-Δ骨架曲线

4.3.4 阻尼器P-Δ滞回曲线

4.4 有限元参数分析

4.4.1 轴压比

4.4.2 阻尼系数

4.4.3 阻尼器安放角度

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

附录一 :硕士期间参与的主要科研项目

附录二 :硕士期间主要获奖情况