約束屈曲支撐在多層鋼框架中的應(yīng)用研究.pdf

1、傳統(tǒng)鋼框架結(jié)構(gòu)中的中心支撐在強(qiáng)震中，極有可能因?yàn)槭軌喊l(fā)生屈曲而退出工作，支撐屈曲后不能有效地耗散能量，這使得結(jié)構(gòu)的抗震能力下降。為了改善支撐的屈曲性能，使得在地震作用時(shí)支撐不發(fā)生側(cè)向屈曲，相對(duì)于傳統(tǒng)中心支撐框架提出了一種新的、可以避免支撐屈曲的體系，稱為約束屈曲一支撐框架體系(Buckling-Restrained Braced Frame，簡(jiǎn)稱BRBF)。這種體系在美國(guó)和日本已經(jīng)大量被采用，而且表現(xiàn)出了良好的抗震性能。 本文首

2、先從概念設(shè)計(jì)入手，確定支撐構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的合理布置形式與數(shù)量。約束屈曲支撐作為一種耗能支撐，其布置方式必然有它的特殊要求。本文對(duì)約束屈曲支撐在框架結(jié)構(gòu)中不同布置方式的非線性動(dòng)力時(shí)程響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行了分析，得出了約束屈曲支撐構(gòu)件在框架結(jié)構(gòu)中布置的幾點(diǎn)結(jié)論。 其次，以能量理論和結(jié)構(gòu)損傷性能為理論基礎(chǔ)，利用有限元軟件ANSYS對(duì)約束屈曲支撐一框架結(jié)構(gòu)中的框架部分進(jìn)行非線性時(shí)程分析，得出結(jié)構(gòu)每層所產(chǎn)生的損傷量，進(jìn)而確定框架結(jié)構(gòu)損傷量的沿層分布

3、規(guī)律。 約束屈曲支撐的性能指標(biāo)應(yīng)與目標(biāo)框架相適應(yīng)才能充分發(fā)揮其耗能減震的作用。本文以既定的框架結(jié)構(gòu)為對(duì)象，研究了約束屈曲支撐構(gòu)件的性能參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，建立了約束屈曲支撐損傷量的計(jì)算模型，并推導(dǎo)了約束屈曲支撐損傷量的數(shù)值計(jì)算方法。基于目標(biāo)位移沿層相同的假設(shè)，推導(dǎo)了約束屈曲支撐構(gòu)件內(nèi)核截面面積與損傷量的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而確定結(jié)構(gòu)各層布置的約束屈曲支撐截面面積的沿層分布規(guī)律。 最后，利用ANSYS對(duì)約束屈曲支撐一框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線

4、性動(dòng)力時(shí)程分析。為了達(dá)到理想的耗能減震效果，關(guān)鍵是確定約束屈曲支撐構(gòu)件的剛度與框架部分的剛度之比?；诩s束屈曲支撐的工作原理，本文推導(dǎo)了名義剛度比Rs的合理取值范圍·對(duì)于給定的名義剛度比，可以確定結(jié)構(gòu)各層應(yīng)布置的支撐構(gòu)件的規(guī)格。將所確定的支撐構(gòu)件布置于結(jié)構(gòu)中，從而形成約束屈曲支撐一框架結(jié)構(gòu)體系的分析模型。對(duì)此BRBF模型進(jìn)行非線性動(dòng)力時(shí)程分析，可以得到BRBF各層的位移、速度和加速度時(shí)程曲線。對(duì)比地震作用下約束屈曲支撐一框架結(jié)構(gòu)體系與其