偏心支撐結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、本文根據(jù)“利用兩個(gè)或多個(gè)耗能元件協(xié)同工作，同時(shí)耗能”的設(shè)計(jì)思路，提出一種新型的框架支撐形式一耗能器偏心支撐，即在偏心支撐斜桿上設(shè)置一種摩擦型耗能器。同時(shí)，還針對(duì)傳統(tǒng)梁柱連接節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)措施存在的不足，提出了用于單斜桿偏心支撐結(jié)構(gòu)的剪切型耗能梁段與柱連接節(jié)點(diǎn)的新型改進(jìn)加蓋板方案。本文采用Q235B鋼制作了三榻偏心支撐結(jié)構(gòu)試件，并進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)研究。同時(shí)采用ANSYS有限元分析程序?qū)ζ闹谓Y(jié)構(gòu)試件進(jìn)行了有限元分析，并分析了各截面參數(shù)對(duì)構(gòu)件性

2、能的影響。具體完成了如下工作:
　　 1)進(jìn)行了三棍單斜桿偏心支撐框架結(jié)構(gòu)的1/3縮尺試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和擬靜力試驗(yàn)。主要研究耗能器偏心支撐結(jié)構(gòu)及新型改進(jìn)加蓋板方案用于單斜桿偏心支撐結(jié)構(gòu)在循環(huán)荷載作用下的破壞機(jī)理和抗震性能，并與傳統(tǒng)的剪切型耗能梁段與柱直接相連的單斜桿偏心支撐結(jié)構(gòu)試件在循環(huán)荷載作用下的破壞機(jī)理和抗震性能相比較，分析了本文提出的兩種新型偏心支撐結(jié)構(gòu)的抗震耗能能力和承載力。
　　 2)運(yùn)用ANSYS分析程序建立框架

3、的有限元模型，系統(tǒng)地分析了上述三榻1/3縮尺試驗(yàn)中的偏心支撐結(jié)構(gòu)試件在單向加載和循環(huán)荷載兩種加載方式作用下的破壞機(jī)理和抗震性能，得到偏心支撐框架的滯回曲線、骨架曲線、剛度退化曲線等一系列相關(guān)結(jié)果，研究了本文提出的兩種新型偏心支撐結(jié)構(gòu)的抗震耗能能力和承載力。
　　 3)將三棍試件的有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，兩者吻合較好，驗(yàn)證了有限元分析的精度和正確性。
　　 4)改變兩種新型偏心支撐結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)，利用ANSYS分析程

4、序建立有限元分析模型，研究了不同參數(shù)對(duì)兩種新型偏心支撐結(jié)構(gòu)耗能能力的影響，并提出兩種新型偏心支撐結(jié)構(gòu)的改進(jìn)措施。
　　 綜合試驗(yàn)和有限元分析的結(jié)果，本文研究主要得到以下結(jié)論:
　　 1)新型改進(jìn)加蓋板方案中A段的設(shè)置，可以避免剪切鉸和彎曲鉸在柱邊形成，使耗能梁段的剪切破壞遠(yuǎn)離鋼柱翼緣，從而也可以放松鋼柱對(duì)耗能梁段的約束，并避免在鋼柱翼緣處產(chǎn)生層狀撕裂，減少震后修復(fù)工作量，達(dá)到新型節(jié)點(diǎn)方案的設(shè)計(jì)目的。
　　 2)只

5、有在滿(mǎn)足耗能梁段與節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)域(A段)的長(zhǎng)度之和≥1.6Mp/Vp的前提條件下，新型改進(jìn)加蓋板方案用于單斜桿偏心支撐結(jié)構(gòu)的剪切型耗能梁段與柱連接節(jié)點(diǎn)中，才會(huì)表現(xiàn)出較好的抗震耗能能力。
　　 3)新型改進(jìn)加蓋板方案中蓋板厚度的改變對(duì)單斜桿偏心支撐結(jié)構(gòu)的剛度幾乎沒(méi)有影響，將蓋板加厚對(duì)試件承載力和耗能能力的影響不大;梁柱連接板厚度的加厚、在A段增設(shè)加勁肋、A段長(zhǎng)度適當(dāng)減小等措施可以使耗能梁段的屈服遠(yuǎn)離鋼柱翼緣，可以明顯提高試件的耗能能力

6、。
　　 4)單斜桿耗能器偏心支撐結(jié)構(gòu):由于支撐斜桿上設(shè)置了耗能器，相當(dāng)于在支撐斜桿上設(shè)置了一個(gè)薄弱部位，在地震荷載下耗能梁段進(jìn)入塑性以后，耗能器可以產(chǎn)生滑移耗散一部分地震能量，和耗能梁段一起構(gòu)成兩個(gè)耗能元件，增加了試件的延性，減少了耗能梁段吸收的能量和轉(zhuǎn)動(dòng)變形，減輕了耗能梁段的破壞程度，起到了“雙保險(xiǎn)”的作用，可以達(dá)到減少結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的目的。
　　 5)在彈性階段，耗能器偏心支撐試件中的耗能器不產(chǎn)生滑移，以支撐作為加強(qiáng)