新型偏心支撐鋼框架結構抗震性能研究.pdf

1、偏心支撐鋼框架結構由于其優(yōu)越的抗震性能，越來越多的被實際工程所采用，其中耗能梁段的剪切破壞對于耗散地震能量起到很重要的作用。使用通用的大型有限元分析軟件對結構進行抗震性能評估的時候，能否正確建立與實際工程相符合的模型往往對分析結果影響很大。
　　 采用基于桿系單元的宏觀模型來替代基于實體單元的微觀模型進行結構整體非線性分析具有顯著的局限性；對于宏觀模型，雖然可以大大減小計算成本，但對于結構破壞的微觀機理，如構件的節(jié)點破壞、局部失

2、穩(wěn)破壞等很難反映出來；對于微觀模型，雖然可以很好的觀察結構的局部破壞過程，但需要巨大的建模工作量和對計算機硬件較高的要求，完全依賴微觀實體模型對于實際復雜工程的分析是不現(xiàn)實的。
　　 結構構件采用桿系單元，如梁單元，需要滿足一定的使用條件：當構件一個方向的長度明顯大于其它兩個方向的尺度，即幾何形狀上存在優(yōu)勢軸線，可視為細長桿時，可以采用梁單元模擬。偏心支撐耗能梁段主要受剪切作用，由于其長度較短與梁高相差不大，當采用梁單元模擬時，

3、某些情況下往往會造成這部分結構的受力特性和實際情況差異很大或者很難反映結構破壞的真實情況。在這種情況下采用實體單元模擬可能更適合。一維梁單元節(jié)點有三個平動自由度和三個轉動自由度，而三維實體單元只有三個平動自由度，因此，應用兩種不同單元類型時，需要進行節(jié)點耦合。
　　 基于以上考慮，本文對一棟8層的偏心支撐鋼框架結構，采用多尺度建模的方法，建立一個可以同時模擬結構宏觀整體行為和局部微觀破壞的計算模型，運用ABAQIJS有限元程序對

4、其進行了8度罕遇地震下的動力彈塑性分析，通過對結果分析發(fā)現(xiàn)，鋼框架偏心支撐結構采用多尺度建模方法以后，耗能梁段處受剪切作用，局部進入塑性耗散地震能量的作用可以充分的表現(xiàn)出來，這些都與理論分析和結構震后實際破壞情況相符合，從而說明多尺度建模的合理性和必要性。
　　 在此基礎上，對一種新型的偏心支撐結構進行動力時程分析，對比分析發(fā)現(xiàn)，這種新型偏心支撐結構與抗震規(guī)范上建議采用的D型偏心支撐性能接近，相比常規(guī)鋼框架結構，結構自振周期減小