防屈曲支撐框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及消能減震效果分析研究.pdf

1、中心支撐－框架結(jié)構(gòu)具有較好的抗側(cè)能力，無論在鋼結(jié)構(gòu)還是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中都是經(jīng)常采用的一種結(jié)構(gòu)體系。但是在地震荷載作用下，當(dāng)其承受壓力荷載時(shí)容易發(fā)生失穩(wěn)而較早喪失性能；混凝土支撐雖然抗壓能力較強(qiáng)，但是在承受拉力荷載時(shí)容易發(fā)生混凝土開裂，在地震反復(fù)荷載作用下容易脫落而喪失性能。防屈曲支撐是通過在支撐鋼芯外圍附設(shè)防止其整體失穩(wěn)的約束單元，在限制支撐發(fā)生屈曲的同時(shí)能夠使其在較大拉壓荷載作用下都表現(xiàn)出全截面屈服。通過合理的構(gòu)造設(shè)計(jì)，可以使防屈曲

2、支撐在小震作用下保持彈性，為結(jié)構(gòu)提供較強(qiáng)的抗側(cè)剛度；在強(qiáng)震作用下能夠率先發(fā)生屈服，利用鋼材良好的滯回耗能特性吸收地震輸入結(jié)構(gòu)的能量，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)。經(jīng)歷大地震后，主體結(jié)構(gòu)殘余變形小，修復(fù)費(fèi)用低，即使個(gè)別支撐需要更換，也很方便，絕大部分支撐可以繼續(xù)使用，免維護(hù)。 本文第一章首先介紹了研究背景和防屈曲支撐－框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀，然后介紹了目前存在的一些問題和本文研究的主要內(nèi)容。第二、三章分別介紹了防屈曲支撐的構(gòu)造、耗能原理、剛度、鋼芯參

3、數(shù)計(jì)算等基本理論和防屈曲支撐結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算特性及其設(shè)計(jì)流程，推導(dǎo)了考慮防屈曲支撐鋼芯各部分構(gòu)造參數(shù)的軸向剛度計(jì)算方法，介紹了防屈曲支撐－框架結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算模型、等效周期、等效剛度、等效阻尼比和結(jié)構(gòu)延性比的計(jì)算方法等。第四章重點(diǎn)介紹了防屈曲支撐－框架結(jié)構(gòu)的分析方法，特別是在非線性分析中所遇到的一些問題及解決辦法。在第五章設(shè)計(jì)算例分析中，對(duì)一座高烈度地區(qū)的三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)技術(shù)和使用防屈曲支撐的耗能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)計(jì)，部分

4、參數(shù)使用了本文建議的計(jì)算公式，用反應(yīng)譜法、非線性動(dòng)力分析和非線性靜力分析對(duì)其進(jìn)行了抗震性能對(duì)比分析。驗(yàn)證了本文提出針對(duì)上述結(jié)構(gòu)所提出的設(shè)防目標(biāo)和某些參數(shù)的計(jì)算公式是可行的，也驗(yàn)證了防屈曲支撐耗能作用明顯。在第六章的算例分析中，提出了用剛度相等的原則使用防屈曲支撐替代原中心支撐－框架結(jié)構(gòu)中的傳統(tǒng)支撐，用非線性動(dòng)力分析和非線性靜力分析分析了該鋼框架結(jié)構(gòu)使用防屈曲支撐改進(jìn)后的抗震效果。驗(yàn)證了本文針對(duì)這一結(jié)構(gòu)所提出的設(shè)防目標(biāo)、等剛度替換方法以及