約束屈曲支撐在多層鋼框架中的應用研究.pdf

1、傳統(tǒng)鋼框架結構中的中心支撐在強震中，極有可能因為受壓發(fā)生屈曲而退出工作，支撐屈曲后不能有效地耗散能量，這使得結構的抗震能力下降。為了改善支撐的屈曲性能，使得在地震作用時支撐不發(fā)生側向屈曲，相對于傳統(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，簡稱BRBF)。這種體系在美國和日本已經大量被采用，而且表現(xiàn)出了良好的抗震性能。 本文首

2、先從概念設計入手，確定支撐構件在結構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。本文對約束屈曲支撐在框架結構中不同布置方式的非線性動力時程響應結果進行了分析，得出了約束屈曲支撐構件在框架結構中布置的幾點結論。 其次，以能量理論和結構損傷性能為理論基礎，利用有限元軟件ANSYS對約束屈曲支撐一框架結構中的框架部分進行非線性時程分析，得出結構每層所產生的損傷量，進而確定框架結構損傷量的沿層分布

3、規(guī)律。 約束屈曲支撐的性能指標應與目標框架相適應才能充分發(fā)揮其耗能減震的作用。本文以既定的框架結構為對象，研究了約束屈曲支撐構件的性能參數(shù)。在此基礎上，建立了約束屈曲支撐損傷量的計算模型，并推導了約束屈曲支撐損傷量的數(shù)值計算方法?；谀繕宋灰蒲貙酉嗤募僭O，推導了約束屈曲支撐構件內核截面面積與損傷量的相關關系，進而確定結構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對約束屈曲支撐一框架結構進行非線

4、性動力時程分析。為了達到理想的耗能減震效果，關鍵是確定約束屈曲支撐構件的剛度與框架部分的剛度之比。基于約束屈曲支撐的工作原理，本文推導了名義剛度比Rs的合理取值范圍·對于給定的名義剛度比，可以確定結構各層應布置的支撐構件的規(guī)格。將所確定的支撐構件布置于結構中，從而形成約束屈曲支撐一框架結構體系的分析模型。對此BRBF模型進行非線性動力時程分析，可以得到BRBF各層的位移、速度和加速度時程曲線。對比地震作用下約束屈曲支撐一框架結構體系與其