内嵌双阶段装配式防屈曲支撑的钢框架-支撑结构抗震性能评估

为研究新型内芯可更换的双屈服点装配式防屈曲约束支撑对装配式钢框架-支撑结构抗震性能的影响，首先采用有限元软件Perform-3D建立了普通支撑、防屈曲支撑和新型内芯可更换的双屈服点装配式防屈曲约束支撑的有限元模型，并验证了建模方式的准确性；之后在此基础上建立内嵌新型内芯可更换的双屈服点装配式防屈曲支撑的钢框架-支撑结构有限元模型，并采用弹塑性时程分析方法对普通钢框架结构、钢框架-普通支撑结构、钢框架-防屈曲支撑结构、内嵌新型双屈服点装配式防屈曲支撑的钢框架-支撑结构的抗震性能展开研究。分析结果表明：Perform-3D能准确模拟普通钢支撑、普通防屈曲支撑及新型内芯可更换的双屈服点装配式防屈曲支撑；内嵌新型双屈服点防屈曲支撑的钢框架-支撑结构在最大层间位移角和结构顶层位移、基底剪力上均优于其他结构，新型内芯可更换的双屈服点装配式防屈曲约束支撑在地震作用下起到了重要的作用，它主要通过新型内芯可更换的双屈服点装配式防屈曲约束支撑来耗能，这说明内嵌新型内芯可更换的双屈服点装配式防屈曲支撑的钢框架-支撑结构具有良好的抗震性能。     

双屈服点一字形全钢防屈曲支撑数值模拟分析

对一种双屈服点一字形全钢防屈曲支撑的耗能性能进行了研究。双屈服点一字形全钢防屈曲支撑的内核单元采用两块低屈服点钢LY100与一块高屈服点钢SN490重叠制成,采用双腹板工字钢作为约束单元,薄橡胶作为无黏结材料。通过有限元软件ABAQUS对该双屈服点一字形全钢防屈曲支撑进行数值模拟,研究其耗能性能。研究结果表明:该双屈服点一字形全钢防屈曲支撑的滞回曲线形状饱满、稳定,具有明显的分阶段耗能特征,能够适应不同等级的水平地震作用,实现多性能水准目标,具有广阔的应用前景。     

防屈曲支撑、普通和特殊中心支撑钢框架结构抗震性能分析

基于考虑人字形防屈曲支撑屈服后超强和几乎不再对被撑梁提供竖向支点作用这两个因素,本文提出了采用该种支撑的钢框架结构的设计方法,并分别对采用普通及特殊中心支撑和防屈曲支撑的框架结构的抗震性能进行了对比分析.结果表明,虽然防屈曲和特殊中心支撑框架结构的层间侧移总体上大于普通中心支撑框架结构,但前者的基底剪力却大大低于后者.罕遇地震下,三种结构中的柱子基本保持弹性,普通和特殊中心支撑出现了大幅的平面外失稳,而防屈曲支撑在拉压作用下均进入屈服耗能.三种结构中被撑梁的最大挠度在支撑屈服或失稳前后分别出现在撑点两侧和撑点位置.屈服后的防屈曲支撑几乎不产生对被撑梁竖直向下的不平衡剪力,而失稳后的普通和特殊中心支撑则对被撑梁产生较大的不平衡剪力.     

防屈曲支撑框架设计方法研究

采用数值手段,研究了防屈曲支撑框架和普通中心支撑框架在性能上的差异。基于弹塑性时程分析,由大量防屈曲支撑框架算例,建立支撑框架结构在大震下的层间位移角最大值随抗侧刚度比k变化的关系曲线,按照大震不倒的要求,获得k值的合理取值范围。分别对不同k值下支撑框架结构的设计进行研究,得到相应k值下允许设计的最弱框架(即框架设计的临界点),供结构设计参考。     

纯钢框架、普通支撑框架和防屈曲耗能支撑框架的抗震性能对比分析

本文采用通用有限元软件MIDAS／GEN,用振型反应谱法分析了纯钢框架、普通支撑框架和防屈曲耗能支撑框架结构体系在地震作用下的弹性性能。     

带防屈曲支撑的钢框架减震分析

防屈曲支撑既能提供侧向刚度,又可以增加结构的耗能,作为一种优良的耗能构件被广泛应用于建筑结构振动控制。文中采用有限元软件OpenSEES分析了防屈曲支撑在钢框架结构中的减震效果。研究表明,增设防屈曲支撑可有效减小结构位移,提高结构的抗震能力,但应注意与防屈曲支撑相邻构件的设计。     

基于可靠度理论的屈曲约束支撑节点连接设计原则

根据同济大学采用国产低碳钢和低屈服点钢开发研制的TJI型与TJII型屈曲约束支撑的大量试验结果,应用统计分析与可靠度理论,确定了上述屈曲约束支撑节点连接设计的原则。给出了目标可靠度指标为3.2,屈曲约束支撑核心采用不同钢材时,各种节点连接形式的设计安全系数。     

钢框架抗震改造的支撑系统研究

评估了采用不同支撑系统改造的抗弯钢框架的抗震性能。共采用3种结构形式:中心支撑框架、防屈曲支撑框架、巨型支撑框架。设计了一横向刚度不足的9层钢框架,满足规范对高地震灾害区域结构的侧移要求。用中心支撑、防屈曲支撑和巨型支撑改造框架。进行非弹性时程分析,评估地震作用下的结构性能。以局部变形(杆件转角)和整体变形(层间及屋顶侧移)为参数,比较改造框架非弹性性能的不同。结果表明:巨型支撑框架是最有效率的支撑系统,其最大层间侧移比抗弯框架低70%,比中心支撑框架低50%。侧移的减小量与地震特性有关,尤其是频率。防屈曲支撑的抗震性能仅稍优于巨型支撑框架,但其总质量更大。巨型支撑框架的杆件和节点用钢量比同心支撑框架低20%,既可降低费用又具有抗震优势。     

钢框架抗震改造的支撑系统研究

评估了不同支撑系统改造的抗弯钢框架的抗震性能。采用3种结构形式:中心支撑框架、防屈曲支撑框架和巨型支撑框架。设计了一横向刚度不足的9层钢框架,满足规范对高地震灾害区域结构的侧移要求。用中心支撑、防屈曲支撑和巨型支撑改造框架,进行非弹性时程分析,评估地震作用下的结构性能。以局部变形(杆件转角)和整体变形(层间及屋顶侧移)为参数,比较改造框架非弹性性能的不同。结果表明:巨型支撑框架是最有效率的支撑系统,其最大层间侧移比抗弯框架低70%,比中心支撑框架低50%。侧移的减小量与地震特性有关,尤其是频率。防屈曲支撑的抗震性能仅稍优于巨型支撑框架,但其总质量更大。巨型支撑框架的杆件和节点用钢量比中心支撑框架低20%,既降低了费用又体现了抗震优势。     

国标Q235热轧钢材防屈曲支撑抗震性能试验研究

采用国产Q235热轧钢材设计并制作防屈曲支撑,测试了钢材的力学性能,研究了3个钢材品种、3种截面、2种组合方式的6个防屈曲支撑试件。通过低周反复荷载加载试验,研究了防屈曲支撑的力-位移滞回曲线、割线刚度及其退化过程、等效粘滞阻尼比等抗震性能。结果表明,试件构造合理、工作可靠、抗震性能优异,Q235低碳钢热轧钢材适合于制作防屈曲支撑,其力学表现有利于今后工业产品的标准化和规格化。     

某养护中心办公楼两种支撑框架对比分析

对于地处8度区的某养护中心办公楼,根据传统抗震设计方法,必须选用框架-抗震墙结构体系,然而这样将导致工程造价增加,并且部分建筑使用功能也会受到限制,为此,本文提出采用普通支撑框架结构体系或BRB支撑框架结构体系来替代传统的框架-抗震墙结构体系,并对两种支撑框架结构进行小震反应谱和大震弹塑性时程分析对比,分析表明BRB支撑框架结构在小震下的受力性能和大震下的耗能减震性能均优于普通支撑框架结构。     

基于性能的支撑钢框架结构方案对比分析

采用Pushover能力谱法对8层钢框架建筑进行基于性能的结构方案设计,考虑偏心支撑钢框架、隅撑支撑钢框架、纯钢框架3种结构体系,对结构自振特性、层间位移角及楼层侧移变化规律、结构刚度及耗能特征以及投资一收益等进行详细对比分析。结果表明:隅撑支撑钢框架和偏心支撑钢框架具有良好的结构性能,同样性能目标下,两者的经济效益相差不大,均可比纯钢框架节省近40%的用钢量,隅撑支撑钢框架的损失期望比例最小。     

支撑钢框架柱的计算长度

本文对多高层支撑钢框架柱的计算长度问题作了阐述。在结构基本失稳形式分析的基础上,给出了确定支撑框架柱计算长度的计算简图与计算公式,为便于工程设计运用,在充分利用《钢结构设计规范》(GBJ 17—188)中纯框架柱计算长度系数表格的基础上,提出了确定支撑钢框架柱计算长度系数的近似计算公式。     

一种新型屈曲约束支撑的研制与试验研究

屈曲约束支撑由于具有受压不会屈曲失稳的性质,与含有普通支撑的框架相比,含有屈曲约束支撑的框架具有更好的耗能作用。然而常规屈曲约束支撑的芯材和无粘结材料往往采用特殊材料制成,加工制作成本较高,不利于工程推广使用。为了避免常规屈曲约束支撑存在的上述缺陷,自主研制开发了一种带有缝隙和防滑凸起的新型屈曲约束支撑。着重介绍了这种新型屈曲约束支撑的构造和特点,并对6个支撑试件进行了包括标准加载和循环加载在内的低周反复加载试验。结合试验现象,分析、探讨了支撑的破坏机理。对这种屈曲约束支撑的弹性刚度、塑性刚度、屈服荷载和屈服位移等力学指标进行了测定,并将测定结果与基于双线性模型计算出的理论值进行了比较;同时参照我国规范和FEMA356,探讨了这种屈曲约束支撑的耗能能力。试验结果表明,这种新型屈曲约束支撑各项力学指标实测值与理论值符合较好,耗能能力稳定,满足国内外规范的要求,达到了工程应用的标准。     

屈曲约束支撑体系的应用与研究进展(Ⅰ)

屈曲约束支撑框架体系(BRBF)是新近发明并逐渐得到应用的一种抗震框架体系。因为屈曲约束支撑(BRB)在受拉和受压时都可屈服而不屈曲,因此克服了传统支撑体系的缺点。本文分两部分,第一部分主要介绍其基本原理和各组成部分的概况、BRBF的特点,还简要介绍了该体系在各国家和地区应用和研究的进展情况。     

屈曲约束支撑与钢框架节点板连接的抗震性能#br# 试验与分析研究

屈曲约束支撑作为耗能减震构件,其与钢框架连接形成屈曲约束支撑钢框架结构体系。然而目前对于屈曲约束支撑与节点板不同连接形式的抗震性能和破坏模式尚缺乏研究。为了获悉不同连接形式对屈曲约束支撑钢框架结构抗震性能和破坏机理的影响,进行5榀屈曲约束支撑与钢框架节点板连接试件的水平低周往复荷载试验,观察试验现象和破坏特征,考察屈曲约束支撑与节点板两端采用销轴连接、螺栓连接、焊接连接和混合连接对钢结构抗震性能的影响,研究屈曲约束支撑与钢框架节点板连接试件的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标,探讨屈曲约束支撑与钢框架节点板转动变形和关键部位的应变规律,分析结构的破坏模式和各构件屈服顺序。结果表明：屈曲约束支撑的芯板先于梁、柱和节点板屈服,试件滞回曲线饱满,表现出良好的抗震性能和延性。文章研究成果以期为屈曲约束支撑钢框架结构设计和应用提供科学依据。     

屈曲约束支撑体系的应用与研究进展(Ⅱ)

屈曲约束支撑框架体系(BRBF)是新近发明并逐渐得到应用的一种框架体系。因为屈曲约束支撑(BRB)在受拉和受压时都可屈服而不屈曲,因此克服了传统支撑体系的缺点。第二部分简要介绍了SEAOC-AISC提出的反复加载试验要求,介绍了BRB各组成部分、BRB构件本身及BRBF体系的性能。以及BRBF的设计方法。     

偏心支撑钢框架能力设计方法研究

结合国内外偏心支撑钢框架结构的最新研究成果以及相关设计规范的规定,对偏心支撑钢框架结构的性能进行分析,介绍偏心支撑钢框架结构的能力设计方法,对我国规范相对落后的部分进行补充,为工程设计提供一些参考。着重阐述耗能梁段,耗能梁段外的梁、支撑、柱和耗能梁-柱节点的设计,同时总结了偏心支撑钢框架结构设计中应注意的问题。     

非完全支撑的框架结构的稳定性

设置了支撑架的框架结构,当支撑刚度还不足以使框架柱可按无侧移框架确定计算长度时,如何确定框架柱的计算长度问题,本文对此进行了研究,提出了计算公式.本文还提出了使框架柱可按无侧移计算稳定性的支撑门槛刚度.适当考虑结构初始缺陷和侧向荷载的影响后,此刚度可作为确定框架柱计算长度时区分有侧移和无侧移框架的合理标准.     

偏心支撑钢框架在循环荷载作用下非线性有限元分析

偏心支撑是高层钢结构中一种有效的抗震耗能的结构形式 ,针对这种结构形式 ,对变形大、进入塑性的耗能梁段采用退化曲壳单元 ,其余部分采用梁单元的非线性有限元分析模型 ,以此来分析偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的耗能性能 ,并编制了相应的计算程序。算例分析表明 ,此计算模型精确、高效