含偏心支撑小高层钢框架结构的抗震性能

目的 研究多层偏心支撑钢框架在地震作用下的弹、塑性力学性能、地震响应及其耗能能力.方法 采用通用有限元计算软件SAP2000,对内蒙古某9层商住楼分别建立纯框架、中心支撑框架及偏心支撑框架结构模型,计算了罕遇地震下结构刚度、内力分布、振动模态及荷载一位移曲线等,并采用多条地震波分别对中心支撑和偏心支撑结构体系进行了弹性时程及弹塑性时程的对比分析,比较了两种结构体系的动力特性及抗震性能.结果 在小震作用下(弹性阶段),偏心支撑和中心支撑结构远高于纯框架结构的抗侧移刚度,足以满足规范对多层钢结构的抗侧移要求;在大震作用下(塑性阶段),偏心支撑结构耗能能力优于中心支撑结构和纯框架结构,地震响应小于中心支撑结构,具有更高的结构屈服后塑性抗侧移刚度.结论 偏心支撑钢框架结构抗震性能较好,能够避免大震作用下结构的突然倒塌.     

X形中心支撑钢框架倒塌储备能力研究

根据中心支撑在循环荷载作用下的受力特点,提出一种针对X形中心支撑钢框架的倒塌判定标准.按照中国规范设计了一组不同层数和跨度的算例,采用增量动力分析方法确定并评估X形中心支撑钢框架结构的倒塌储备能力.结果表明：X形中心支撑结构的倒塌储备能力随层数的增加而减弱,随跨度的增加而增强,所有算例均具备FEMA695规定的倒塌储备能力.X形中心支撑与倒塌水准对应的基于结构层延性的整体抗侧刚度与初始弹性抗侧刚度之比大都在2％～3％之间,表明文中提出的倒塌标准具有一定的适用性,符合实际结构最终依靠延性来耗散地震能量的受力和变形规律.     

超高层钢框架-核心筒结构弹性与弹塑性时程分析结果对比研究

利用通用有限元软件ABAQUS建立了超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构的精细有限元模型,对其进行了罕遇地震作用下的弹性时程分析和弹塑性时程分析,充分比较了时程分析获得的计算结果,包括顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线、楼层位移角包络曲线以及地震作用下整体结构的能量反应规律.结果表明:弹塑性分析模型在结构进入弹塑性阶段之后,结构刚度降低,与弹性分析结果相比,结构的地震反应程度更小且存在滞后现象.有关论述和方法可为同类研究提供参考.     

K型偏心支撑钢框架的地震反应分析

偏心支撑结构弹性阶段刚度大,塑性阶段耗能能力强,是适用于高烈度地震区的一种有效的抗侧力结构体系。采用梁单元与壳单元相结合的非线性有限元模型,对K型偏心支撑钢框架进行弹塑性时程分析,研究耗能梁段的长度、腹板高厚比和加劲肋间距的变化对K型偏心支撑钢框架结构抗震性能的影响,提出了相应的抗震设计建议。     

人字形中心支撑钢框架近场地震下层剪力分布

为研究人字形中心支撑钢框架（CBSF）弹塑性状态下层剪力分布,设计了6个具有理想屈服模式的CBSF结构,采用非线性动力时程分析法获得了结构在近场地震下的层剪力分布,提出了层剪力分布模式,并同已有的层剪力分布模式进行了对比.分析表明,近场速度脉冲效应对CBSF结构层剪力分布影响较大;提出的层剪力分布模式在精度上优于已有的层剪力分布模式.     

用防屈曲支撑改进钢框架-支撑结构抗震性能的设计方法

为了提高钢框架-支撑结构的抗震性能,在对防屈曲支撑和钢框架-支撑结构研究的基础上,采用防屈曲支撑改进普通钢框架-支撑结构,实现在不增加用钢量的前提下,使钢框架-支撑结构的抗震性能达到中震下主体结构保持弹性的效果.提出了这种改进方法的步骤和关键问题,并结合算例,合理设计防屈曲支撑,采用手算和有限元分析软件对其进行抗震验算和动力非线性时程分析,证明了这种改进方法的可行性和有效性.     

K形中心支撑钢框架的结构影响系数

通过对K形中心支撑钢框架的pushover分析,考虑不同层数对结构影响系数的影响,对6、9、12层中心支撑钢框架进行了分析,得出在不同层数下的结构影响系数,为结构影响系数的取值提供参考。     

偏心支撑半刚性连接钢框架的时程分析

将偏心支撑与半刚性连接钢框架相结合是一种新型抗震结构体系,为探讨其在地震作用下的弹塑性反应和影响因素,采用有限元软件进行了时程分析.结果表明:偏心支撑显著增加了半刚性连接钢框架的抗侧刚度,侧移减小约75％,并大大降低了结构性能对节点转动刚度的敏感性;与无支撑框架相比,有支撑框架对地震作用反应敏感,振动频率增加,底部剪力增大,但层间位移角减小;设置偏心支撑使得半刚性连接框架的屈服位置由柱脚移至耗能梁段,增加了结构的安全性和耗能能力;偏心支撑抗侧体系所承担的剪力不小于底部总剪力的75％.     

单斜杆中心支撑钢框架强度折减系数

强度折减系数取值是否合理关系到结构抗震设计的安全与经济,文章基于现行抗震设计规范,设计了6个单斜杆中心支撑钢框架,利用有限元软件ANSYS对各算例进行增量动力弹塑性时程分析,得出其强度折减系数值.对探讨与我国国情相适应的不同结构体系的强度折减系数有着重要的意义.     

高强钢组合K形偏心支撑钢框架抗震性能分析

偏心支撑钢框架设计时需要通过内力放大系数调整梁柱截面以抵抗耗能梁段的应变硬化效应,导致用钢量增大和节点连接困难.根据"相对强弱"的抗震思想,可将高强度钢材引入基本处于弹性的钢框架部分,耗能梁段采用屈服点较低钢材,形成高强钢组合偏心支撑钢框架.为研究这种新型结构的抗震性能和用钢量优势,采用ANSYS对2榀单层剪切屈服机制的K形偏心支撑钢框架进行了非线性有限元分析,其中考虑材料非线性和几何非线性.结果表明在相同应力比设计原则下,对同一耗能梁段采用高强钢框架可以节省约14%的用钢量,而抗震性能与普通偏心支撑钢框架相当.     

Y型偏心支撑钢框架的动力性能研究

Y型偏心支撑钢框架具有很好的抗震耗能能力。采用梁单元与壳单元相结合的非线性有限元分析模型,对Y型偏心支撑钢框架进行弹塑性时程分析,研究耗能梁段的长度和腹板高厚比的变化对结构抗震性能的影响,提出了相应的抗震设计建议。     

X型中心支撑钢框架的结构影响系数

不同结构体系的设计地震作用与结构影响系数有关。结构影响系数的取值与结构延性、强度储备有关。基于《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),设计了三个X型中心支撑钢框架,采用Pushover方法,得出了其结构影响系数。仅就上面的算例而言,抗震设计规范对X型中心支撑钢框架水平地震作用的取值偏大。     

中心支撑钢框架抗震性态评估——屈服点谱法

屈服点谱(Yield Point Spectra,YPS)是一种新的位移-加速度反应谱形式。YPS方法可以用于对现有结构进行抗震评估,确定结构在给定地震作用下的峰值位移和延性,而且该方法形式简洁,概念清楚,与动力时程分析结果相比较,具有足够的精度。本文根据单条地震波构造了YPS图,对一个6层3跨的中心支撑钢框架结构进行峰值位移和层间位移角(Interstory Drift Indices,IDI)评估,结果表明按照我国现行规范设计的中心支撑钢框架结构在设防地震作用下充分发挥了塑性,在罕遇地震下作用下接近我国规范的弹塑性位移角限值,满足中震可修、大震不倒的设防要求。     

偏心支撑对不规则钢框架结构的抗震性能影响分析

高层建筑偏心支撑钢框架结构作为一种新型结构体系近年来得到迅猛的发展,在地震作用下,偏心支撑钢框架的耗能梁段率先受剪屈服,通过它的塑性变形来耗散地震能量,从而减小结构其他构件的受力,以保证整个结构的安全。本文是从总耗能长度一致的情况下,分析了其对偏心支撑钢框架抗震性能的影响。本文运用有限元分析软件SAP2000,分别对四种形式(人字形、V字形、八字形、单斜杆)的偏心支撑进行分析。     

K型偏心支撑钢框架的结构影响系数

结构在强震作用下要进入弹塑性,其地震反应与结构的延性和超强有关。结构的延性和超强能力可用结构影响系数R反映,通过对三个K型偏心支撑钢框架用Pushover方法分析得出了其结构影响系数,就所分析的三个算例而言,现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对K型偏心支撑钢框架的水平地震作用取值偏大。     

钢管再生混凝土框架体系抗震性能研究

文章对比研究了钢管混凝土(CFST)和钢管再生混凝土(RCFST)框架体系抗震性能。通过建立CFST和RCFST框架体系有限元模型,分别对两种模型进行了模态和动力时程分析。分析结果表明:RCFST与CFST框架体系相比,整体刚度减小,自振周期变大;在多遇和罕遇地震作用下,RCFST相比CFST框架体系顶层位移和层间位移角增幅不大,而基底剪力减小;通过对比分析认为RCFST框架体系在地震作用下抗震性能良好。     

有速度脉冲近场地震下人字形中心支撑钢框架性态设计方法

结构在近场地震作用下的破坏往往与强速度脉冲所携带的瞬时输入能量相关,根据5条近场地震波构造了屈服点谱(YPS)。基于结构屈服位移的稳定性,采用能力方法设计一榀人字形中心支撑钢框架结构。非线性静力分析和动力时程分析结果验证了用YPS法对中心支撑钢框架进行性态设计的可行性。     

单斜式中心支撑钢框架滞回能层间分布

选取10条近场地震波和10条远场地震波,采用非线性时程分析方法研究了单斜式中心支撑钢框架在罕遇近场、远场地震作用下滞回能及层问分布;对近场、远场罕遇地震下的滞回能层问分布进行了对比分析;提出了简化的滞回能层间分布系数计算公式,为中心支撑钢框架基于能量的抗震设计方法研究提供了技术储备。