屈曲约束支撑钢框架的地震反应分析

应用ANSYS软件对屈曲约束支撑钢框架（BRBFs）和普通支撑钢框架的抗震性能进行有限元数值模拟,对比分析了这两种体系大、小震的时程响应,结果表明,在小震作用下两种结构抗震性能均表现良好,但在罕遇地震作用下普通支撑钢框架刚度退化,而屈曲约束支撑钢框架则能降低结构的地震响应。     

高烈度区屈曲约束支撑钢框架设计与分析

随着装配式及消能减震技术的推广,附加消能减震技术的钢结构将会得到更大的发展空间。工程采用了屈曲约束中心支撑钢框架结构,并进行了构件性能化、小震弹性及大震弹塑性设计计算。由结果可知,通过性能化设计,屈曲约束支撑在小震下为结构主体提供了足够的刚度,大震下支撑屈服充分发挥了耗能作用,减震作用明显。文中对选用支撑产品抽检的实验参数提出了明确的要求,保证了屈曲约束支撑在大震下的变形能力,并在此基础上合理选择了支撑芯材材料,对类似项目起到一定的借鉴意义。     

肘节式支撑钢框架非线性时程分析

在肘节式支撑上附加软钢阻尼器,进行3种地震波罕遇地震作用下的时程分析,同时与附加相同阻尼器的人字形支撑作比较,说明肘节式耗能支撑消能减振性能的优越性,并通过参数分析,得出软钢阻尼器中无量纲参数hdb0/h0,Xdby/Xy及其第二刚度系数OL对阻尼器减振效果的影响规律.     

内嵌式防屈曲支撑钢框架加固既有混凝土框架结构抗震性能分析

针对既有混凝土框架结构存在承载力、抗震性能不足等问题,本文在内嵌钢框架-防屈曲支撑加固既有框架的试验基础上,对两榀经该方法加固的框架-支撑结构、一榀纯框架结构进行有限元非线性分析,以便深入研究合理的加固参数。用ABAQUS建模,钢材采用硬化弹塑性模型,混凝土采用塑性损伤模型,采用单调水平加载位移增量控制方式进行有限元模拟分析,得出骨架曲线并与试验结果比对。在此基础上分析结构内部受力过程,内力重分配规律,研究钢框架-支撑及节点连接处工作状态,为以后采用类似加固方法进一步改进内部配置、优化结构设计提供科学依据。     

单向荷载下带延性连接件防屈曲支撑的钢框架力学性能分析

传统的结构设计中,防屈曲支撑和钢框架采用焊接节点板进行连接,然而焊接节点板处焊缝在往复地震作用下易发生脆断,迫使防屈曲支撑提前退出工作,影响结构的安全可靠.为此,将延性连接件引入防屈曲支撑的设计构造中,采用Abaqus有限元分析软件探究了不同设计参数对结构在单向荷载作用下的延性、承载能力、耗能性能、应力分布及刚度退化等...     

既有混凝土框架结构减震加固有限元分析——用带防屈曲支撑的内嵌钢框架加固

历次地震表明既有混凝土框架结构在地震中表现为承载力不足、难以满足规范全部抗震设防目标。在已完成两榀用内嵌钢框架+防屈曲支撑、一榀纯框架试验模型的基础上进行有限元非线性,以便分析结构内力重分配规律,研究防屈曲支撑与原框架结构的工作性能。得出以下结论:1)有限元模拟与试验结果吻合较好,验证了有限元模型合理性;2)内嵌钢框架与原有框架结构协同工作良好,承担部分竖向力,说明该加固方法不增加原结构竖向负担;3)加固后的整体框架内力重分配规律为向着结构发挥延性的方面发展,对加固方法及需要注意的问题提出了建议,能为今后采用此类方法加固工程起到指导作用。     

防屈曲支撑混凝土框架抗震性能非线性有限元分析

基于非线性有限元软件ABAQUS,对设置防屈曲支撑的混凝土框架在单向水平荷载作用下的骨架曲线进行了非线性有限元模拟分析,并与试验结果进行了对比。分析过程中混凝土采用损伤塑性模型,钢材采用硬化弹塑性模型,采用位移增量法进行控制加载。在试验基础上进行的非线性有限元分析,分析了结构内部受力过程、内力分配及重分配规律、改进内部配置、优化结构设计,可为进一步研发、改进内部构造提供模型基础等,弥补了试验试件不能过多,应变片被损坏等不理想情况。     

用可靠度理论确定屈曲约束支撑钢框架的设计原则

根据同济大学采用国产低碳钢Q195、Q235与宝钢新开发的低屈服点钢BLY160、BLY225研制的两种型号屈曲约束支撑(TJ-I型与TJ-II型)的大量试验结果,应用统计分析与可靠度理论,确定了屈曲约束支撑钢框架的设计原则。给出了具有明确概率意义的,在使屈曲约束支撑达到其极限承载力的外荷载下,框架柱、梁的内力与其设计承载力的比例极限。可保证在罕遇地震作用下,屈曲约束支撑能充分发挥其抗震耗能作用,同时框架柱、梁的可靠度指标β分别不低于3.2与2.7,为国产屈曲约束支撑在抗震工程中的应用提供参考。     

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。     

大型钢支撑框排架结构火电厂的弹塑性分析

对既有火电厂房弹塑性分析的方法与不足进行了讨论。基于某钢支撑框排架火电厂房结构,应用Perform3D进行弹塑性时程分析。通过分析结构在中震和大震作用下的弹塑性动力响应,进一步了解了复杂火电厂房的抗震性能,并且验证了支撑框排架火电厂房建模考虑支撑屈曲的重要性,得出了若干有益结论。     

框架-支撑钢结构抗震性能的有限元分析

近年来,我国的大中城市相继出现了大批的中高层钢结构建筑。框架一支撑结构体系作为中高层的一种结构形式被广泛采用。本文运用大型通用有限元软件ANSYS,采用三维建模,对-9层框架-支撑钢结构建筑进行了抗震性能的计算分析,分析包括模态分析、反应谱分析、弹性刀单塑性时程分析,分析结构在地震作用下的横向变形和支撑随地震波的内力响应情况等。研究成果可以为类似工程提供借鉴。     

空间支撑钢框架结构的三重非线性分析

为了探讨三维结构的高等分析方法,本文将有限单元法与梁柱法相结合,建立了空间支撑钢框架结构的三重非线性分析方法,该法综合考虑了几何、材料和连接非线性效应。文中基于非线性连续介质力学理论和考虑剪切效应的稳定插值函数建立的严格三维梁柱单元刚度矩阵,包含了轴向、剪切、双向弯曲与扭转及其各耦合效应。三维单元简化塑性区模型可模拟塑性扩展,利用单元两端抗转弹簧和考虑支撑效应的节点域剪切变形模型来模拟连接非线性。使用包括几何、材料和连接非线性的数值算例来检验本文方法和所编计算机程序的可行性、有效性与精确度。算例表明,利用本文方法,每个构件只需一个单元即可准确预测三维结构的极限荷载与失稳模态,可提高结构非线性空间性能的分析效率。     

Probabilistic safety assessment of self-centering steel braced frame

The main drawback of conventional braced frames is implicitly accepting structural damage under the design earthquake load, which leads to considerable economic losses. Controlled rocking self-centering system as a modern low-damage system is capable of minimizing the drawbacks of conventional braced frames. This paper quantifies main limit states and investigates the seismic performance of self-centering braced frame using a Probabilistic Safety Assessment procedure. Margin of safety, confidence level, and mean annual frequency of the self-centering archetypes for their main limit states, including PT yield, fuse fracture, and global collapse, are established and are compared with their acceptance criteria. Considering incorporating aleatory and epistemic uncertainties, the efficiency of the system is examined. Results of the investigation indicate that the design of low- and mid-rise self-centering archetypes could provide the adequate margin of safety against exceeding the undesirable limit-states.     

V型偏心支撑钢框架抗震性能非线性时程分析

针对V型偏心支撑钢框架的不同耗能梁段长度,运用有限元分析软件SAP2000对相应的算例进行非线性时程分析。通过对构件内力、节点位移等计算结果的分析,并与D型和K型偏心支撑钢框架非线性时程分析的结果进行比较,得到了一些结论,以供工程设计人员参考。     

支撑—异形柱钢框架结构的静力弹塑性分析

简述了Push-over方法的基本原理,并运用ETABS对柱截面积相同、柱形(H形柱,异形柱)不同的支撑—钢框架结构进行弹塑性分析,发现了支撑—异形柱钢框架结构抗震性能优于纯钢框架结构,支撑—异形柱钢框架较支撑—H形柱钢框架弱侧抗侧能力更好等优点。     

D型偏心支撑钢框架抗震性能非线性时程分析

针对D型偏心支撑钢框架的不同耗能梁段长度,运用有限元分析软件SAP2000对相应的算例进行非线性时程分析。通过对构件内力、节点位移等计算结果的分析得到了一些结论,以供工程设计人员参考。     

Fundamental period of irregular concentrically braced steel frame structures

This paper presents the results of investigation on the fundamental periods of concentrically braced frame (CBF) structures with varying geometric irregularities. A total of 12 CBFs are designed and analyzed. On the basis of the results obtained from vibration theory, equations for the approximate fundamental periods are put forth for CBFs, which take into account vertical and horizontal irregularities. Through statistical comparison, it was found that a three‐variable power model that is able to account for irregularities resulted in a better fit to the Rayleigh data than equations that were dependent on height only. The proposed equations were validated through a comparison of available measured period data for CBFs. These proposed equations will allow design engineers to quickly and to accurately estimate the fundamental period of CBF structures by taking into account irregularities. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

大震下防屈曲支撑钢框架弹塑性位移统计规律

通过600个弹塑性时程分析,统计了防屈曲支撑钢框架结构在罕遇地震作用下的顶层与最大层间弹塑性位移分布规律,为该结构体系的性能化抗震可靠度设计提供了参考。     

多层高强钢组合Y形偏心支撑钢框架抗震性能试验研究

为研究高强钢组合Y形偏心支撑钢框架结构的抗震性能,进行了一个1∶2缩尺模型的三层结构试件的低周往复加载试验,从结构的承载能力、刚度退化、位移延性、耗能能力及破坏模式等方面评价了结构的抗震性能,试验采用三质点倒三角形比例加载。研究结果表明：高强钢组合Y形偏心支撑结构具有较高的承载能力、较好的位移延性和耗能能力,屈服强度较低的耗能连梁的弹塑性变形耗散了大部分地震能量,而高强钢非耗能构件基本处于弹性受力状态,保证了极限状态下结构的完整性。框架梁与耗能连梁连接节点处受力复杂、应力集中严重,加之楼板对框架梁的约束,该节点处变形较大,使得试件最终在此位置破坏。