偏心支撑框架中连梁的破坏及脆性函数

偏心支撑钢框架常用于中震和强震地区的抗震结构和下部结构中。对这种结构的性能评估集中于修复损失和工作中断,而不是依据ASCE41检查构件。采用脆性函数,建立破坏阀值的可能性与效率响应(要求)参数的联系。脆性函数针对偏心支撑框架的连梁,可使性能评估与结构组件相结合。建立连梁剪切和弯曲临界状态下的数据。通过检查和统计试验数据,建立函数,并以连接的塑性转角为要求参数,采用破坏状态和修复方法解释试验数据。通过试验观察,确定最接近的破坏状态和相应的修复方法。在许多例子里,以钢组件破坏的直接指标描绘破坏状态,如腹板和翼缘的局部屈曲和断裂。通过4种修复方法关联每个破坏状态,依次为:修复损失(也称外观修复),混凝土更换,热矫直,连接更换。为偏心支撑框架连梁提供了破坏函数的一个有序序列。     

高层建筑偏心支撑钢框架减轻地震响应分析

本文首先分析了偏心支撑钢框架中的关键构件－耗能连梁的弹塑性性能,提出了一种简化的屈服模型,并在此基础上编制一种新型的弹塑性时程分析程序。利用所编制的程序对两个典型算例进行了弹塑性时程分析,并对算例中偏心支撑框架和中心支撑框架两种结构的地震响应进行了比较。其结果表明,偏心支撑框架结构的地震响应要明显小于中心支撑框架结构的地震响应。     

偏心支撑钢框架塑性极限承载力分析

研究了偏心支撑钢框架在极限状态下消能梁的屈服机制和破坏机构及其消能,建立了偏心支撑钢框架极限状态的计算假定,利用机动法分别建立偏心支撑钢框架的极限承载力方程,推导出极限承载力公式,分析了竖向荷载和二阶效应对结构极限承载力的影响。本文公式具有简单、实用与精确度高的特点。     

带竖向连梁的偏心支撑组合框架理论研究

带竖向连梁的偏心支撑组合框架具有良好的力学性能，是一种高效的耗能减震结构体系，但由于试验研究的数量有限，仅从单个构件试验并不能完全证明该结构体系的优越性和适用性。该文对带竖向连梁的偏心支撑组合框架展开理论研究，详细分析了各设计参数对结构抗震性能的影响。首先，该文建立该结构体系的结构力学理论模型，推导侧向荷载作用下结构的内力分布结果与变形分布结果，并提出该结构的理论骨架曲线，给出理论骨架曲线关键点的计算方法，与试验结果吻合良好。根据该文建立的理论模型，可计算出在不同侧向荷载作用下，结构的内力分布与变形模式。此外，理论模型分析的结果显示，在引入偏心支撑构件后，原组合框架的梁端和柱端的内力增加，跨中框架梁内力增加，混凝土板的损伤增加，结构的侧向刚度明显提升，与试验结果分析得到的结论完全一致，进一步验证理论模型的准确性。     

支撑对钢框架结构的性能影响

钢结构框架按其抗侧力体系可以分为:纯钢框架、中心支撑框架和偏心支撑框架。纯钢框架具有较好的延性,但刚度较小,在抗震设防较高的地区较难满足结构的抗震变形要求;支撑框架刚度较大,适应于抗震设防较高的地区。本文通过大型设计软件PKPM对8度6层框架进行分析研究,比较纯钢框架、中心支撑框架和偏心支撑框架这三种框架的性能,并提出了一些有实用价值的结论,可为工程应用提供参考。     

K形、V形偏心支撑钢框架抗震性能对比研究北大核心

K形、V形偏心支撑钢框架在设计、制作、用钢量等方面都较为接近,但结构特性有所不同。设计了K形、V形偏心支撑钢框架典型算例各20个,采用显式有限元工具建立数值模型,利用基于位移模式的Pushover方法对结构进行推覆分析,对比了两种体系在极限水平变形、耗能能力和极限承载能力方面的不同并分析了原因,得出了V形偏心支撑钢框架性能优于K形偏心支撑钢框架的结论,建议在设计中优先选用V形偏心支撑钢框架。     

基于性能的几种钢结构支撑框架体系应用研究

采用SAP2000（V11.0.8 Advanced C）有限元分析软件,对12层钢结构框架建筑进行基于性能的Pushover能力谱法分析,考虑了纯框架、中心支撑框架、偏心支撑框架、隅撑支撑框架4种结构体系,结果表明：相对于纯框架和中心支撑框架,偏心支撑框架和隅撑支撑框架具有更优越的力学性能和更好的经济效益,设计中宜优先考虑使用。     

偏心支撑钢框架有限元分析

偏心支撑钢框架是近二十多年来发展起来的一种支撑结构形式，具有很好的抗震性能。为了更好地了解偏心支撑框架抗侧力性能和耗能梁段的受力特性，本文对偏心支撑钢框架进行非线性有限元分析。分析结果表明，偏心支撑中的耗能梁段在加载后期发生剪切屈服型破坏，保证了框架其他杆件不屈服，提高了结构的耗能能力和变形能力，显著地改善了钢框架的抗震性能。     

多层钢框架偏心支撑的抗震性能试验研究

偏心支撑钢框架结构是一种比较理想的多层钢结构抗侧力体系,刚度大,受力性能合理。为了研究偏心支撑钢框架在地震作用下的滞回性能,为多层钢框架偏心支撑结构体系设计提供试验依据,选用耗能梁长度为可变参数,完成了2个不同构造形式的弯曲型耗能梁-偏心支撑框架在水平低周循环荷载下的破坏试验,分析了框架的承载能力及变形特征,研究了框架的破坏模式。研究表明,偏心支撑框架在弹性阶段内具有良好的变形能力,屈服荷载和框架刚度随弯曲型耗能梁长度增加呈下降趋势;偏心支撑框架能够控制框架破坏模式,地震作用下框架在耗能梁段屈服后屈曲破坏,破坏发生在耗能梁端部翼缘和支撑与柱脚连接的节点板位置,降低了梁柱节点受力。     

K型偏心支撑钢框架耗能梁段长度探讨

通过对具有不同耗能梁段长度的K型偏心支撑钢框架的滞回性能与耗能梁段的耗能性能进行非线性有限元分析结果表明:随着耗能梁段长度的增加,K型偏心支撑钢框架的强度、刚度、延性和耗能性能均产生了不同程度的退化现象;耗能梁段越短,其塑性变形越大,由此而导致耗能梁段过早塑性破坏的可能性也就越大,而耗能梁段过长则抗震性能较差。最后,根据有限元模拟结果对耗能梁段的长度提出了设计建议。     

两种偏心支撑钢框架的抗震性能比较分析

偏心支撑钢框架是近30多年来发展起来的一种支撑结构形式,具有很好的抗震性能。为了更好地了解偏心支撑钢框架抗侧力性能和耗能梁段的受力特性,对D型偏心支撑和K型偏心支撑钢框架进行了对比分析。通过非线性有限元分析,得出K型偏心支撑钢框架具有更优异的耗能能力和变形能力,能够显著地改善钢框架的抗震性能。     

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。     

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-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.     

偏心支撑框架新型消能连梁腹板可更换研究

偏心支撑框架兼具纯框架延性好和中心支撑框架强度刚度高的优点,强震作用下结构的塑性变形主要集中在消能连梁,而其余部位保持在弹性阶段。结构中消能连梁的翼缘常与楼层板相连,会给消能连梁的更换带来困难。为此,提出将剪切型消能连梁的腹板移出,然后将腹板两端焊接端板,通过螺栓重新组成可更换新型消能连梁。该新型连梁主要由上、下翼缘板和可更换新型腹板组成。通过理论推导给出了可更换消能连梁弹性刚度、屈服承载力和剪切屈服型临界长度等关键参数的解析计算式,并通过有限元确认其准确性。此外,有限元分析也表明可更换消能连梁滞回曲线饱满稳定,耗能能力强,当连梁剪切变形逐渐增大时,新型腹板首先发生剪切屈服,然后发生全截面屈服,而上、下翼缘只有端部表面进入屈服,其余部分保持在弹性阶段,实现了消能连梁的主要损伤集中在新型可更换腹板上。     

低屈服点钢偏心支撑框架抗震性能研究

将偏心支撑框架中的消能梁段腹板替换为低屈服点钢材,形成低屈服点钢偏心支撑框架.为实现震后修复的功能,消能梁段与主体结构通过高强螺栓及端板进行连接.建立了单层支撑框架和高宽比为2的高层支撑框架,对比分析了普通钢偏心支撑框架与低屈服点钢偏心支撑框架的抗震性能.有限元分析结果表明,单层支撑框架在相同变形状态下,低屈服点钢偏心...     

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。     

Y型偏心支撑钢框架的受力性能研究

Y型偏心支撑钢框架是最近发展起来的一种新型抗侧力结构体系,具有很好的抗震性能。可以通过改变耗能梁段的截面尺寸和支撑的布置形式来优化结构的抗震性能。本文基于我国现行《抗震规范》建立三个系列的一榀Y型偏心支撑钢框架平面模型,并运用有限元分析软件sap2000对结构进行pushover分析计算,研究了Y型偏心支撑钢框架的耗能梁段长度、腹板高厚比和耗能支撑的布置形式等参数对Y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。     

钢腹板弯折剪切连梁受力性能试验研究

在偏心支撑钢-混凝土组合框架结构中,采用传统的剪切连梁虽然可以有效提升框架结构的抗侧刚度和耗能能力,但是其引起的附加弯矩会导致框架梁跨中混凝土严重开裂,不利于地震后的结构修复.为避免框架梁跨中混凝土板的开裂破坏,提出钢腹板弯折的剪切连梁,该连梁从框架梁侧面与梁腹板连接,可以有效地减少剪切连梁对框架梁引起的附加弯矩,从而...     

高烈度区火电厂钢结构主厂房选型研究

结合抗震设防烈度为9度的某火电厂房钢结构主厂房的结构选型,采用振型反应谱分解法和静力弹塑性分析方法对框架-中心支撑方案和框架-偏心支撑方案进行抗震性能和结构延性的比较研究,并进一步对其经济性进行了对比。结果表明:9度区钢结构主厂房框架-偏心支撑体系具有更优越的抗震性能和经济性。     

偏心支撑钢框架梁的稳定性

地震发生时,偏心支撑框架(EBF)连接的梁会产生比较大的轴力和弯矩。设计师需要克服关于性能设计的诸多难题,从而使梁处于弹性工作状态。另一方面,先前的研究表明,只要梁的稳定性不变,被控制的梁的屈服并不会降低偏心支撑框架的性能。进行计算研究,从而分析循环荷载偏心支撑框架的稳定性。通过三维非线性有限元分析对51个不满足性能设计要求的偏心支撑框架节点模型进行研究。结果显示,连接的超强系数应为连接的梁外部、用来表现性能设计的连接长度的一个函数。这是由于弯曲的连接对梁稳定性的影响更大,且与抗剪屈服相比其超强系数更小。