论自复位防屈曲支撑钢框架减震性能

介绍了自复位防屈曲支撑的构造原理,采用ANSYS有限元软件,建立了自复位防屈曲支撑滞回模型,数值分析了自复位防屈曲支撑钢框架的减振性能,得出了一些有价值的结论。     

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。     

自复位屈曲约束支撑框架耗能组件影响分析

为探究屈曲约束支撑耗能组件对自复位屈曲约束支撑(SCBRB)框架抗震性能的影响,基于"等强原则"和自复位需求设计了不同核心板面积的SCBRB框架,并开展了地震作用下的动力分析。分析结果表明:随着核心板面积的增大,支撑的耗能能力增大,结构的最大位移响应减小,加速度和剪力响应也减小;但在相同预应力筋的情况下,初始张拉应变增大会降低支撑的变形能力,可能会导致支撑变形能力不能满足变形需求。     

全钢自复位屈曲约束支撑框架地震响应分析

为研究全钢自复位BRB框架的抗震性能,以BRB框架设计为参照,根据"等强原则"和支撑自复位要求,在确定ST-SCBRB核心板面积的基础上改变预应力筋的数量,研究其对SCBRB框架地震响应的影响。分析表明:SCBRB框架的层间位移角小于"等强原则"下BRB框架的层间位移角;SCBRB中预应力筋根数越多,SCBRB刚度越大,对应框架层间位移角越小,同时也对支撑的变形需求减小;楼层加速度和层间剪力会有一定程度的增加,其中增加的剪力主要由SCBRB承担,框架柱承担的剪力作用反而减小;SCBRB的变形能力因初始张拉应变减小有所提高,故存在一个能使SCBRB的性能满足需求的最优预应力筋数量。     

防屈曲支撑在钢框架中的减震性能分析

目前国内外对防屈曲支撑单构件的研究相对较多且较为成熟,而对于加入防屈曲支撑而形成的整体结构的工作性能、耗能能力、协同工作性能等研究相对较为缺乏.本文就一工程实例,采用SAP2000有限元软件对纯钢框架、普通支撑框架和防屈曲支撑框架进行弹塑性动力分析加以对比,研究了防屈曲支撑框架与其它形式框架的抗震性能.结果表明:防屈曲支撑框架的耗能性能是纯框架的1.3倍,是普通支撑框架的1.17倍,底层防屈曲支撑的滞回性能明显优于顶层的支撑.因此在实际工程设计中,宜优先采用底部布置防屈曲支撑,顶部1-2层采用普通支撑的形式.     

自复位防屈曲支撑框架结构混合试验研究

基于adapter单元构建了一套虚拟混合试验系统,利用混合试验方法对BRB型钢框架和SCBRB型钢框架进行了地震响应分析。本系统在计算机中利用两个有限元分析程序交互运算,实现混合试验过程,可以较为准确地模拟防屈曲支撑和自复位防屈曲支撑在地震作用下的受力行为。最后将混合试验结果与纯数值计算结果进行了对比,研究了防屈曲支撑和自复位防屈曲支撑对钢框架结构减震性能的影响。研究成果也验证了开展防屈曲支撑框架结构地震响应的物理混合试验的可行性,为后续混合试验在该领域的应用打下了基础。     

H型钢自复位屈曲支撑抗震研究

文章提出一种新型H型自复位防屈曲支撑(SCBRB),该屈曲支撑采用H型钢作为内芯部件,将型钢与装配钢管作为约束部件,采用高强度弹簧作为复位系统,整体通过矩形钢管套装连接。文章对整体构造和工作原理在设计方面进行了论述,对防屈曲支撑、自复位屈曲支撑通过ABAQUS大型结构软件对结构模型进行建模和有限元分析,结果表明:该新型H型装配式支撑结合了纯复位系统和防屈曲支撑的优点,在提高承载力,减小残余变形方面有着显著的效果,可为今后的工程结构设计提供一定的借鉴作用。     

混合防屈曲支撑框架

在建筑规范中,可以在大地震水平作用下根据严格的性能目标(如生命安全)来设计结构体系。然而,并不能完全确定小地震水平作用下的建筑性能。最佳的结构抗震性能设计应考虑系统的稳定性、延性及耗能能力的影响。介绍一种称为混合防屈曲支撑框架(BRBF)的新型钢结构体系。"混合"指在支撑核心使用不同钢材料如低碳钢(A36)、高性能钢(HPS)和低屈服强度钢(LYP)的混合防屈曲支撑框架。对各种防屈曲支撑框架模型进行非线性静力Pushover分析和非线性增量动力分析,从而比较标准防屈曲支撑框架和混合防屈曲支撑框架体系的抗震性能。在损害程度方面,混合防屈曲支撑框架明显优于标准的防屈曲支撑框架,如能显著降低在标准防屈曲支撑框架中存在的残余位移。     

防屈曲耗能支撑加固钢筋混凝土框架抗震效果分析

以一幢抗震性能未满足抗震规范的4层钢筋混凝土框架结构为算例,对其采用增设防屈曲耗能支撑的方法进行抗震加固,并对原有结构及加固后结构进行了小震、中震下反应谱及地震波时程的抗震效果对比分析。分析结果表明,防屈曲耗能支撑能够有效地提高结构的抗震性能。在小震作用下,防屈曲耗能支撑处于弹性状态,为结构提供抗侧刚度;在中震作用下,防屈曲耗能支撑逐渐进入非线性状态,作为结构第一道防线消耗地震能量。     

防屈曲支撑-摇摆钢框架抗震性能研究

为提升防屈曲支撑-摇摆钢框架(BRB-RSF)的抗震性能,提出在BRB-RSF中采用螺栓和角钢连接的半刚性节点代替刚性节点,沿框架柱中心线布置后张预应力筋,并对BRB-RSF进行了拟静力试验.同时基于OpenSees建立试验框架有限元模型,并对有限元模型的正确性进行了验证.研究结果表明:具有多道抗震防线的BRB-RSF...     

H型钢芯自复位防屈曲支撑抗震性能研究

提出一种新型H型钢预应力自复位防屈曲支撑(SCBRB),该支撑耗能内芯采用H型钢,外部约束构件由钢板和型钢组合成H形截面,采用预应力索构成自复位系统,整体通过高强螺栓拼接而成。对其构造、工作原理以及复位原理进行详细介绍。为了研究SCBRB的抗震性能,通过有限元软件ABAQUS,对结构模型进行三维实体有限元模拟,对纯防屈曲支撑、纯复位支撑及自复位防屈曲支撑进行拟静力分析,结果表明:新型H型钢预应力支撑结合了前两种支撑装置的优点,既能耗能,又能复位,可减小或消除残余变形,且效果良好。     

防屈曲支撑钢框架结构抗震性能分析

防屈曲支撑是一种新型的耗能减震构件,能够显著提高结构的抗震性能.以云南省“校安工程”中的某小学为例,通过弹性以及弹塑性分析方法研究了安装防屈曲支撑的钢管混凝土结构的抗震性能.结果表明,随着支撑刚度的增加,结构的周期和层间位移角均有所减小;在小震作用下,防屈曲支撑处于弹性状态,为结构提供支撑刚度,在中震作用下,防屈曲支撑开始屈服耗能.结构的整体屈服是一个平稳渐变的过程,破坏模式为梁铰机制.     

防屈曲支撑钢框架结构耗能性能分析

指出耗能支撑是钢结构及钢筋混凝土结构的重要组成部分,防屈曲支撑作为一种新的耗能支撑,在国内外研究和工程应用中日趋增多,通过SAP2000有限元软件对设有防屈曲支撑的多层钢框架进行了耗能减震性能分析,结果表明：防屈曲支撑具有良好的耗能减震性能,是结构抗震设计的一种新方案。     

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。     

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。     

考虑填充墙影响的防屈曲支撑-钢框架抗震性能分析

按照7度设防标准设计一20层平面钢框架,采用层刚度比方法布置防屈曲支撑,通过计算分析选出合理的刚度比例。采用Wael三撑杆模型、改进的Atkinson和Yan本构关系曲线模拟填充墙,并建立含填充墙的20层防屈曲支撑-钢框架模型。采用增量动力分析(IDA)方法并结合ATC委员会的提出的倒塌储备系数(CMR)评价方法,对防屈曲支撑-钢框架和含有填充墙的防屈曲支撑-钢框架进行了抗震性能对比研究。结果表明,填充墙可以显著提高结构的抗侧刚度,并能增强结构在罕遇地震下的抗倒塌能力,通过合理的布置防屈曲支撑可使7度设防钢框架基本实现8度"大震不倒"的设防目标,同时表明CMR抗震性能评估方法在长周期结构中的应用需进一步研究。     

新型自复位K型偏心支撑钢框架抗震性能分析

将K型偏心支撑钢框架的耗能梁换成形状记忆金属(Shape Memory Alloy,简称SMA)材料,通过SMA材料的超弹性为结构提供复位力,实现自复位K型偏心支撑钢框架的构想。为考察该新型自复位K型偏心支撑钢框架的抗震性能,应用ANSYS有限元软件建立K型偏心支撑钢框架多尺度有限元模型,在验证有限元模型合理的基础上,设计传统K型偏心支撑钢框架和自复位K型偏心支撑钢框架,采用10条强震记录分别进行罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析。研究表明:新型自复位K型偏心支撑钢框架震后残余变形较小,能较好地实现结构的自复位,耗能梁腹板处应力分布与传统结构较为相似,但耗能能力及侧向变形能力较传统结构有所弱化。     

钢框架防屈曲支撑体系研究与分析

通过对某钢框架钢板剪力墙体系和钢框架防屈曲支撑体系结构进行结构性能对比分析,采用有限元软件进行分析,研究了该钢框架结构在两种体系下的层间位移角对比、柱截面尺寸对比、结构总重量对比和经济分析对比等。结果表明:经反应谱分析,结构弹性阶段明显提高了的抗侧刚度,位移满足规范要求;经弹塑性时程分析,中震、大震下支撑拉压屈服,表现出良好的滞回性能,提高了结构的耗能能力。     

改进的三线性自复位防屈曲支撑结构非线性位移比

自复位防屈曲支撑框架结构（SCBRBF）兼具耗能和自复位能力，日渐受到国内外学者的关注。不同于以往广泛采用的双线性模型，它具有独特的三线性恢复力模型。前期研究提出了考虑三线性恢复力模型的等强度位移比(CR)计算公式(即CR-R-T关系)，但在周期为0.3s左右误差较大。针对此，该文将给出三种改进的公式。以回归时采用的数据（精确解）和另一组地震动的CR平均值作为两组基准，比较了3种改进公式的效果，并分析了不同参数组合对CR误差值的影响。另外，若采用基于双线性恢复力模型提出的CR公式评估SCBRBF的反应，需要将SCBRBF的三线性恢复力模型简化为双线性模型（采用等屈服力和屈服位移的等效原则）。此前采用等屈服力和屈服位移的等效原则，发现双线性公式用于计算SCBRBF时误差较大。为排除不同等效原则在双线性模型计算SCBRBF时误差的影响，该文采用另一种也较为合理的双线性等效原则对其进行评估。发现即使采用不同的等效原则，双线性位移比公式用于SCBRBF仍然会造成较大误差。