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。     

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。     

屈曲约束支撑钢框架结构抗震性能分析与应用

天津某医院项目采用屈曲约束支撑(BRB)–钢框架结构,为进一步研究BRB对钢框架结构抗震性能的影响,分别建立屈曲约束支撑–钢框架及钢框架2种结构体系,以分析在小震作用下是否采用BRB对整体结构抗震性能的影响.采用midas Gen非线性分析软件建模,分析罕遇地震作用下屈曲约束支撑的地震响应.分析结果显示,采用屈曲约束支...     

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。     

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.     

基于损伤的钢框架结构倒塌位移分析

单一的位移指标并不能反映地震持时对结构累积损伤的影响,基于位移和滞回耗能的双重破坏准则更符合震害和试验结果。比较现有适用于钢结构的3种不同损伤模型及其计算方法,提出合理的计算方法建议。以损伤指数的形式进行结构损伤评估,损伤指数超过临界值时认为结构完全倒塌,2条小脉冲波的倒塌位移分别为0.07m和0.08m,大脉冲波的为0.13m,其余波的为0.1~0.11m,与FEMA中得出的倒塌位移0.15m相比有所降低。     

基于ANSYS约束屈曲支撑框架结构分析

传统的耗能支撑框架结构具有较好的经济性,但是,在中震和强震时,支撑会发生受压屈曲。利用ANSYS模拟约束屈曲支撑框架在地震作用下的结构响应,采用理想弹塑性模型模拟屈曲约束支撑的滞回性能,分别在中震烈度和大震烈度下,对一般框架结构和约束屈曲支撑框架结构进行非线性时程分析,得到结构响应。分析结果表明,约束屈曲支撑结构减震效果良好。     

考虑储备能力的中心支撑钢框架结构抗倒塌性能研究

数次罕遇地震以及极罕遇地震震害经验表明,中心支撑钢框架结构某些支撑失效退出工作后结构仍能维持不倒。这种在主要抗侧力体系遭受严重破坏后发挥作用,防止剩余结构倒塌的能力被称为结构的储备能力。为了定量评估储备能力对中心支撑钢框架结构抗倒塌性能的贡献,按7度设防烈度设计了一组不同层数的中心支撑钢框架结构,分别建立未考虑与考虑储备能力的两种有限元模型;依据FEMA P695建议,采用增量动力非线性时程分析方法,对两种模型进行易损性分析。分析结果表明:储备能力可以有效降低中心支撑钢框架结构支撑失效后剩余结构的倒塌概率,在罕遇地震与极罕遇地震下,倒塌概率分别下降9%与24%;考虑储备能力后,中心支撑钢框架结构的倒塌安全储备系数在罕遇地震与极罕遇地震下提升幅度均超过25%;对于中低烈度区,中心支撑钢框架结构的储备能力可以保证结构在某层支撑失效后,仍能满足“大震不倒”的设防目标。     

基于增量动力分析的梁贯通式支撑钢框架地震易损性研究

为了得到梁贯通式支撑钢框架节点刚度及承载力设计方法,基于增量动力分析(IDA)方法,研究了节点性能对多层梁贯通式支撑钢框架地震易损性的影响,得到了不同节点刚度和承载力设置下四种模型(刚接、全强度半刚接、半强度半刚接和铰接模型)的易损性曲线,定量评价了各模型超越各极限状态的概率和倒塌储备系数.研究结果表明:无论节点刚度和...     

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。     

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。     

某加屈曲约束支撑框架结构的弹塑性时程分析

某具有4项超限的大跨混凝土框架结构扭转效应明显,没有加防屈曲约束支撑(BRB)时,结构扭转周期比大于限值0.90(第一扭转周期/第一平动周期),最大扭转位移比大于限值1.4。不符合规范要求,故需要在结构中加入防屈曲约束支撑限值扭转。为验证加防屈曲约束撑后结构的的可靠性,对结构进行弹塑性时程分析,得出结构层间位移角及支撑屈服情况。结果表明结构在加入屈曲约束支撑后是可靠地,屈曲约束支撑不仅控制了结构的扭转,而且在大震下充分耗能,保证了结构的安全性。     

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。     

考虑倒塌概率修正的钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

为研究倒塌概率对非倒塌极限状态的影响,提出了考虑倒塌概率修正的结构地震易损性分析方法。基于全概率定理,将结构极限状态划分为倒塌状态和非倒塌状态两类,若结构发生倒塌则认为结构发生非倒塌极限状态破坏的概率为100%。考虑倒塌概率修正的地震易损性分析方法包含直接方法和间接方法,其中,直接方法是直接对传统地震易损性函数进行修正,而间接方法仅修正地震易损性函数中的概率地震需求参数。以4榀不同高度不同设防烈度的钢筋混凝土平面框架结构作为研究对象,选择100条实际地震动记录作为输入,分别采用直接方法和间接方法开展考虑倒塌概率修正的地震易损性分析。结果表明：倒塌概率对轻微破坏和中等破坏极限状态的影响较小,而对严重破坏极限状态的影响较大;在地震动强度较小时,两种方法对地震易损性的修正结果相差较小;随着地震动强度的提高,两种方法对地震易损性修正结果的差距逐渐增大。     

装配式防屈曲支撑构件及框架设计理论

防屈曲构件作为一种性能优越的消能减震构件,在很多国家得到广泛应用。一种新型的装配式防屈曲支撑构件,解决了传统防屈曲支撑由混凝土外围约束构件所导致的加工精度控制困难及湿作业等诸多问题,而且现场组装更加快捷。提出了多种创新型的装配式防屈曲支撑构件形式,其外围约束构件多采用常用型钢或钢板组合而成,外围多个约束构件之间通过螺栓连接并形成捆绑作用。这种装配式防屈曲支撑的设计除了满足一般防屈曲支撑构件的约束比限值要求外,还要对外围约束构件间的"捆绑作用"进行计算以设计螺栓连接,保证多个外围约束构件满足变形协调而作为一个整体构件参与工作。还对一种由防屈曲支撑衍生出的屈曲延迟性构件的计算方法进行了介绍,其在加固改造工程中有很大应用空间。最后对防屈曲支撑框架的抗震性能与设计理论进行了探讨,并对未来研究工作进行了展望。     

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.     

屈曲约束支撑混凝土框架结构地震反应折减系数研究

提出了一种运用静力推覆和FEMA440等效线性法求解结构体系地震反应折减系数的直接方法,运用此方法分析了按同一剪重比设计的3层、6层、9层的屈曲约束支撑混凝土框架地震反应折减系数,并用时程分析对结果加以验证。结果表明：运用此方法求解R值能够避免了繁琐的试算过程,具有足够的精度和保证率,屈曲约束支撑混凝土框架R值相比普通混凝土框架有明显提高。     

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。     

钢框架结构连续倒塌分析评估方法研究

基于GSA规范中的静力线弹性法对5跨6层平面钢框架结构的抗连续倒塌性能进行初步分析评估;根据组件单元法建立考虑节点受力的钢框架模型,分别采用动力非线性法和静力非线性法对结构进行连续倒塌分析。结果表明:静力线弹性法的分析结果偏保守,可用于对结构抗倒塌性能的初步分析评估;静力非线性法和动力非线性法的评估结果一致,可用于对结构抗倒塌性能的进一步精确分析评估,但静力非线性法不能准确反映剩余结构的受力状态。基于三种方法的分析结果和特点,提出钢框架结构连续倒塌分析评估流程。