BRC钢框架跷动结构减震影响分析

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跷动减震是一种使结构抵御地震灾害的新型基地隔震技术,在结构遇到地震作用时通过上部结构的晃动起到隔震作用。跷动减震技术以一种新颖、低耗材、减震效果明显等特征越来越受到结构工程师的关注,同时吸引了众多结构研究者的目光,已经成为工程抗震领域的研究热点。本文从跷动结构减震概念的介绍、减震原理的分析和国内外的研究成果,引入屈曲约束柱跷动减震结构在高层钢框架结构中的应用研究。首先引入屈曲约束柱跷动机制概念并对这一跷动机制的原理、在结构中的布置、在SAP2000软件中的建模做了详细的研究说明。另外,以一个12层高的钢框架结构为例,通过有限元分析软件SPA2000分别建立了传统纯钢框架结构、在建筑物底层水平X方向添加BRC柱的跷动结构形式、在建筑物底层水平Y方向添加BRC柱的跷动结构形式三种模型,分别分析了这三种结构方案在EL-Centro波、Taft波和TRITREASURE ISLAND90这三种地震波作用下的地震响应。本文主要对屈曲约束柱跷动减震结构进行两方面的研究,一是研究了高层钢框架结构在运用BRC跷动减震技术时的地震响应分析;二是研究了BRC柱的放置位置与建筑长宽比、与地震波的走向之间的关系,并初步得到根据建筑场地条件和建筑本身条件布置跷动屈曲约束柱的最优化形式。结果表明:BRC结构与传统钢结构相比,自振周期有所增加,对顶层最大位移和基底剪力的控制效果非常明显,同时,得出跷动减震技术的应用对于建筑物的平面长宽比和建筑物所在地区地震波传播方向有密切关系。
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