BRB对空间钢桁架整体结构减震性能影响的研究

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空间结构技术发展状况是衡量一个国家的建筑科技水平的重要标志之一。随着社会经济的飞速发展、人类科学技术水平的进步,各种建筑造型新颖、种类独特的大跨度钢屋盖结构被广泛地应用于各类型建筑项目,尤其是在大型公共建筑项目中,目前已建成的工程项目遍布全国各地。  大跨度空间结构的相关理论、实验日益成熟,但对于空间结构在地震作用下的整体工作性能以及减震方面的理论尚不完善。我国许多新建及在建的大跨空间结构都建在强地震区,在突发的地震作用下一旦破坏倒塌,后果不堪设想。因此大跨度空间结构抗震方面研究仍需进一步的开展。  目前,对空间结构中的网架、网壳结构形式所开展的抗震研究较多,但对大跨度空间钢桁架结构形式的动力性能研究较少。空间结构当前的抗震措施主要有传统的抗震设计、隔震设计和消能减震设计三种方法。屈曲约束支撑是一种消能减震装置,效果良好,简称BRB,若选用合理,则在中震作用下不会发生破坏,在大震作用下破坏后宜于拆卸更换,因此特点而被作为一种高性能装置应用在大跨度空间结构振动控制中。  本文利用ANSYS软件进行模拟,以一下部支承结构为独立柱的大跨度钢桁架整体结构为研究对象,分析了钢桁架屋盖结构与支承体系的静、动力相互作用,得出对钢桁架屋盖的分析必须考虑下部支承结构的共同作用;并对屈曲约束支撑在整体结构抗震中的应用展开分析,通过分别在上部钢桁架结构和下部支承结构中运用不同的BRB布置方案及不同的时程输入,得出合理的支撑布置方式,杆件的内力减震效果在最佳布置方式下可达到30%以上。  最后以一实际大跨空间钢桁架工程为实例,采用非线性时程分析的方法,研究了屈曲约束支撑对整体结构减震效果的影响。得出结论:对多层钢桁架整体结构,仅在上部桁架中设置BRB时,减震效果有限;在下部支承结构中设置BRB可有效减小结构水平位移和钢桁架杆件的内力。综合考虑减震效果和经济因素,对于大跨度空间钢桁架整体结构,在下部支承结构中合理布置BRB,减震效果显著。
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