砼框架结构防屈曲约束支撑确定及性能研究

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在传统抗震设计理论方法的基础上,结构耗能减震的新理念诞生了。防屈曲约束支撑作为其中一种典型的耗能减震装置,与普通钢筋混凝土框架结构结合形成了框架一防屈曲约束支撑体系,在抵御地震时,防屈曲约束支撑作为第一道抗震防线耗散地震能量。  本文首先以加利福尼亚大学伯克利分校做的一组防屈曲约束支撑实验试件为原型,利用有限元软件Ansys对防屈曲约束支撑进行了局部分析,然后以一钢筋混凝土框架结构办公楼为实例,提出了防屈曲约束支撑与框架结构水平抗侧刚度比的概念,并以此为依据在原有框架结构的基础上,建立了八种不同水平抗侧刚度比的结构模型,利用软件SAP2000对八种模型进行了双向地震下的有限元分析。本文研究的主要内容如下:  (1)介绍了防屈曲约束支撑的组成以及稳定性理论,以加利福尼亚大学伯克利分校做的一组防屈曲约束支撑实验试件为原型,利用有限元软件Ansys进行了屈曲特征值分析,分析了内核单元与约束单元间隙、混凝土强度、网格尺寸控制等因素对防屈曲约束支撑临界荷载的影响,并给出了建议的间隙宽度。  (2)在主体框架结构初选截面尺寸已定的情况下,考虑了防屈曲约束支撑与主体框架结构的水平抗侧刚度比的影响,提出了一种钢筋混凝土框架结构中防屈曲约束支撑截面估算方法。并以一办公楼为例,给出了不同水平抗侧刚度比下支撑的计算及选取的过程。  (3)介绍了常用的抗震计算方法,并利用有限元软件SAP2000对不同水平抗侧刚度比下的八种模型进行了模态分析、反应谱分析和常遇地震下罕遇地震下的时程分析,得到结构随水平抗侧刚度比的变化周期及振型的变化,验证了反应谱法与常遇地震下时程分析方法统计意义上的相符,通过总结结构顶层加速度、顶层位移、最大层间位移角、楼层剪力的变化规律,给出了建议的既能满足结构的性能指标又能保证经济指标的水平抗侧刚度比。  (4)通过比较三种不同的支撑布置方案下的结构抗震性能,选定了人字形布置为最为合理的支撑布置方案。
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