防屈曲支撑高层钢结构住宅抗震性能研究

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大量的实验和理论的研究均说明,防屈曲支撑性能稳定,具有良好的耗能减震效果。本文采用从构件到整体的研究思路,首先对单根防屈曲支撑和防屈曲支撑子系统进行有限元分析,然后研究其在整体结构中的力学性能,并与普通支撑结构进行对比。本文首先从单根防屈曲支撑出发,用ANSYS Workbench进行参数化建模,在静力往复荷载下得到了其滞回曲线并与普通支撑进行对比。研究了内芯与套筒的间隙对防屈曲支撑子系统力学性能的影响,证明了间隙存在的重要性,给出了间隙的取值方法,并将同等截面的普通支撑框架结构进行对比。在截面面积相同的条件下,对比了一字内芯防屈曲支撑子系统和十字内芯防屈曲支撑子系统的滞回性能和受力特征。然后将防屈曲支撑置于整体结构中,通过Midas/gen软件,建立了防屈曲支撑高层钢结构住宅模型,得到其在竖向荷载和水平风荷载下的受力特点。通过振型分解反应谱分析和弹性时程分析,得到防屈曲支撑整体结构在多遇地震下的顶层位移、加速度、基底剪力、滞回曲线等各种响应,评价了整体结构在多遇地震作用下的抗震性能并与普通支撑高层钢结构住宅进行对比。接着进行整体结构的Pushover分析,得到防屈曲支撑高层钢结构住宅的能力曲线,查看性能点处结构信息与规范限值进行比较。得到塑性铰的出现位置和顺序,证明结构有抵抗罕遇地震的能力。最后对防屈曲支撑高层钢结构住宅进行动力弹塑性时程分析,得到整体结构的顶层位移、加速度、层间位移、底部剪力以及防屈曲支撑的滞回曲线,并与普通支撑高层钢结构住宅进行对比,证明防屈曲支撑优越的减震耗能能力。
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