弧形角撑钢框架的屈服时序分析和角撑性能研究

通过对角撑框架屈服时序的分析发现,合理设计的角撑框架可以保护梁柱节点在地震作用下免受或延迟破坏,实现较优的框架屈服时序,但等截面直线角撑难以满足其对角撑承载力和刚度进行相对独立设计的要求。为此提出弧形角撑的方案,通过理论分析和有限元模型计算,验证在一定范围内调节角撑弧度与截面,能够实现其名义轴向刚度与屈服承载力相对独立的设计,满足角撑框架屈服时序的要求。

耗能梁配置方案对高强钢框架地震反应的影响

为了研究基于耗能梁削弱的结构配置方案对配置耗能梁的高强钢框架结构的抗震性能和损伤控制效应的影响,建立并验证了配置耗能梁的高强钢框架结构的"塑性铰-梁单元"数值模型,通过配置不同削弱等级的耗能梁设计得到了具有不同屈服时序系数的3层及9层算例结构,并进行非线性静力分析和地震时程分析。研究结果表明,耗能梁削弱能够有效增大屈服时序系数,其对结构的峰值变形影响相对有限,而对震后残余变形影响显著。耗能梁的适度削弱将降低主体结构的塑性发展程度,但过度削弱将加剧耗能梁的损伤发展以至于主体结构的塑性发展程度转而增长。最后,提出了耗能梁削弱收益-损失评估的多性能指标,并对3层及9层算例结构的耗能梁削弱等级提出了建议。

钢框架-支撑剪切板结构抗震性能分析

钢框架-支撑剪切板结构是用X型支撑将剪切板与钢框架相连构成的一种新型抗震结构体系。地震作用下,剪切板屈服耗能,保护主体结构。震后更换损伤的剪切板,可以实现结构功能的快速恢复。提出框架-支撑剪切板结构的抗震性能目标和设计方法,设计了平面尺寸相同,但层数和跨度不同的结构体系。利用ABAQUS软件建立结构的有限元模型进行水平推覆分析。分析结果表明:框架-支撑剪切板结构具有明显的屈服时序和屈服后刚度。设置支撑剪切板能显著提高框架结构的承载力和初始刚度。支撑剪切板的跨度对结构初始刚度影响较大。框架和支撑剪切板的相互作用不明显,设计时可将两者的初始刚度和承载力进行叠加。

基于能量系数的损伤控制结构评估及其在钢框架中的应用

根据改进的能量平衡关系,推导了具有较大屈服后刚度系数的损伤控制单自由度体系的能量系数。采用非线性时程分析研究了地震作用下屈服后刚度系数及屈服时序对能量系数的影响。将能量平衡关系推广至多自由度体系,基于能量系数提出了用于判定损伤控制结构的评估方法,并将其用于损伤控制钢框架的评估。结合对损伤控制钢框架的评估分析说明了建议方法的应用,并通过非线性时程分析进行了校验。结果表明,能量系数对结构的屈服时序敏感,建议方法有良好的精度,可用于损伤控制结构的评估和优化设计。