人字形延性中心支撑钢框架的抗震设计与分析

讨论美国钢结构抗震设计规程中人字形延性中心支撑钢框架的抗震设计和分析。在强震作用下的基本设计理念为:钢支撑框架中的塑性变形集中于支撑上,通过支撑受拉屈服和受压屈曲来消耗能量,其他结构构件需保持弹性。结合1栋9层支撑钢框架,阐述美国钢结构抗震设计规程的相关具体规定,并得到设计建议:支撑截面的选择受到局部宽厚比的限制;框架梁截面的尺寸由强度控制,主要考虑由于支撑受拉屈服和受压屈曲所形成的竖向不平衡力的作用;框架柱截面的尺寸由考虑所有受压支撑移去时的结构模型控制。

新型自复位延性剪切板支撑钢框架结构基于位移的抗震设计方法

为促进新型自复位延性剪切板支撑(简称SC-BDSP)钢框架结构在地震区的工程应用,控制其在地震作用下的弹塑性行为,将考虑高阶振型影响的基于位移的抗震设计方法应用于新型SC-BDSP钢框架结构.设计了目标延性系数为3的5层和10层SC-BDSP钢框架结构算例,基于循环Pushover分析方法评估了新型SC-BDSP钢框架结构的复位性能.通过对两个算例进行弹塑性时程分析,重点考察了新型SC-BDSP钢框架结构在罕遇地震作用下的最大楼层位移、最大楼层残余位移、最大层间位移角和层间残余位移角.分析结果表明:设计的新型SC-BDSP钢框架结构在罕遇地震作用下的最大层间位移角均略小于目标限值,震后的层间残余位移角小于0.5%,具有理想的震后复位能力,进一步证明了新型SC-BDSP钢框架结构基于位移的抗震设计方法的合理性.

延性剪切薄板钢支撑滞回性能的影响因素分析

延性剪切薄板(Ductile thin shear panel,简称DTSP)钢支撑是一种内置于框架中间区域的新型抗侧力构件,可避免对周边框架钢梁、钢柱的影响,震后易于修复。为研究相关设计参数对DTSP钢支撑滞回性能的影响,文中考虑了剪切钢板的高厚比、几何尺寸因素,采用ANSYS有限元程序建立了5个微观数值模型,重点分析相关设计参数对其水平承载力、滞回性能、抗侧刚度、耗能能力的影响。分析结果表明:在斜撑不屈曲的前提下,DTSP钢支撑的塑性发展集中于剪切钢板区域,滞回耗能由剪切钢板提供。随着剪切钢板高厚比的增加,其滞回曲线呈捏缩特征,水平承载力、抗侧刚度及耗能能力略呈降低趋势。增加内填钢板的几何尺寸,DTSP钢支撑的水平承载力、抗侧刚度略呈增大趋势,等效黏滞阻尼比略有降低。

延性剪切薄板钢支撑的简化滞回分析模型

基于延性剪切薄板(Ductile Thin Shear Panel,DTSP)钢支撑的滞回特征,提出了一种适用于抗震性能分析的交叉杆简化模型(Cross-Braced Simplified Model,CBSM)。考虑剪切薄板高厚比(λ)、剪切薄板几何尺寸(α)的影响,基于ANSYS程序建立了12个DTSP钢支撑的精细化有限元模型,并对其进行滞回性能分析。在明晰其滞回性能的基础上,建立了DTSP钢支撑的交叉杆简化模型,并确定其各项参数指标。最后,采用OpenSEES程序建立DTSP钢支撑的交叉杆简化模型,并对其进行滞回分析,与精细化模型分析结果进行对比。结果表明,DTSP钢支撑的交叉杆简化模型与精细化模型在水平承载力、耗能能力等方面吻合较好,交叉杆简化模型能较好地模拟DTSP钢支撑的滞回性能。

新型空间住宅延性结构体系的研究

提出一种新型高效空间住宅延性结构体系。该体系采用由构造柱、延性梁和支撑组成的延性支撑结构代替原住宅中的承重砖墙,由构造柱、延性梁组成的延性框架结构代替原住宅中的自承重砖墙的空间延性结构体系,不仅使住宅满足高效实用、灵活多样的居住空间,而且还可彻底取代粘土砖。

Behavior of double K-BRB braces under lateral loading

The buckling resisting brace(BRB)is an efficient system against lateral loads that enjoy high seismic energy absorption capacity.Although desirable behavior of BRBs has been confirmed,the stiffness of the system is not desirable that it can be compensated by changing the configuration of BRB braces.In so doing,the configuration in the form of double K(DK)is investigated to achieve more favorable behavior.Also,the required mathematical formulas were proposed to design the system.Comparison of DK system with other conventional BRB showed that the DK system has a better structural performance and is more economical(due to needing less core area)than other conventional BRB.Numerical results indicated that the DK system increases the lateral ultimate strength,lateral nonlinear stiffness,and energy absorption.Besides,the DK configuration reduces the axial forces created in columns in the nonlinear zone.Reducing material demand,created forces in the main frame,and also increasing of nonlinear stiffens by DK improve the structure’s safety.