连柱支撑与K形偏心支撑钢结构的Pushover对比分析

为了研究连柱支撑钢结构的抗震性能,对该结构进行了Pushover分析,并与K形偏心支撑钢结构进行了对比。分析了两组结构的塑性铰发展过程、顶点位移与基底剪力曲线、耗能段剪切变形及结构层剪力分布。分析结果表明：连柱支撑钢结构耗能段的塑性铰首先出现在结构的2~5层,最后整个结构的耗能段均进入塑性耗能,塑性铰分布合理,K形偏心支撑钢结构的塑性铰主要出现在结构下部,结构上部耗能段处在弹性阶段,耗能不够充分;达到控制加载位移时,连柱支撑钢结构仍可继续承载耗能,K形偏心支撑钢结构则不适于继续加载;Pushover加载过程中,连柱支撑钢结构层间位移角满足建筑抗震设计规范要求,K形偏心支撑钢结构层间位移角已超出要求;连柱支撑结构的耗能段转角除底层外,其余层耗能段的转角几乎相同,而K形偏心支撑钢结构耗能段转角沿层高方向相差较大。分析表明,连柱支撑钢结构抗震性能优于K形偏心支撑钢结构。

连柱支撑钢框架结构抗震性能研究

为研究连柱支撑钢框架结构的抗震性能,设计了1个BASE试件和4个不同支撑截面的对比试件,采用有限元分析软件ABAQUS分析其滞回性能。分析结果表明:连柱支撑钢框架结构破坏过程呈现明显的三阶段性,塑性损伤集中于耗能连梁;结构具有良好塑性变形能力、较大的水平抗侧刚度、较好的延性及耗能能力;支撑的内力设计放大系数取为1.4时,结构具有良好的抗震性能;层间位移角为1/550~1/14时,通过替换耗能连梁,结构可以快速恢复使用。

连柱摇摆钢支撑抗震性能研究

为了提高连柱摇摆钢支撑的耗能能力,提出了支撑跨柱脚采用开椭圆孔截面的新型构造措施。采用有限元分析软件ABAQUS建立连柱摇摆钢支撑框架结构模型,进行了低周往复加载,对比分析了耗能连梁长度、框架跨度、框架高度等不同设计参数对结构抗震性能的影响。分析结果表明:连柱摇摆钢支撑主要由耗能连梁及耗能柱脚进入塑性来耗散能量,结构具有合理的破坏模式;连柱摇摆钢支撑结构具有较好的耗能能力,滞回曲线为饱满的梭形;结构的极限承载能力随着耗能连梁长度的增加呈现出先增大后减小的趋势,结构的累积滞回耗能能力也逐渐降低;耗能连梁应宜采用剪切屈服型,建议耗能连梁长度的取值范围为(1.2~1.5)Mp/Vp;增大框架跨度和减小框架高度等可以显著提升结构的耗能能力、刚度和承载能力。基于小变形假定和虚功原理,分析了连柱摇摆钢支撑结构在极限状态的典型屈服机制,推导出极限承载力计算公式,与有限元计算结果比较吻合,验证了公式的合理性,可为工程应用提供参考。