铰接隅撑钢框架抗震性能研究

传统抗弯钢框架的梁柱节点通常设计为刚性连接,这种刚性节点具有很大的抗弯刚度,然而节点延性不足,罕遇地震作用导致节点脆性断裂。研究学者提出了多种解决该问题的思路,例如半刚性连接节点、节点加强或削弱方法使塑性铰外移等。本文提出了一种简化的梁柱节点连接方式——铰接连接,改变梁柱节点的传力方式,在节点处设置隅撑提供框架的抗侧刚度,控制结构的失效模式。本文设计了三组抗弯钢框架和铰接隅撑钢框架,分别为3层、5层和8层结构,通过Pushover分析和非线性动力时程分析,对比二者之间的承载力、刚度、延性、层间侧移等抗震性能。研究结果表明:铰接隅撑钢框架具有和传统抗弯钢框架相似的抗侧刚度,且承载能力略高。罕遇地震作用下,铰接隅撑钢框架的层间侧移较小。传统抗弯钢框架失效模式为梁端出现塑性铰,而铰接隅撑钢框架的塑性区域转移至隅撑与梁连接部位。

铰接隅撑钢框架抗震性能研究

传统抗弯钢框架的梁柱节点通常设计为刚性连接,这种刚性节点具有很大的抗弯刚度,然而节点延性不足,罕遇地震作用导致节点脆性断裂。研究学者提出了多种解决该问题的思路,例如半刚性连接节点、节点加强或削弱方法使塑性铰外移等。本文提出了一种简化的梁柱节点连接方式-铰接连接,改变梁柱节点的传力方式,在节点处设置隅撑提供框架的抗侧刚度,控制结构的失效模式。本文设计了三组抗弯钢框架和铰接隅撑钢框架,分别为3层、5层和8层结构,通过Pushover分析和非线性动力时程分析,对比二者之间的承载力、刚度、延性和层间侧移等抗震性能。研究结果表明:铰接隅撑钢框架具有和传统抗弯钢框架相似的抗侧刚度,且承载能力略高。罕遇地震作用下,铰接隅撑钢框架的层间侧移较小。传统抗弯钢框架失效模式为梁端出现塑性铰,而铰接隅撑钢框架的塑性区域转移至隅撑与梁连接部位。

隅撑支撑钢框架的试验研究和弹塑性受力分析

通过1∶2隅撑支撑钢框架模型的单调加载试验,研究了隅撑支撑钢框架的抗侧力性能和破坏机理。试验结果表明,在水平荷载作用下隅撑最先发生屈服,并具有很好的变形能力,结构具有很好的滞回耗能性能和延性。对隅撑支撑钢框架进行了弹塑性受力分析,并给出了其恢复力模型,从而为简化隅撑支撑钢框架的非线性分析提出了一种新的方法。

钢框架结构隅撑位置及尺寸优化设计

研究了隅撑位置和截面尺寸对钢框架结构耗能能力影响。以隅撑与梁柱连接位置和截面尺寸为设计变量,以隅撑塑性应变能为目标函数,建立隅撑优化设计的数学模型,采用分步优化方法分别对尺寸和位置进行优化设计,并对优化前后的荷载位移曲线和滞回曲线进行了对比分析。选取典型算例进行地震时程响应分析,优化后结构的基底剪力、响应位移、加速度和相对层间位移均有一定程度减少,提高了结构抗震性能。表明本文对钢框架隅撑的优化设计方法可行。

隅撑支撑形式对不规则钢框架抗震性能的影响分析

研究隅撑支撑形式对不规则钢框架抗震性能的影响,运用ANSYS有限元软件建立4个不同的隅撑支撑形式的不规则钢框架模型,分别对4种模型进行模态分析和时程分析。研究结构表明,模型一对位移和基底剪力的控制效果最好,从施工角度来说,模型一中的隅撑支撑形式更方便施工。

单自由度状态下SMA-KBF耗能减震能力研究

SMA和隅撑支撑(KBF)分别为近些年发现的有超弹性力学性能的一种金属材料和新型结构框架,并被国内外学者广泛关注,应用在了很多的工程试验中。以此为基础该文的主要研究在地震荷载下,通过实验模拟SMA阻尼器隅撑构件的耗能以达到结构减震的目的。