半刚接柱脚低层规则钢框架损伤分布机理

针对低层规则钢框架损伤分布机理不明确,以钢框架的强柱系数、首层剪重比为主要研究参量,建立8个半刚接柱脚三层规则钢框架模型。通过弹塑性分析,研究半刚接柱脚低层规则钢框架损伤分布机理。结果如下:柱、梁均刚接的模型首层变形集中,为防止首层破坏,强柱系数要求在1.9以上;有轴力柱的模型各层层间位移分布较均匀,然而刚接梁端部和半刚接柱脚地震需求性能较大;随着强柱系数的增大,梁的延性比和累积塑性延性比均增大。

外露式钢柱脚低层钢框架结构动力性能分析

针对外露式钢柱脚低层钢框架动力响应机理不明的情况,在提出外露式钢柱脚滞回曲线模型的基础上,以首层剪重比、钢柱脚强度系数及框架形状等为主要研究参量,建立16个3层规则钢框架模型,采用弹塑性方法进行了研究,结果如下:当首层剪重比值从0.30提高为0.35时,对低层钢框架结构首层变形及塑性能量集中等有较好的缓和效果,钢柱脚强度系数越小越明显;外露式钢柱脚耗能效果不显著,但外露式钢柱脚在塑性滑移过程中能够把地震输入能量转移到其它构件;外露式钢柱脚动力响应滞回曲线的形状、屈服弯矩与定义的外露式钢柱脚滞回曲线模型相吻合;首层剪重比值提高了0.05可以减小外露式钢柱脚变形。

外露式钢柱脚力学特性对多层钢框架动力响应机理的影响

为了研究外露式钢柱脚力学特性对多层钢框架动力响应机理的影响,首先定义外露式钢柱脚滑移型滞回曲线模型,以首层剪重比及钢柱脚强度系数等为主要研究参数,建立6个简单规则的6层钢框架模型;通过时程分析,研究各模型的动力响应。分析表明:在罕遇地震作用下,各模型各层最大层间位移角分布较均匀,外露式钢柱脚强度变化和首层剪重比提高5%等对各模型各层R值的最大值无明显影响。随模型柱脚强度系数减小及首层剪重比提高,首层塑性变形能量比例减小,而3～6层塑性变形能量比例增大;总体上塑性变形能量向各层分散。地震输入能量和结构塑性变形能量的大小与各模型的强柱系数及外露式钢柱脚强度系数等变化无关;主要取决于结构第一周期。钢柱脚滞回曲线动力响应和本文建立的外露式钢柱脚滑移型滞回曲线模型较吻合。

强柱弱梁型多层钢结构的动力损伤机理分析

基于钢结构的动力损伤机理不明,为进一步研究强柱弱梁型多层钢结构损伤机理,以柱脚形式、强柱系数即α的不同定义方式及结构首层剪重比为主要研究参量,设计6个强柱弱梁型多层钢结构模型;对模型进行弹塑性分析,研究层间位移响应、柱梁塑性变形能量总合值的各层分布、首层柱梁端塑性变形能量及滞回曲线等。计算表明:首层剪重比的增大(从0.25增大至0.45),在设防烈度地震下递减结构层间位移响应,而罕遇地震下没有递减结构层间位移响应;各层柱梁的塑性变形能量最大值的总合值,首层值偏大;其中,首层塑性能量,柱脚刚接模型集中于柱底端,柱脚铰接模型主要集中在梁端;强柱系数按节点设计的模型,塑性变形能量主要向各层梁端分布;罕遇地震下柱梁需求性能远小于焊接连接的柱梁节点具备的持有性能。