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。