组合梁-方钢管混凝土柱框架结构抗震性能的pushover分析

采用考虑组合梁多材料截面引起的正向、负向刚度、强度和承载力不同的截面本构模型,建立了组合梁结构的弹塑性分析模型,对一个15层的钢混凝土组合梁-方钢管混凝土柱框架结构开展了多遇地震、罕遇地震下的pushover分析,为组合框架结构体系的抗震性能分析以及pushover方法在该体系中的应用提供了参考。在此基础上,与钢梁-方钢管混凝土柱框架结构、钢梁-钢筋混凝土柱框架结构进行对比研究,比较了几种结构的动力特性,表明组合梁-方钢管混凝土柱框架结构体系相对于其它两种框架结构体系具有更好的抗震性能。

pushover分析方法及其在方钢管混凝土框架结构中的应用

简介了pushover分析方法,采用ETABS结构分析软件对一榀单跨两层方钢管混凝土框架结构进行了pushover分析。计算结果与试验结果的对比表明,pushover分析能够确定结构的破坏机制,判断结构最先破坏的薄弱环节,pushover分析得到的基底剪力-顶点位移曲线与试验结果较吻合,P-△效应对pushover分析影响较大。

耗能梁段布置方式对含可更换剪切型耗能梁段的高强钢框筒结构抗震性能的影响

针对传统钢框筒结构地震耗能差、震后修复难度大和难以实现"强柱弱梁"的设计理念等问题,提出了一种新型高层钢结构体系——含可更换剪切型耗能梁段的高强钢框筒结构(HSS-FTS)。为研究耗能梁段布置方式对HSS-FTS抗震性能的影响,设计了30层的HSS-FTS系列算例并建立其有限元模型,依据提出的耗能梁段布置原则,给出了6种不同的耗能梁段布置方式。验证了有限元建模的合理性,对有限元模型分别进行反应谱分析、静力Pushover分析和动力弹塑性时程分析。分析结果表明:HSS-FTS改善了传统钢框筒结构的耗能能力,主要依靠耗能梁段塑性剪切变形耗散地震能量。不同的耗能梁段布置方式对结构的基底剪力、层间侧移角、承载能力、耗能能力、剪力滞后效应、塑性铰发展模式以及震后残余层间侧移角均有显著影响,但对结构的整体抗侧刚度影响较小。耗能梁段采用间隔布置3跨或连续布置5跨时,HSS-FTS在强震下的层间侧移角分布均匀,没有薄弱层出现,对震后残余层间侧移角的控制效果更为显著,且具有优良的耗能能力和理想的整体失效模式。

矩形钢管高强混凝土框架抗震性能分析

为研究地震作用下矩形钢管高强混凝土框架的破坏机理和抗震性能,进行了单跨两层矩形钢管高强混凝土框架低周反复荷载试验和有限元分析.考察结构试件在试验过程中塑性铰出现的位置、顺序及塑性发展程度,研究其破坏机制和破坏模式.研究结构滞回曲线与骨架曲线,分析其承载能力、变形能力、耗能能力以及强度和刚度退化情况.在此基础上,采用有限元软件 Perform-3D 对矩形钢管高强混凝土框架试件进行参数分析,研究了轴压比、钢材屈服强度及静力弹塑性分析水平侧向力加载模式等对结构抗震性能影响.结果表明:矩形钢管高强混凝土框架试件呈梁铰破坏形态,并具有承载能力高、变形能力和耗能能力强的特点.试件平均峰值荷载较屈服荷载提高了 1.68 倍;顶层和底层最大层间位移角分别为 1/30 和 1/27,分别超过了规范规定限值的 66.7%和 85.2%.延性系数分别超出了规定限值的 58.5%和 60.0%;轴压比对结构抗震性能影响显著.当轴压比大于 0.6 时,结构承载能力与变形能力明显降低;水平侧向力加载模式对结构承载能力影响大.均匀加载模式下结构承载能力最大,顶点加载模式下最小,倒三角形加载模式居于二者之间.研究成果可为矩形钢管高强混凝土框架结构抗震设计提供参考.