防屈曲支撑形式对框-筒结构抗震性能影响分析

发布时间：2020-06-19 23:14

【摘要】：框架-核心筒结构作为高层建筑中非常重要的结构形式,其抗震性能的研究一直备受关注。防屈曲支撑的应用能够让结构整体受力更合理,对于解决因加强层造成的框架-核心筒结构沿高度方向的刚度突变问题有较好的作用,并且能有效减小结构侧向位移。防屈曲支撑因其滞回耗能,施工方便,经济合理等优点越来越多地被应用于工程实际,但是在实际工程应用中,这种消能减震装置在加强层伸臂桁架中的布置会使得结构沿其高度方向发生应力突变,进而产生薄弱层,影响结构整体受力。本文将结合实际工程,探索加强层伸臂桁架为防屈曲支撑的框架-核心筒结构的抗震性能,并得出相对最优布置方案,具有较大的现实意义。本文将运用ETABS有限元软件分析深圳某框架-核心筒结构实际工程。首先对带一道伸臂桁架加强层的原结构进行研究,再分别建立多道加强层布置模型,通过改变伸臂桁架的布置形式(人字形、三折线、双人字行)与相关材料(普通钢支撑、防屈曲支撑),探究多种布置形式下最有利于结构抗震性能的伸臂布置形式。接着采用优选的布置形式,通过设置多组对比方案,分析多道伸臂布置时,伸臂高度的改变对结构的影响。最后对结构进行弹塑性时程分析,研究相对最优布置方案在罕遇地震作用下,防屈曲支撑的布置对结构耗能情况的影响。通过计算分析可以得出:用防屈曲支撑替换普通钢支撑对结构自振周期和基底剪力都不会产生较大影响。一道伸臂布置在结构0.6H,支撑采用三折线形式结构抗震性能相对最优。两道加强层伸臂桁架布置在结构0.4H/0.8H时,采用人字形布置抗震性能相对最好。当三道伸臂布置且位于结构0.4H/0.7H/1H时,采用三折线形式为相对最优方案。框-筒结构加强层伸臂桁架内防屈曲支撑的布置能够有效减小结构的整体阻尼耗能,提高结构的总滞回耗能,有效降低结构对地震作用的响应。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU973.31
【图文】：

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文3图1-1 防屈曲支撑的构成核心单元也称为芯板，承担构件所有沿长度方向的荷载，是支撑与外部框架结构连接的构件，其材料通常为具有较低且稳定屈服点的钢板。在芯板外涂有无粘结构造层，主要作用是减小芯板与外部约束材料之间的剪力，常用材料有乳胶、橡胶、硅胶等。约束单元负责在外围提供约束作用。常由矩形或圆形钢管填充混凝土或其它材料构成，防止芯材受压发生屈曲。芯板常见的截面形式有一字型、十字形、工字型，外部约束单元常采用圆形或方形钢管，在实际工程中根据结构刚度和耗能需求选用相对合理截面。纵向构成指芯板的组成，主要分为工作段、过渡段、连接段。工作段采用延性好、有稳定且低屈服点低的钢材。以确保耗能过程与承载能力的稳定。过渡段处于连接与工作段之间

好、有稳定且低屈服点低的钢材。以确保耗能过程与承载能力的稳定。过渡段处于连接与工作段之间，通常处于弹性阶段，很少参与耗能；连接段的主要作用是连接防屈曲构件与外框架，不参与屈服耗能，如图1-2所示。图1-2 芯板钢支撑组成

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本文编号：2721474