摇摆结构体系框架柱脚BRSP耗能机制分析

摘要

钢框架结构的底层刚性连接柱脚节点在地震时内力大,容易发生损伤破坏,摇摆结构体系中需改变框架柱脚的构造形式以改善结构体系的失效模式并提高结构性能.本文提出一种可抬升的半刚性框架柱脚,设置屈曲约束钢板(buckling restraint steel plate,BRSP)以耗散能量,分别从BRSP与框架柱翼缘的厚度比α、宽度比β和轴向刚度比ω3个方面分析柱脚的滞回性能,并与传统刚接柱脚进行对比.结果表明:随着α和β的增大,构件耗能能力和结构抗侧刚度不断增大,且能较好地减少柱脚的塑性损伤.当α取0.85、β取0.50且ω在[0.3,0.5]范围内时,结构性能最优.BRSP的塑性耗能占总体塑性耗能的比值在80％以上,柱脚的损伤可集中控制在可替换的BRSP内.通过对BRSP与垫板、盖板以及地梁的接触分析表明,盖板不仅能够有效防止BRSP的面外屈曲,还能提供总耗能7％的摩擦耗能量.本文提出的框架柱脚形式具有良好的耗能能力,可以提高结构的抗震性能和可恢复性.