采用滞回耗能支撑的框架结构的抗震加固设计研究

摘要

传统结构的抗震设计主要是以强度为设计标准,以结构构件的破坏所产生的延性耗能机制为代价来达到抗震要求。例如框架结构的抗震就是以梁柱的破坏为代价。加固支撑改善了框架结构的性能,但是普通加固支撑会由于压力作用发生屈曲,过早丧失承载力。针对于这一情况,本文采用防屈曲支撑代替普通支撑,把它作为可更换的加固构件,增加框架结构的抗震防线和耗能能力,使主体结构避免成为大变形的耗能主体而破坏。同时,本文提出了一种基于位移的性能抗震设计方法来对框架结构地震需求进行量化,确定防屈曲支撑支撑构件的设计参数,并应用于一外廊式框架结构的加固设计中。在分析过程中发现由于在构造上增加了侧向约束,防屈曲支撑在地震往复荷载作用下,能够率先屈服进行耗能而不发生失稳,其支撑钢材表现出了良好的滞回性能,达到了理想的减震效果。
　　本研究主要内容包括：⑴总结了框架结构建筑的震害特征以及防屈曲加固支撑设计的发展沿革。⑵介绍了用 Pushover方法对结构进行抗震能力评估,以及基于位移法来确定结构加固所需参数的方法和步骤。⑶分析了防屈曲支撑的耗能原理,阐述了防屈曲支撑的模拟和布置原则,设计并制作了一组全钢双核芯防屈曲支撑构件,并对构件各个部位进行了承载能力验算。⑷用有限元分析软件SAP2000进行模型建立、模拟和分析,把Pushover法和基于位移的加固设计法应用于汶川地震中受到严重破坏的漩口中学中,并对其加固前后的性能进行了对比研究。⑸在非线性静力分析中,对塑性铰的产生机制及发展趋势、结构薄弱部位和破坏机制进行了详细的剖析,按照塑性目标分配加固刚度和布置加固支撑,得到了量化的加固参数,并采用时程分析对加固方法进行了验证。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 设计背景

1.3本文主要工作及目标

第二章 基于SAP2000的框架结构教学楼Pushover分析

2.1 研究对象介绍

·2.2模型建立

2.3 模态分析

2.4 既有结构的PUSHOVER分析过程

第三章 防屈曲支撑的设计

3.1 防屈曲支撑简介

3.2 基于性能的防屈曲支撑加固设计方法简介

3.3 模型具体加固步骤

第四章 加固模型性能静力分析

4.1 防屈曲支撑的布置

4.2 加固后框架Pushover分析

第五章 非线性性时程理论分析

5.1 分析准备

5.2 罕遇地震下时程分析结果

第六章 结论与展望

6.1 本文主要研究结论

6.2 研究工作展望

参考文献

致谢

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