高层防屈曲支撑-钢框架结构抗震性能分析

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防屈曲支撑和填充墙都是现代建筑结构中常用的构件。其中防屈曲支撑可以有效地辅助结构主体耗散能量,控制结构的地震响应,近年来国内取得了比较多的科研成果;填充墙几乎出现在所有高、低层结构中,在完成一般建筑功能要求的同时,对结构抗震性能也有比较显著的影响。随着城市化的进程,商业和住宅楼的高度逐渐提升,钢结构依靠施工快、使用空间大、抗震表现优秀,以及近年来的政策支持,正越来越多地出现在各种功能用途的建筑中。目前已有一些防屈曲支撑结构的设计方法,但在层数较多的结构中,该体系的抗震性能研究并不充分;此外,目前填充墙对结构的影响主要集中在低层结构中,其对层数较高结构的抗震性能影响研究不充分,这些因素都会限制该类体系的应用,并可能在初期的探索性应用中留下隐患。针对这些因素,本文开展了以下几个方面的工作:
　　1.通过对防屈曲支撑构件的设计方法和试验研究进行汇总,发现试验构件的约束比多数都远大于理论分析给出的结果;参数分析表明混凝土在约束刚度上的作用较大,建议设计和试验中考虑混凝土刚度贡献、适当调整约束比,可使支撑更加经济。
　　2.将防屈曲支撑主要作为耗能构件来考虑,对采用侧向刚度比方法布置的不同刚度比的防屈曲支撑-钢框架进行了抗震性能对比分析,并据此选出了合理的侧向刚度比取值,并通过时程分析验证了防屈曲支撑-钢框架结构能在超过设防烈度的地震作用下保持较好的抗倒塌性能。
　　3.采用基于IDA的倒塌储备系数方法对比分析了考虑和不考虑非承重填充墙的防屈曲支撑-钢框架之间的抗倒塌性能差异,结果表明考虑填充墙的防屈曲支撑-钢框架具有更好的刚度和延性,以及更加优越的抗倒塌能力。
　　4.通过算例发现了倒塌储备系数方法在我国规范体系下,对长周期结构的评估结果过于保守的问题,通过将设计条件等价转换到美国规范体系下,采用FEMAP695推荐的基于倒塌储备系数的综合评估方法对考虑和不考虑填充墙作用的防屈曲支撑-钢框架进行了对比研究,结果表明不考虑填充墙时,结构的抗倒塌性能位于基本要求附近,结构抵御超过设防烈度地震的抗倒塌性能并不十分可靠,考虑填充墙的结构抵御超过设防烈度地震的能力强,比较可靠。

著录项

作者
芮建辉;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科土木工程
授予学位硕士
导师姓名欧进萍;
年度 2012
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TU973.31;
关键词
防屈曲支撑; 钢框架结构; 抗震性能; 耗能构件;

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