带屈曲约束-偏心支撑的加层结构抗震性能分析

摘要

屈曲约束支撑弥补了传统钢支撑的不足，在大震作用下能够保持“屈服但不屈曲”，提供给主体结构较大刚度，同时可以通过内核芯材的塑性变形耗能减震。偏心支撑框架结构在大震作用下耗能梁段发生剪切塑性变形，能够产生良好的变形能力和耗能减震能力。本文提出了将两者结合在一起形成屈曲约束—偏心支撑的假设，屈曲约束支撑和耗能梁段可以在大震作用下共同耗能减震，达到“双保险”的效果。
　　通过四种加层体系在多遇和罕遇地震作用下的对比分析，可以看出:多遇地震作用下屈曲约束支撑和耗能梁段尚未产生塑性变形，无法耗能减震;在罕遇地震作用下屈曲约束支撑和偏心支撑耗能梁段通过塑性变形耗能减震，减弱地震反应。屈曲约束—偏心支撑还能够减弱新旧结构连接处的应力集中现象和鞭梢效应，有效地控制了薄弱层的产生。
　　屈曲约束—偏心支撑在加层体系平面上可以每隔两倍柱距或三倍柱距布置，这样布置不但减震效果明显，还能节省了空间，减少投资成本，达到“一石二鸟”的效果。在加层体系立面上尽量上下均匀布置，最好不要把屈曲约束—偏心支撑集中布置在某几层，其中最佳的布置方案应该是层间交错布置，这样既能保证上下刚度均匀变化，控制了薄弱层的产生，同时又能达到良好的耗能减震效果。直接加层体系刚接柱脚更有利于屈曲约束—偏心支撑发挥耗能减震的效果，更有利于抗震，所以本文建议加层柱脚尽量采用刚接柱脚。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．1．1 课题研究的背景

1．1．2 课题研究的意义

1．2 偏心支撑框架发展状况

1．3 屈曲约束支撑发展状况

1．3．1 屈曲约束支撑国内外研究状况

1．3．2 屈曲约束支撑国内外应用状况

1．4 本文主要研究内容

第2章 屈曲约束支撑的基本性能

2．1 屈曲约束支撑的基本组成

2．2 屈曲约束支撑的工作原理

2．3 屈曲约束支撑的稳定性分析

2．3．1 外围约束构件的稳定性分析

2．3．2 屈曲约束支撑的整体稳定性分析

2．3．3 屈曲约束支撑核心芯材的稳定性分析

2．3．4 屈曲约束支撑连接区的稳定性分析

2．4 屈曲约束支撑的力学模型

2．4．1 理想弹塑性模型

2．4．2 双线性模型

2．4．3 Bouc-Wen模型

2．5 屈曲约束支撑的等效刚度

第3章 结构抗震分析

3．1 框架支撑体系的类型和特点

3．1．1 中心支撑框架

3．1．2 偏心支撑框架

3．2 屈曲约束支撑的设计

3．2．1 能量法

3．2．2 刚度法

3．3 结构抗震分析方法

3．3．1 反应谱法(静力弹性分析)

3．3．2 时程分析法(直接动力分析)

3．4 地震波的选取和调整原则

3．4．1 地震波的选取

3．4．2 地震波的调整

第4章 屈曲约束-偏心支撑抗震性能分析

4．1 计算模型概况

4．2 本模型地震波的选取

4．3 不同加层改造体系的对比分析

4．3．1 不同加层改造体系振型对比分析

4．3．2 不同加层改造体系自振周期对比分析

4．3．3 不同加层改造体系层剪力对比分析

4．3．4 不同加层改造体系层位移及层间位移角对比分析

4．3．5 不同加层改造体系下最大层间加速度对比分析

4．4 本章小结

第5章 屈曲约束-偏心支撑抗震性能影响因素分析

5．1 引言

5．2 屈曲约束—偏心支撑在平面不同布置形式对加层体系抗震性能影响

5．2．1 分析模型

5．2．2 自振周期的对比分析

5．2．3 最大层剪力的对比分析

5．2．4 最大层位移的对比分析

5．2．5 最大层间加速度的对比分析

5．3 屈曲约束—偏心支撑在立面不同布置形式对加层体系抗震性能影响

5．3．1 分析模型

5．3．2 自振周期的对比分析

5．3．3 最大层剪力的对比分析

5．3．4 最大层位移和层间位移角的对比分析

5．3．5 最大层间加速度的对比分析

5．4 柱脚刚度对加层体系抗震性影响

5．4．1 引言

5．4．2 分析模型

5．4．3 自振周期的对比分析

5．4．4 最大层剪力的对比分析

5．4．5 最大层位移的对比分析

5．4．6 最大层间加速度的对比分析

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望与不足

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢