屈曲约束支撑研究及在抗震设计中的应用

摘要

本文以某县医院门诊楼实际工程为研究背景，探讨医院、中小学等重点设防类框架结构设置屈曲约束支撑来满足现行抗震设防目标要求的设计方法。该工程初步结构设计方案中的底层柱出现超筋，并且层间位移角超过规范限值，通过在原结构中添加屈曲约束支撑提高其抗侧刚度，并使其能满足大震下不倒的要求。
　　通过对原框架结构、BRB-结构利用有限元软件进行多遇地震作用下的反应谱分析和线性时程分析、罕遇地震作用下的Pushover分析和弹塑性时程分析，探究BRB应用于本工程在小震作用下的抗震性能和大震作用下的消能减震效果。
　　分析结果表明:在多遇地震用下，BRB能有效减小结构的位移反应，并且降低了原超筋柱所受的水平地震作用，解决其超筋问题;在罕遇地震作用下，BRB因其防屈曲的优点，并且能先于主体框架结构屈服进行耗能，减小结构所受到的地震作用;对比在罕遇地震作用下原设计方案结构的超筋柱与BRB-结构中对应位置处的框架柱的剪力时程曲线，发现BRB-结构中柱子所受剪力全程小于纯框架结构，表明虽然添加BRB使得结构基底剪力变大，但却使结构中的竖向构件所受地震作用明显减小。
　　通过对该医院门诊楼的消能减震设计，表明BRB能有效解决框架结构结构层间位移角不满足和底层柱的超筋问题，为类似工程通过合理布置BRB对结构进行消能减震设计提供参考。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 屈曲约束支撑的研究现状与工程应用

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 屈曲约束支撑的工程应用

1．3 本文主要研究内容

第二章 屈曲约束支撑的理论分析

2．1 引言

2．2 屈曲约束支撑的简介

2．2．1 屈曲约束支撑的刚度

2．2．2 屈曲约束支撑承载力

2．2．3 屈曲约束支撑力学模型

2．2．4 屈曲约束支撑的模拟方法

2．3 屈曲约束支撑稳定性分析

2．3．1 整体稳定分析

2．3．2 核心单元的稳定分析

2．3．3 连接段的稳定

第三章 屈曲约束支撑结构的设计方法

3．1 BRB结构设计方法的总结

3．1．1 基于刚度比的设计方法

3．1．2 Kasai法

3．1．3 直接基于位移的抗震设计方法

3．2 简化的直接基于位移的抗震设计方法

3．2．1 设计步骤

3．2．2 设计实例

3．3 本章小结

第四章 工程案例弹性抗震分析

4．1 工程实例

4．1．1 工程背景

4．1．2 屈曲约束支撑布置

4．1．3 有限元模型的建立

4．2 振型分解反应谱法分析

4．2．1 振型分解反应谱法基本理论

4．2．2 分析结果

4．3 线性时程分析

4．3．1 地震波的选取

4．3．2 分析结果

4．4 本章小结

第五章 工程案例弹塑性分析

5．1 静力弹塑性的分析

5．1．1 静力弹塑性分析基本理论

5．1．2 有限元分析前处理

5．1．3 分析结果

5．2 动力弹塑性时程分析

5．2．1 动力弹塑性时程分析的基本理论

5．2．2 非线性时程工况的定义

5．2．3 分析结果

5．3 支撑布置方式对结构的影响

5．3．1 模型的建立

5．3．2 结构性能的影响

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献