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关于框架结构论文范文写作 某钢框架结构的弹塑性减震方案分析相关论文写作资料

主题:框架结构论文写作 时间:2024-03-02

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摘 要:防屈曲约束支撑(BRB)性能稳定,滞回耗能好,受外界环境影响小,更换方便,便宜,是目前一种常用的减震阻尼器.本文以某钢框架结构的减震设计为例,研究比较了设置防屈曲约束支撑后,结构的地震响应.研究结果表明:屈曲约束支撑提高了小震时主体结构的刚度,增大了罕遇地震时的耗能,具有较好的抗震耗能机制,有效提高了主体结构的安全性.

Abstract: The BRB has stable performance and good hysteresis energy consumption, the external environmental has few impact on it, it is easy to replace and it is cheap, so it is a kind of commonly used damper. In this paper, the seiic design of a steel frame structure is studied, and the seiic response of the structure after the BRB is set. The results show that the BRB improves the stiffness of the main structure in the all earthquake, increases the energy consumption in the rare earthquakes, and it has good anti-seiic energy dissipation mechani and is effectively improves the safety of the main structure.

关键词:钢框架结构;防屈曲约束支撑;时程分析;罕遇地震

Key words: steel frame structure;BRB;time-procedure analysis;rare earthquakes

中图分类号:TU313 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)01-0099-04

0 引言

普通钢支撑对提高结构的刚度和承载力效果明显,且对建筑的布局的影响也较小,但是普通钢支撑容易产生受压失稳现象.为了克服普通钢支撑的缺陷,研究人员提出了防屈曲约束支撑.防屈曲约束支撑由芯材、外套筒以及套筒内无粘结材料三部分组成.由于芯材和无粘结材料之间设有一层无粘结材料或非常狭小的空气层,因此芯材拉压变形不受约束,但是受压失稳却被限制.防屈曲约束支撑拉压具有相同的承载力,从而提高其耗能能力.防屈曲约束支撑已在国内外众多工程做到到应用[1-4].地震作用下,防屈曲约束支撑要求如下:在小震作用下,防屈曲约束支撑保持弹性,为结构提供附加侧移刚度;大震作用下,防屈曲约束支撑能早于主体结构屈服,利用金属屈服后的塑性变形和滞回耗能来耗散其能量,从而减轻主体结构的地震反应.

1 防屈曲约束支撑的布置原则

防屈曲约束支撑的布置首先应满足建筑布置的要求,不影响建筑的使用功能,同时要“均匀、分散、对称”的布置于结构不同位置[5].一般情况下布置在结构层位移较大或产生较大支撑内力的的楼层,且支撑布置宜沿结构两个主轴方向分别布置.

2 工程应用研究

钢框架结构因其空间布置灵活,传力体系明确,承载能力高,建造速度快,广泛应用于日常的生产生活中,同时,钢框架结构与钢筋混凝土框架结构一样,也存在抗侧刚度小,结构高度受限,属柔性结构框架,在罕遇地震作用下,其位移过大,很有可能因其位移过大而导致结构的倒塌.故引入防屈曲约束支撑,既可以为框架结构提供附加侧移刚度,也可以在大震中为结构提供附加阻尼比,增大其耗能从而减小其地震反应.

2.1工程概况

某卫生院采用钢框架结构,建筑总面积为3713m2,地上5层,其抗震设防烈度为8度,地震加速度峰值为0.3g,设计地震分组为第三组,场地类别为Ⅱ类场地.抗震等级为一级,结构安全等级为一级,建筑使用年限为50年.其抗震设防类别为乙类,根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)[6]可知,采用时程分析时,小震下时程地震波加速度最大值取110cm/s2,大震下时程地震波加速度峰值取510cm/s2.

为使主体结构达到“在多遇地震作用下保持弹性,且非结构构件无明显损坏;在罕遇地震作用下,阻尼器正常发挥作用”这一设防目标,拟采用在主体结构上布置屈曲约束支撑,在小震时为结构提供附加刚度,在罕遇地震时先于主体结构屈服,利用其良好的滞回性能耗能充分耗散地震能量,从而减小主体结构的地震反应.从而解决了传统通过加大截面提高刚度的方法无法抵御罕遇地震的现状.

2.2 屈曲约束支撑的布置

本工程减震设计中,在主体结构上布置了40个屈曲约束支撑,X方向和Y方向各20个,其性能规格如表1.

防屈曲约束支撑布置于1到5层,其第一层平面布置图如图1所示.其他各层布置位置与第一层相同.

2.3 有限元模型的建立

依据建筑的要求,首先在PKPM中建模进行初步计算,确认结构方案合理后,再导入ETABS进行弹性时程分析,导入SAP2000进行弹塑性时程分析,在软件中使用连接单元模拟防屈曲约束支撑.有限元模型如图2所示.

不同软件导模型不可避免产生误差.因此有必要對PKPM建立的模型与有限元模型进行一致性检查,确保二者模型的误差在允许的范围内.通过研究,一般认为:当模型的质量、周期以及地震作用下结构各层层剪力基本相同的时候,模型基本相同.不加防屈曲约束支撑的非减震模型为准.非减震模型的PKPM模型与有限元模型的质量、周期以及各层层剪力对比如表2、表3以及表4所示.可以看出,PKPM模型与有限元模型的质量、周期以及各层层剪力误差均小于4%,这表明两个模型基本相同.

结论:关于本文可作为框架结构方面的大学硕士与本科毕业论文框架结构论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。

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