隅撐支撐鋼框架抗震性能研究.pdf

1、隅撐支撐鋼框架（KBSF）是一種新型支撐結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)是隅撐一端與柱連接、另一端與梁連接，支撐斜桿至少一端與隅撐相連。支撐體系中隅撐設(shè)計(jì)成耗能部件，在罕遇地震時(shí)，隅撐通過(guò)塑性變形耗能，并且先于主要構(gòu)件屈服，保護(hù)了主體構(gòu)件。KBSF綜合了中心支撐鋼框架（CBSF）剛度大和鋼框架（MRF）延性好的優(yōu)點(diǎn)，并克服了偏心支撐鋼框架（EBSF）犧牲結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件屈服耗能的缺點(diǎn)，是適用于高烈度地震區(qū)的一種有效抗側(cè)支撐結(jié)構(gòu)形式。國(guó)外已經(jīng)對(duì)該新型支撐體系

2、展開一系列研究，但尚未形成系統(tǒng)理論。我國(guó)對(duì)KBSF 的研究剛起步。由于我國(guó)具有抗震設(shè)防要求的地區(qū)較多，為充分利用KBSF 的優(yōu)越性能，探索KBSF 的適用性，對(duì)KBSF 的抗震性能進(jìn)行研究具有重要的理論和價(jià)值。 本文完成一榀1：2 KBSF 模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。研究了該體系的抗側(cè)力性能，分析了剛度、強(qiáng)度、滯回性能、耗能能力等，比較了KBSF 與其相應(yīng)的MRF 之間的剛度，并比較了KBSF、MRF、EBSF 三者之間的耗能能

3、力。結(jié)果表明KBSF 具有彈性剛度大、滯回環(huán)飽滿、剛度退化慢，屈服局限于隅撐部位等優(yōu)越的抗震性能。本文運(yùn)用梁殼單元組合的建模方法分析隅撐支撐鋼框架的耗能性能，該方法兼顧了分析精度與計(jì)算效率。對(duì)處于彈性階段的梁、柱、斜撐采用ANSYS 軟件三維梁?jiǎn)卧狟eam188 模擬，對(duì)進(jìn)入塑性耗能的隅撐部件采用空間殼單元Shell188 模擬。已有試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的合理性。運(yùn)用該建模方法建立試驗(yàn)KBSF 的有限元模型，循環(huán)加載模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻

4、合較好。 為了分析偏心距、隅撐腹板高度、腹板厚度、翼緣寬度、翼緣厚度、腹板開孔、加勁肋設(shè)置等對(duì)KBSF 的耗能影響，本文建立了由試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱苌玫降亩嘟M有限元模型，利用循環(huán)加載分析了其抗側(cè)力性能，通過(guò)剛度、耗能能力、剛度退化等參數(shù)得到了上述因素的影響規(guī)律，并給出了一些設(shè)計(jì)建議。 以某擬建高層鋼結(jié)構(gòu)辦公樓為背景，對(duì)多層KBSF 體系簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了非線性時(shí)程分析。選用兩條實(shí)際地震記錄和一條人工地震波，進(jìn)行了8 度地區(qū)常遇地