带TJ型屈曲约束支撑不规则结构的抗震性能分析

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随着我国经济水平的持续提高,结构功能要求的不断增加,对建筑结构造型的追求,建设环境因素的限制,各类不规则的现代建筑结构不断出现。建筑结构的不规则主要有两类:平面不规则和竖向不规则,不规则建筑结构的平、立面外形尺寸,抗侧力构件的布置、质量分布、构件承载力分布等诸多因素经常不满足规范的要求。地震的震害经验表明,建筑结构的规则性对结构的抗震有重要影响,不规则的建筑结构会造成较大的地震扭转效应,产生应力集中,或薄弱层。因此,在抗震设计中,对不规则建筑结构的抗震性能提出了更高的要求。框架-普通支撑体系在一定程度上解决了结构的抗侧刚度问题,但普通支撑在大震作用下受压容易发生屈曲,支撑屈曲后的滞回耗能能力较差,很难有效地消耗地震能量。屈曲约束支撑可以在受拉和受压时实现全截面屈服,能够在地震作用下耗散主要的地震能量,可以起到保护主体框架的作用,达到结构大震不倒的设防目标。同时,震后结构修复费用低,支撑的更换比较方便。本文结合实际工程,应用PKPM软件对装有TJ型屈曲约束支撑的不规则建筑结构进行了分析,主要内容有:1、介绍了TJ型屈曲约束支撑的构成、基本原理和优缺点;2、提出采用附加TJ型屈曲约束支撑形成新型的结构体系,以满足层间位移角和扭转周期比的要求;针对实际工程,建立了四个结构模型:无支撑-钢筋混凝土框架剪力墙模型、普通支撑-钢筋混凝土框架剪力墙模型、屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架剪力墙模型和优化屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架剪力墙模型;3、应用SATWE软件对上述四个模型分别从周期、位移角、位移比、剪重比和支撑轴压比等方面进行了对比分析;研究了支撑形式对不规则结构抗震性能的影响;4、分别运用SATWE和PMSAP对普通支撑-框架剪力墙结构和优化屈曲约束支撑-框架剪力墙结构的X轴方向进行弹性动力时程分析,研究了不同分析程序对结构计算结果的影响;5、运用EPDA对普通支撑-框架剪力墙结构和优化屈曲约束支撑-框架剪力墙结构的X轴方向进行弹性动力时程分析,比较了EPDA和PMSAP在计算结果上的差异;最后应用EPDA对优化的屈曲约束支撑-框架剪力墙结构的X轴方向进行了中震、大震下的弹塑性动力时程分析。结果表明,附加屈曲约束支撑的不规则结构,其扭转变形可得到有效控制,结构的层间位移角满足规范要求,结构在大震作用下具有良好的耗能减震性能。本文的研究内容及成果对屈曲约束支撑在不规则结构中的推广应用具有理论意义和现实意义。
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