考虑节点或内芯耗能的自复位支撑钢框架拟静力分析

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结构在震后往往会有较大的残余变形,减小残余变形对保护结构具有重要意义。本文主要对节点耗能的自复位支撑钢框架和内芯耗能的自复位支撑钢框架进行拟静力分析,结果表明:自复位支撑在强震下能够大幅减小结构的残余变形,起到保护结构的作用。此外本文提出了一种改进的自复位耗能支撑并用于梁柱铰接钢框架中,应用后发现这种经改进后的自复位耗能支撑耗能和复位效果均比较理想,并且完成了耗能任务从钢框架到支撑的转移。主要研究内容如下:(1)对自复位支撑钢框架的构造和工作机理进行阐述。完成自复位支撑和节点板的设计。将设计好的支撑、节点板通过ABAQUS建模并和钢框架组装,对其进行拟静力分析,给出结构的滞回曲线并分析结构的应力应变情况。通过数据定量分析结构震后的复位效果和损伤情况并证明本结构在中强震中的良好表现。(2)对节点耗能结构即梁柱刚接纯自复位支撑钢框架进行参数分析,包括以下三个方面:1.分析不同跨数对结构滞回性能的影响,给出单双跨节点耗能结构的滞回曲线,分析对比两者的受力、耗能情况、复位能力等,得出双跨节点耗能结构的综合性能优于单跨。2.分析不同地震次数对节点耗能结构的性能影响,发现其在多次震后性能表现依然较好。3.研究支撑内复位筋材性、截面面积、预应力等参数变化对结构复位性能的影响。(3)将节点耗能结构的梁柱连接处由固接改为铰接,研究无耗能结构的滞回性能和损伤情况,得出该结构具有复位不耗能的特点;在无耗能结构的支撑中放置耗能内芯得到内芯耗能结构,对其进行拟静力分析后给出的滞回曲线兼具复位和耗能的特点,耗能任务从钢框架转移到了支撑内的耗能内芯,但是滞回曲线表明结构只有半程在耗能,故该结构存在耗能不连续的问题;提出了两个方案来改进内芯耗能结构耗能不连续问题。其中方案二的滞回曲线平滑耗能稳定,复位效果相对更好,既解决了方案一耗能不稳定的问题,也解决了初始方案耗能过程不连续的问题,是本文最理想的模型。
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