建筑抗震支吊架抗震性能分析及现场检测方法研究

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近些年全球各国地震勘察报告分析发现,地震中由于建筑非结构构件损坏造成的人员伤亡和经济损失在总损失中的占比不断上升。抗震支吊架系统在建筑机电抗震中发挥着至关重要的作用,而国内对其的性能研究仍存在诸多短板,特别是优化设计与现场检测技术方面尚属空白。本文基于大量试验数据以及有限元模拟,围绕建筑抗震支吊架性能优化设计与新型现场检测方法这一目标,开展了一系列针对抗震支吊架优化设计与研究。主要工作如下:(1)基于大量实际工程项目,通过有限元软件计算分析,统计抗震支吊架的自振周期分布,得出抗震支吊架的自振周期绝大多数小于0.10s,同时存在少量抗震支吊架系统自振周期大于0.10s;以此为基础,对等效侧力法、时程分析法、楼面反应谱法等地震作用计算方法的适用性、优劣性进行对比,并通过引入动力放大系数概念结合楼面反应谱法进一步提出适用于抗震支吊架系统地震作用计算的简化振型分解反应谱法。同时,通过有限元模型对多层及高层结构进行计算,将抗震支吊架地震作用动力放大系数确定为1.2,进一步提升了简化振型分解反应谱法的经济性及工程实用性;(2)进行单厂家抗震支吊架抗震连接件的破坏试验以及多厂家抗震支吊架性能对比破坏试验,探究抗震支吊架抗震连接构件破坏机理和合理的受力形式,为抗震支吊架抗震连接构件优化设计提供科学准确的依据。基于有限元软件ANSYS workbench与试验结果对比,探究抗震连接构件薄弱部位,结合试验给出抗震连接构件优化建议。(3)针对目前检测方法无法对抗震支吊架实现现场受力性能检测这一行业痛点,设计了一种抗震支吊架系统现场抗震性能检测装置,实现了对抗震支吊架系统现场抗震性能的检测。同时采用Solidworks软件对设计的抗震支吊架现场检测装置进行有限元分析模拟,保证检测装置在最不利使用条件下强度及刚度满足要求。最后进行了抗震支吊架现场检测装置实际工程检验,通过对六套不同尺寸及承载力的抗震支吊架系统进行抗震性能检测,验证现场检测装置具有良好的工程实用性。
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