隅撑加强的端板连接节点钢框架结构抗震性能研究

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:A58400794
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目前,大多数钢结构框架主要是刚性节点和铰接节点,本文提出了一种带有一定转动能力的外伸端板和耗能隅撑共同作用的钢框架半刚性连接节点,通过在梁、柱节点布设小型耗能隅撑构件和外伸端板的共同作用,来实现优化加固既有建筑和提高既有建筑抗震等级的目的,这种小型耗能隅撑的体量小而且布置灵活,不但提高了原有钢框架的侧移刚度低的问题也解决了大型屈曲约束支撑布设不方便和刚度不均匀的问题。虽然国内外的学者分别针对小型耗能隅撑和半刚性节点都进行了大量的研究,但是在实际工程中,对于二者的应用仍然很不常见,特别是对二者的综合应用更是少之又少,所以本文利用这种小型耗能隅撑加强的外伸端板连接的半刚性节点来优化加固普兰店地区某既有钢结构框架办公楼,由于利用新型组合节点布设在梁柱节点附近可以提高原有结构的抗震性能,起到节约钢材,经济环保的目的,所以利用其对既有钢结构框架结构办公楼进行优化加固改造。采用两种不同的布设方式,来对比分析两种方式的整体受力性能和抗震性能,为其在实际工程中的应用提供一定的理论依据。本文通过数值模拟分析,主要取得以下成果:本文运用了等效替代的方法,计算出小型耗能隅撑的等效面积,使其等效成一个矩形杆,然后在YJK结构设计软件中进行结构的模拟分析,通过查看每种布设方式的层间位移角和用钢量,得到在满足规范限值的层间位移角前提下的最合理、最经济的耗能隅撑在既有钢结构办公楼中的布设方案;运用MIDAS GEN结构设计软件中的“滞后系统”,分别对不同布设方式和不同梁柱截面尺寸的模型进行静力弹塑性分析(Pushover)。分析每种模型的性能点曲线的特点以及每种模型在性能点处的塑性铰出铰状态,和在位移法进行到80步和120步时的塑性铰出铰状态。最后比较在性能点处的层位移值和层剪力值,得出模型BS-3-3的加固优化效果更为理想,更接近原结构模型。通过动力时程分析,分析了每种模型的最大层间位移、基底剪力以及耗能隅撑构件中的最大轴力,得到了每种参数随着梁柱截面尺寸的变化规律,分析了不同种模型在不同地震波下的计算结果,在一般情况下,层最大位移、基底剪力、每层耗能隅撑中的最大轴力的数值大致呈现出兰州地震波>Taft地震波>EI-Centro地震波的趋势。除了在Taft多遇地震波作用下的耗能隅撑最大轴力的数值和在兰州罕遇地震波作用下层最大位移的数值外,其他的参数均为模型BS-3-3更接近于原结构模型,所以模型BS-3-3的优化结果更可取。
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