安装块缝阻尼器(BSD)的Y型偏心支撑钢框架滞回性能研究

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结合Y型偏心支撑和金属块缝阻尼器(BSD),提出安装块缝阻尼器(BSD)的Y型偏心支撑结构,运用ABAQUS有限元软件分析安装块缝阻尼器(BSD)的Y型偏心支撑在低周循环荷载下的滞回性能。运用ABAQUS有限元软件对现有传统Y型偏心支撑钢框架试验进行模拟,通过对比分析试验与有限元计算的结果,验证有限元分析研究此类问题的可靠性。分析安装一级、二级块缝阻尼器(BSD)的Y型偏心支撑钢框架和传统Y型偏心支撑钢框架在循环荷载下的滞回性能。结果表明,相比于传统偏心支撑,安装块缝阻尼器的Y型偏心支撑滞回环包络面积大幅增加,承载力降低3.26%,结构延性提高59.57%,是一种抗震性能优良的支撑结构。研究在循环荷载作用下耗能钢带钢材强度、耗能段高宽比h0/b1、耗能段高厚比h0/t、耗能钢带数量、耗能段b2/b1等参数对安装块缝阻尼器(BSD)的Y型偏心支撑钢框架承载力、刚度退化、延性及耗能性能等方面的影响,并给出各参数的建议取值范围。建议耗能钢带数量取4~5个,耗能钢带b2/b1比值建议取为0.4~0.5,耗能钢带钢材强度等级建议选择Q235钢,耗能钢带高厚比建议取3.0~3.6,耗能钢带高宽比取值应大于3.3。各组试件BSD阻尼器和钢框架刚度的理论计算结果与有限元的误差为3.31%~19.49%,根据参数分析各组试件的破坏情况,二者刚度比建议取值为10~15。利用ABAQUS有限元软件建立2榀3层1跨的安装BSD阻尼器的钢框架(BSDF)和传统偏心支撑钢框架(TSJF)空间模型,对比分析两框架在循环荷载下的滞回性能。结果表明,框架BSDF的屈服承载力和极限承载力较框架TSJF分别提高了3.13%和11.12%,延性系数提高了56.7%,是一种滞回性能优良的框架支撑体系。
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