多层自复位耗能支撑框架结构抗震性能分析

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传统的抗震结构通过增加支撑或剪力墙等抗侧力体系来提高结构抗震性能,降低结构变形响应,但是这类结构在震后可能依然有较大的残余变形,会严重影响结构的使用功能并增加震后维修费用。具有层屈服机制的结构在地震中极易发生层间失效,近断层地震动的速度脉冲等效应更加剧了这种局部破坏的可能性,严重制约结构整体抗震性能的发挥。自复位耗能支撑(SCEDBs)是一种兼具自复位能力与耗能能力于一体的新型承载耗能构件,符合日益发展的基于性能抗震设计的需要,对结构体系具有很好的消能减震效果。自复位耗能支撑体系由于其独特的自复位系统的复位作用以及其自身提供给框架结构的刚度,有效的控制了结构的变形模式,不仅降低了结构出现薄弱层的可能性,控制了结构的损伤模式,使结构在强震作用下具备延性破坏的特性,而且又可以维持结构的承载能力和控制结构的震后残余变形,降低结构的响应。本文主要研究内容如下:(1)介绍自复位耗能支撑的构造组成及组装方式,并对其工作过程及复位原理进行阐述,基于Open Sees软件实现自复位耗能支撑的有限元建模。(2)基于Open Sees平台,建立自复位耗能支撑结构体系的非线性有限元纤维模型,选择不同层数的钢结构框架(2层、4层、6层、8层、10层和12层)分别对其进行静力推覆分析,以及在多遇和罕遇水准地震动作用下的非线性动力时程分析,并与相同条件下的屈曲约束支撑(BRBs)框架进行对比,采用不同的性能指标进行评价,分析自复位耗能支撑对结构地震响应的影响,并依据性能评价指标对结构的损伤进行评估。(3)分析了结构从弹性阶段到破坏全过程的性能点指标参数,并对结构整体做易损性对比分析。利用Open Sees分别对带有自复位耗能支撑(SCEDBs)和屈曲约束支撑(BRBs)的钢框架结构在近断层地震动与远场地震动作用下进行增量动力分析(IDA),在不同性能点处分析结构的减震效果;基于IDA进行整体易损性分析,对比分析自复位耗能支撑体系和屈曲约束支撑体系在不同性能状态处近断层和远场地震动下的易损性。
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