方钢管混凝土组合柱框架体系节点研究及减震性能分析

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方钢管混凝土组合柱体系是最近新兴的高层钢结构住宅体系,研究学者对方钢管混凝土组合柱节点及其减震性能研究甚少。因此本文将采用有限元软件ABAQUS及SAP2000分别对钢管混凝土组合柱框架系的节点有限元研究及其抗震性能进行系统分析,主要内容如下:(1)通过有限元软件ABAQUS,分别建立改变节点区域的连接钢材双贴钢板、工字形、箱形截面的L形柱、T形柱、十形柱三维有限元分析模型,在柱顶施加水平低周往复荷载,考察其柱之间不同的连接形式对节点区的受力性能及破坏形态影响,得出组合柱节点区域采用箱型连接件的组合柱受力性能稍好些。(2)通过前一步ABAQUS分析出柱间节点区域较好的连接形式后,采用此节点形式用于钢管混凝土组合柱框架体系中,并通过SAP2000建立结构体系中设置普通人字形支撑、防屈曲支撑V形及A形及粘滞阻尼器的两种连接形式五种结构模型,对比分析五种模型时程分析的数据参数,结果表明:粘滞阻尼器对钢管混凝土组合柱的减震效果明显要好于防屈曲支撑及普通支撑的结构,且人字型粘滞阻尼器的连接形式要好于单斜撑形式,耗能的效果最优。(3)通过在方钢管混凝土组合柱结构体系中设置人字型粘滞阻尼器的水平及竖向布置方案,在多遇、罕遇地震作用下分别进行了减震性能和经济效益的对比分析,研究结果表明:阻尼器布置在结构内部的5、23轴的减震效果要好于结构外围1、27轴的布置方案;在结构中阻尼器每层均布的减震效果最好,其次是在结构的1-8(下半部)布置,第三是隔层布置,而在9-15层(下半部)布置效果较差,综合考虑,在结构下半部布置阻尼器更经济些,且减震效果良好。
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