带偏心支撑的半刚性钢框架结构抗震性能分析

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangsheng200888
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目前,多高层建筑常用的结构体系是钢框架结构,而梁柱节点是钢框架结构的关键部位。由于梁柱连接并不是理想的刚性连接,而是介于刚接和铰接之间。这种连接在弯矩作用下,梁柱之间会产生相对转角,因次视为半刚性连接,端板连接即是半刚性连接的一种。  国内外对端板连接节点的研究成果比较丰富。试验和理论分析表明,半刚性连接具有较好的耗能能力、抗震性能和塑性变形能力。但是,半刚接钢框架抗侧移能力较弱,在地震作用下变形较大,因此需采用偏心支撑以提高结构的抗侧移刚度。  本文主要研究单斜式偏心支撑以及人字形偏心支撑半刚性钢框架的动力性能,主要工作包括以下几个方面:  (1)采用6个不同的端板连接模型,分别改变连接端板厚度以及螺栓直径,通过半刚性连接弯矩-转角公式计算出节点的初始转动刚度、极限弯矩等参数,并绘制出节点的弯矩-转角曲线。  (2)运用SAP2000软件对半刚性框架进行数值分析,研究了节点转动刚度对框架顶点侧移、底部剪力、层间剪力等参数的影响,并同刚性框架进行了对比。虽然半刚性框架顶点侧移偏大,但底部剪力和层间剪力都明显减小,这表明半刚性框架具有更好的抗震能力。  (3)为研究偏心支撑对结构抗侧移能力的影响,共设计3组模型,分别为无支撑半刚性钢框架、带有单斜式偏心支撑和人字形偏心支撑半刚性钢框架。为考虑节点刚度的影响,结构采用3种半刚性节点,并同完全刚性框架进行了比较。  (4)对模型进行了模态分析,分析节点刚度的变化、偏心支撑的设置、偏心支撑的类型对结构自振周期的影响。  (5)对模型进行了多遇地震作用下和罕遇地震作用下的时程分析。分析了结构在地震作用下的顶点位移、底部剪力及各层的最大剪力的变化规律,总结出带偏心支撑半刚性钢框架的动力特性。  本文的研究成果为相关工程的设计和抗震减灾工作提供了借鉴作用。
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