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带可替换耗能梁段的偏心支撑钢框架具有震后修复方便、经济等优点，但目前国内外学者对该类型的研究很少。为此，设计16组与偏心支撑钢框架采用螺栓连接的腹板连接型耗能梁段，并对16组试件进行数值模拟分析，讨论截面尺寸、耗能长度、加劲肋间距、加劲肋布置以及综合参数等变化参数对腹板连接型耗能梁段在低周往复荷载作用下的滞回性能、骨架曲线的影响，建立腹板连接型耗能梁段简化的恢复力模型。结果表明，影响腹板连接型耗能梁段耗能的主要参数是截面尺寸，建立的恢复力模型与模拟的骨架曲线对比吻合较好，可以为此类耗能梁段弹塑性分析作为参考。 相似文献
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偏心支撑结构是一种高烈度地震区高层建筑钢结构合理的抗侧力体系,本文针对目前偏心支撑结构存在的不足,提出一种新型的框架支撑形式——耗能器偏心支撑;并将该单斜杆(D型)耗能器偏心支撑与支撑斜杆上不加设耗能器的D型偏心支撑结构进行了对比试验。验证了该新型框架支撑形式不仅可以减少耗能梁段吸收的地震能量,而且可以减小耗能梁段的破坏程度,从而减少震后修复工作量;它具有很好的变形能力和足够的抗侧移能力。文中同时给出了设计方法,并提出了改进措施。 相似文献
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耗能段腹板高厚比对Y型偏心支撑钢框架滞回性能影响的试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
Y型偏心支撑钢框架是偏心支撑结构中抗震耗能的结构形式之一,为了研究Y型偏心支撑钢框架中耗能梁段腹板高厚比对结构滞回性能的影响,进行了2榀1/3缩尺Y型偏心支撑钢框架的低周反复荷载试验.本文主要介绍了试验过程,分析了Y型偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、刚度退化规律以及耗能能力.试验结果表明:Y型偏心支撑钢框架延性好、耗能能力强,耗能梁段腹板高厚比的改变对Y型偏心支撑钢框架强度、刚度以及耗能能力具有较大的影响.耗能梁段腹板高厚比设计得合理,Y型偏心支撑钢框架侧向刚度较大,可以满足在小震或中震作用下的结构变形要求,在大震作用下提供良好的变形能力和耗散地震能量的功能. 相似文献
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高强钢组合K型偏心支撑框架耗能梁段和支撑采用Q345钢,其余构件采用Q460钢,不仅能有效减小构件截面、节约钢材、降低造价,而且有助于推广高强钢的应用。为了比较高强钢组合K型偏心支撑框架与Q345钢K型偏心支撑框架的抗震性能,在试验研究的基础上,设计两组共8个不同层数的高强钢组合K型偏心支撑框架与Q345钢K型偏心支撑框架,并分别对其进行非线性静力推覆分析和动力时程分析,对比分析两种结构形式的承载力、刚度、延性以及地震作用下层间变形能力和耗能梁段。结果表明:在满足抗震性能要求的前提下,相同设计条件下高强钢组合K型偏心支撑框架变形略差于Q345钢K型偏心支撑框架,但是其构件截面较小,可以节省钢材,降低工程造价,具有较高的经济效益。 相似文献
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《世界地震工程》2016,(2)
高强钢组合偏心支撑结构是梁柱采用高强钢材,耗能梁段采用普通钢材的新型结构体系。采用ABAQUS有限元软件建立了9个不同层数与钢材强度组合D型偏心支撑框架有限元模型,进行了滞回性能分析。通过与普通钢D型偏心支撑框架结构对比,表明虽然高强钢组合D型偏心支撑的滞回性能略差,但随着结构层数的增加,其延性、耗能能力与普通钢偏心支撑结构的差距逐渐减小,且具有结构承载力高和刚度退化慢的优点,适用于高层结构。同时,由于高强钢构件截面较小,可以大大减少结构用钢量,因此有较高的经济效益。综合各因素考虑,建议在设计9层至14层D型偏心支撑结构时采用高强钢,钢材宜采用Q460。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2015,(5)
针对偏心支撑框架体系耗能梁段震后修复难度大、经济性差的问题,提出了采用剪切钢板阻尼器作为可更换耗能梁段的偏心支撑结构体系。采用ABAQUS有限元软件对国外已完成的可更换耗能梁段偏心支撑试验进行结构分析,验证了有限元建模的正确性,分别对不同腹板宽厚比、腹板钢材屈服强度、腹板加劲肋设置情况下的剪切钢板阻尼器K型、D型偏心支撑钢框架进行结构分析,研究了耗能梁段的变形机制、滞回耗能能力以及局部失稳、局部破坏形态。分析结果表明:剪切钢板阻尼器作为耗能梁段是可行的,阻尼器首先发生屈服,起到了主要耗能作用,在实际工程应用中建议剪切钢板阻尼器腹板宽厚比宜小于30,腹板钢材宜采用软钢及低屈服点钢,采用加劲肋来保证阻尼器不发生平面外屈曲。 相似文献
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耗能梁段作为偏心支撑结构的耗能元件，在大震作用下通过弹塑性变形吸收地震能量，保护主体结构处于弹性受力状态。现行规范基于强度的设计理论，为了保证耗能梁段进入塑性或破坏，梁柱构件需要进行放大内力设计，导致截面过大，而且基于强度的设计方法很难保证结构的整体破坏状态。目前，抗震设计越来越重视基于性能的设计思想，该方法能够评估结构的弹塑性反应。对于高强钢组合偏心支撑，其中耗能梁段和支撑采用Q345钢，框架梁柱采用Q460或者Q690高强度钢材，高强钢不仅带来良好的经济效益，而且能够推广高强钢在抗震设防区的应用。利用基于性能设计方法设计了4种不同形式的高强钢组合偏心支撑钢框架，包括K形、Y形、V形和D形，考虑4层、8层、12层和16层的影响。通过Pushover分析和非线性时程分析评估该结构的抗震性能，研究结果表明:4种形式的高强钢组合偏心支撑钢框架具有类似的抗震性能，在罕遇地震作用下，几乎所有耗能梁段均参与耗能，而且层间侧移与耗能梁段转角沿高度分布较为均匀。其中:D形偏心支撑具有最大的抗侧刚度，但延性较差，而Y形偏心支撑的抗侧刚度最弱，但延性最佳。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2021,41(3)
提出一种新型全装配式混凝土梁柱-钢支撑组合节点,是实现装配式混凝土框架-Y形偏心钢支撑结构预期抗震性能的关键问题之一。采用校正的有限元方法对5种考虑不同因素的腹板开洞型抗剪连接键进行研究,以得到其受剪承载力和损伤模式。随后对基于合理分析模型、材料参数、单元接触、边界条件与加载方式等分析方法的新型节点研究表明,在不同地震水平往复力作用下,组合节点的滞回曲线表现为弹性,即未进入塑性和耗能。另外,在达到最大负向、正向位移时,抗剪连接键、对穿螺杆和支撑连接板仍处于弹性状态,混凝土损伤值和损伤区域均较小,即该新型组合节点具有高承载力、可全装配、功能可恢复等特点,可满足相应结构对该组合节点的要求。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2020,(3)
含可更换剪切型耗能梁段钢框筒是一种耗能性能良好的结构,利用位于部分裙梁跨中的耗能梁段集中塑性变形,有利于震后损坏耗能梁段的快速替换和结构功能的快速恢复。在整体结构的设计和性能分析中,Q235耗能梁段的超强系数和剪切铰模型至关重要。利用SAP2000软件设计了一个30层原型结构,通过试验验证了有限元建模方法的正确性,比较了两种子结构的性能,基于简化的子结构考察了柱轴压比、耗能梁段长度比的影响,以及Q235剪切型耗能梁段的屈服和抗拉强度不同组合下的超强系数,对耗能梁段的剪切铰参数进行了建议。研究表明:随着子结构柱轴压比的增大,子结构的水平力逐渐减小,但耗能梁段的滞回性能基本不变;建议用于钢框筒中的剪切型耗能梁段的长度介于1/8～1/4柱中心线距离,且耗能梁段的长度比建议采用0.79～1.30;长度比为0.79, 0.96, 1.13, 1.30和1.46的Q235耗能梁段的平均超强系数分别为1.62, 1.58, 1.57, 1.52和1.47,钢材的抗拉强度对耗能梁段的超强系数影响较小;用于剪切型耗能梁段端部连接设计的剪力可取1.3倍的预期受剪承载力。 相似文献
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为了增强传统钢框筒结构(Steel framed-tubed structures, SFT)的抗震性能和震后功能可恢复能力，提出了螺栓拼接连接可更换耗能梁段-钢框筒结构(Steel framed-tubed structures with bolt-splice-connected repairable link beams, SFT-RLB)。首先给出了SFT-RLB结构构件的设计方法；然后基于OpenSEES平台提出了整体结构的弹塑性数值模型建模方法，通过子结构试验结果验证了有限元模型的准确性；继而设计了SFT和SFT-RLB结构算例，对比了2种结构的弹性和弹塑性性能；最后采用IDA方法对结构算例的抗地震倒塌能力进行评估。分析结果表明，SFT-RLB结构主要通过耗能梁段发展塑性耗散地震能量代替裙梁端部形成塑性铰，其耗能能力和变形能力均明显优于SFT结构。大震作用下，裙梁中设置的耗能梁段充分进入塑性耗散地震能量，可以有效地减小结构的基底剪力和层间侧移角，从而降低结构的地震作用，减轻主体构件的损伤程度。SFT-RLB的残余层间侧移角小于试验测得的可允许更换残余侧移角，证明结构具有震后... 相似文献
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采用带锚筋的锚板、腹板、端板以及加劲板作为连接件,能够通过干式连接方法将上下预制剪力墙构件连为整体。为研究该新型全装配式剪力墙的受力性能和抗震性能,设计了2个剪跨比为0.783的试件和1个相同剪跨比及配筋率的现浇整体墙体,并进行了低周往复拟静力试验,分析了该全装配式剪力墙的承载能力、刚度、延性性能和耗能能力等。研究结果表明:现浇整体墙体和全装配式剪力墙的破坏形式均为受剪破坏,全装配式剪力墙的极限位移角大于现浇整体墙体极限位移角,分别为1/77和1/133,轴压比为0.3时平均延性系数3.47,低于现浇整体墙体平均延性系数4.62;但该全装配式剪力墙具有较高的承载能力和耗能能力。型钢与剪力墙的锚筋需采用穿孔塞焊的形式连接,避免锚筋与锚板焊接的位置发生剪断的现象。 相似文献
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通过对采用高强钢筋的6片T形混凝土短肢剪力墙和采用高强钢筋高强混凝土的6片L形短肢剪力墙进行低周往复加载试验,研究了T形和L形的破坏形态与性能差异,分析了高厚比、轴压比、配箍间距等参数对构件破坏形态、滞回耗能、骨架曲线、延性及耗能等抗震性能的影响,对比分析了构件与普通短肢剪力墙的抗震性能差异。试验结果表明:采用腹板端部箍筋加密的方式可减轻构件端部的损伤和降低正负向加载时承载力和延性的不对称性;T形构件中高厚比为5的试件表现为弯曲破坏,其他构件表现为弯剪破坏;试验中高厚比小的构件相对于高厚比大的试件延性耗能更好,轴压比增大,构件承载力提高但延性降低;与普通短肢剪力墙相比,T形短肢剪力墙承载力和变形能力提高,耗能增加,L形短肢剪力墙承载力提高较大,极限位移增大,构件后期变形能力略有降低,但可以满足抗震性能要求。 相似文献
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在已有理论和试验研究的基础上，对复式钢管混凝土外肋环板节点的抗剪受力性能进行分析。建立了节点核心区的抗剪受力模型，将节点域抗剪贡献分为三部分:节点域内外钢管腹板的抗剪贡献、节点主要连接件竖向肋板与锚固腹板的抗剪贡献以及节点域混凝土的抗剪贡献，推导了复式钢管混凝土柱节点屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力的计算公式，为复式钢管混凝土柱节点的工程设计提供承载力计算方法。理论得到的节点屈服剪力和极限剪力值与试验结果进行了对比，并提出抗剪能力储备系数这一新指标反映节点的抗剪切破坏能力，量化地解释了节点发生梁铰破坏后抗剪能力的安全储备。得出此类新型节点在破坏时抗剪储备能力充足，可保证节点达到良好延性的破坏模式，说明节点设计符合强剪弱弯的抗震设计原则。 相似文献
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针对我国村镇地区仍广泛存在生土结构房屋，且其结构整体性及抗震性能较差的现状，提出一种可有效提高其抗震性能、具有施工便捷性和装配属性的新型钢节点木构架-生土墙结构形式。进行了新型钢节点木构架-生土墙与农房中常见的素生土墙、上土坯下砖砌体混砌墙、传统榫接木构架-生土墙的拟静力对比试验，比较了4个墙体试件的破坏形态、滞回曲线和骨架曲线特征，以及延性系数、耗能能力、极限层间位移角等抗震性能指标。研究表明:素生土墙和上土坯下砖砌体混砌墙抗震性能较差，木构架的约束作用可有效提升生土墙的抗剪承载力和延性，新型钢节点连接的木构架-生土墙抗震性能优于榫接形式，具备一定的推广应用价值。 相似文献
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为限制隔震层位移，研发了同时提供刚度和阻尼力的新型弹塑性软碰撞防护装置，该装置主要由铅芯橡胶支座、剪力键及中空连接钢板组成。首先对铅芯橡胶支座进行了设计压应力12MPa下基本性能试验及压应力0 MPa下剪切试验；然后进行了弹塑性软碰撞防护装置的水平力学性能测试试验，测定装置的屈服后刚度、屈服力及支座顶端转角，探讨了剪力键外圆面罩橡胶套对试验结果的影响，对比分析了装置的水平力学性能指标与支座在0MPa下剪切试验结果的差异；最后，对弹塑性软碰撞防护装置进行了数值模拟，对比了数值模拟与试验的水平力-位移滞回曲线。结果表明:弹塑性软碰撞防护装置可提供刚度及阻尼力，在剪力键外圆面罩上橡胶套后对试验结果基本无影响；与0MPa下支座测试结果相比较，装置的屈服后刚度及屈服力有所降低；支座顶端转角随支座剪应变的增大而增大；数值模拟与试验的滞回曲线吻合良好，该装置具有良好的滞回耗能能力。 相似文献
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带斜筋单排配筋混凝土剪力墙结构是为取代粘土砖多层住宅结构而发展起来的一种新型多层混凝土结构,其经济性合理,抗震性能优于传统的砌体结构.为进一步充分了解其抗震性能,开展该新型结构体系中“L”形截面剪力墙的非工程轴方向抗震性能试验研究.进行1个单排配筋混凝土“L”形截面剪力墙和1个带斜筋的单排配筋混凝土“L”形截面剪力墙低周反复荷载试验,对比分析其破坏特征、滞回特性、耗能能力、承载力、延性、刚度,并利用ABAQUS软件进行非线性有限元分析,探究斜筋对其抗震性能的影响.研究结果表明,在非工程轴方向,带斜筋单排配筋“L”形截面混凝土剪力墙的抗震性能优于不带斜筋的剪力墙. 相似文献
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本文设计了1片普通混凝土剪力墙试件和5片混杂纤维混凝土剪力墙试件,进行低周往复加载试验,研究混杂纤维混凝土分布位置和高度对剪力墙抗震性能的影响。根据拟静力试验数据,分析了墙体试件的滞回曲线、骨架曲线及关键点、位移延性、刚度退化性能、耗能能力以及关键位置钢筋应力应变分布情况。结果表明:（1）剪力墙试件中采用混杂纤维混凝土的区域以均匀的水平裂缝为主,有效控制了剪力墙的斜裂缝的产生,最终表现出弯曲破坏模式。（2）相比混杂纤维混凝土分布在约束边缘区域,混杂纤维混凝土分布在底部的试件滞回曲线更加饱满,耗能能力更好。（3）混杂纤维混凝土分布高度越高,滞回曲线越饱满。当分布高度大于0.3h （h为全长）时,混杂纤维混凝土分布高度的提升对承载能力和变形能力的影响较小。（4）混杂纤维混凝土的掺入提高了剪力墙的抗剪性能,在一定程度上可替代水平分布筋。 相似文献
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Timothy John Sullivan 《Bulletin of Earthquake Engineering》2013,11(6):2197-2231
This paper details a direct displacement-based design procedure for steel eccentrically braced frame (EBF) structures and gauges its performance by examining the non-linear dynamic response of a series of case study EBF structures designed using the procedure. Analytical expressions are developed for the storey drift at yield and for the storey drift capacity of EBFs, recognising that in addition to link beam deformations, the brace and column axial deformations can provide important contributions to storey drift components. Case study design results indicate that the ductility capacity of EBF systems will tend to be relatively low, despite the large local ductility capacity offered by well detailed links. In addition, it is found that while the ductility capacity of EBF systems will tend to reduce with height, this is not necessarily negative for seismic performance since the displacement capacity for taller EBF systems will tend to be large. To gauge the performance of the proposed DBD methodology, analytical models of the case study design solutions are subject to non-linear time-history analyses with a set of spectrum-compatible accelerograms. The average displacements and drifts obtained from the NLTH analyses are shown to align well with design values, confirming that the new methodology could provide an effective tool for the seismic design of EBF systems. 相似文献
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为了研究温度对铅芯橡胶支座（LRB）隔震桥梁抗震性能的影响，以一座七跨连续梁桥为对象，考虑LRB在夏季和冬季不同温度下的力学特性，利用OpenSees对桥梁抗震性能进行研究。通过对不同温度下墩柱、支座及桥梁系统的地震易损性分析，获得了温度对铅芯橡胶支座隔震桥梁抗震性能的影响。结果表明:（1）与夏季相比，冬季低温降低了桥墩的延性及LRB的剪切变形和耗能能力，使地震作用时墩顶位移和支座变形均小于夏季，降低了LRB的减震效果；（2）冬季低温增大了地震作用时桥墩、LRB及桥梁系统在各个破坏状态的损伤概率，在中等及严重破坏状态时损伤概率相比夏季分别增加了8%和15%。在寒冷地区进行LRB隔震桥梁设计时，应考虑低温导致的LRB隔震效果降低对桥梁抗震性能的影响。 相似文献