偏心支撐結構在現代鋼結構應用的試驗與理論研究.pdf

1、本文根據“利用兩個或多個耗能元件協同工作，同時耗能”的設計思路，提出一種新型的框架支撐形式一耗能器偏心支撐，即在偏心支撐斜桿上設置一種摩擦型耗能器。同時，還針對傳統(tǒng)梁柱連接節(jié)點加強措施存在的不足，提出了用于單斜桿偏心支撐結構的剪切型耗能梁段與柱連接節(jié)點的新型改進加蓋板方案。本文采用Q235B鋼制作了三榻偏心支撐結構試件，并進行了擬靜力試驗研究。同時采用ANSYS有限元分析程序對偏心支撐結構試件進行了有限元分析，并分析了各截面參數對構件性

2、能的影響。具體完成了如下工作:
　　 1)進行了三棍單斜桿偏心支撐框架結構的1/3縮尺試驗方案設計和擬靜力試驗。主要研究耗能器偏心支撐結構及新型改進加蓋板方案用于單斜桿偏心支撐結構在循環(huán)荷載作用下的破壞機理和抗震性能，并與傳統(tǒng)的剪切型耗能梁段與柱直接相連的單斜桿偏心支撐結構試件在循環(huán)荷載作用下的破壞機理和抗震性能相比較，分析了本文提出的兩種新型偏心支撐結構的抗震耗能能力和承載力。
　　 2)運用ANSYS分析程序建立框架

3、的有限元模型，系統(tǒng)地分析了上述三榻1/3縮尺試驗中的偏心支撐結構試件在單向加載和循環(huán)荷載兩種加載方式作用下的破壞機理和抗震性能，得到偏心支撐框架的滯回曲線、骨架曲線、剛度退化曲線等一系列相關結果，研究了本文提出的兩種新型偏心支撐結構的抗震耗能能力和承載力。
　　 3)將三棍試件的有限元分析結果與試驗結果對比，兩者吻合較好，驗證了有限元分析的精度和正確性。
　　 4)改變兩種新型偏心支撐結構的相關參數，利用ANSYS分析程

4、序建立有限元分析模型，研究了不同參數對兩種新型偏心支撐結構耗能能力的影響，并提出兩種新型偏心支撐結構的改進措施。
　　 綜合試驗和有限元分析的結果，本文研究主要得到以下結論:
　　 1)新型改進加蓋板方案中A段的設置，可以避免剪切鉸和彎曲鉸在柱邊形成，使耗能梁段的剪切破壞遠離鋼柱翼緣，從而也可以放松鋼柱對耗能梁段的約束，并避免在鋼柱翼緣處產生層狀撕裂，減少震后修復工作量，達到新型節(jié)點方案的設計目的。
　　 2)只

5、有在滿足耗能梁段與節(jié)點加強域(A段)的長度之和≥1.6Mp/Vp的前提條件下，新型改進加蓋板方案用于單斜桿偏心支撐結構的剪切型耗能梁段與柱連接節(jié)點中，才會表現出較好的抗震耗能能力。
　　 3)新型改進加蓋板方案中蓋板厚度的改變對單斜桿偏心支撐結構的剛度幾乎沒有影響，將蓋板加厚對試件承載力和耗能能力的影響不大;梁柱連接板厚度的加厚、在A段增設加勁肋、A段長度適當減小等措施可以使耗能梁段的屈服遠離鋼柱翼緣，可以明顯提高試件的耗能能力

6、。
　　 4)單斜桿耗能器偏心支撐結構:由于支撐斜桿上設置了耗能器，相當于在支撐斜桿上設置了一個薄弱部位，在地震荷載下耗能梁段進入塑性以后，耗能器可以產生滑移耗散一部分地震能量，和耗能梁段一起構成兩個耗能元件，增加了試件的延性，減少了耗能梁段吸收的能量和轉動變形，減輕了耗能梁段的破壞程度，起到了“雙保險”的作用，可以達到減少結構地震反應的目的。
　　 5)在彈性階段，耗能器偏心支撐試件中的耗能器不產生滑移，以支撐作為加強