偏心支撐結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)應用的試驗與理論研究.pdf

1、本文根據(jù)“利用兩個或多個耗能元件協(xié)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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?qū)ζ闹谓Y(jié)構(gòu)試件進行了有限元分析，并分析了各截面參數(shù)對構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)及新型改進加蓋板方案用于單斜桿偏心支撐結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)果，研究了本文提出的兩種新型偏心支撐結(jié)構(gòu)的抗震耗能能力和承載力。
　　 3)將三棍試件的有限元分析結(jié)果與試驗結(jié)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(jié)構(gòu)的相關參數(shù)，利用ANSYS分析程

4、序建立有限元分析模型，研究了不同參數(shù)對兩種新型偏心支撐結(jié)構(gòu)耗能能力的影響，并提出兩種新型偏心支撐結(jié)構(gòu)的改進措施。
　　 綜合試驗和有限元分析的結(jié)果，本文研究主要得到以下結(jié)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(chǎn)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(jié)構(gòu)的剪切型耗能梁段與柱連接節(jié)點中，才會表現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu):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(chǎn)生滑移耗散一部分地震能量，和耗能梁段一起構(gòu)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(chǎn)生滑移，以支撐作為加強