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建筑结构 2013年第S1期43卷 1152-1155页

作者：邢超刘勤王耆生刘晶磊北方工程设计研究院有限公司石家庄050011 天津大学建筑工程学院天津300072

钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能优越。以一栋办公楼工程为背景,对这种结构体系进行弹塑性地震反应分析,研究该种结构体系在地震作用下的抗震性能。建立了三维弹塑性分析模型,考虑大变形,进行了动力时程分析,对结构在地震作用下的构件变... 详细信息

钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能优越。以一栋办公楼工程为背景,对这种结构体系进行弹塑性地震反应分析,研究该种结构体系在地震作用下的抗震性能。建立了三维弹塑性分析模型,考虑大变形,进行了动力时程分析,对结构在地震作用下的构件变形和整体位移情况进行了研究,验证了该结构在罕遇地震作用下的安全性。

关键词：钢框架-钢板剪力墙结构弹塑性时程分析抗震性能

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新型易修复节点钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能研究

新型易修复节点钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能研究

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作者：杨瑞丰东南大学

学位级别：硕士

本文在矩形钢管混凝土柱侧板焊接节点的基础上,提出一种新型易修复矩形钢管混凝土柱-钢梁侧板连接节点(新型易修复梁柱节点),通过低周反复荷载试验对节点抗震性能和易修复性能进行研究,并采用有限元分析软件建立节点分析模型,通过试验... 详细信息

本文在矩形钢管混凝土柱侧板焊接节点的基础上,提出一种新型易修复矩形钢管混凝土柱-钢梁侧板连接节点(新型易修复梁柱节点),通过低周反复荷载试验对节点抗震性能和易修复性能进行研究,并采用有限元分析软件建立节点分析模型,通过试验结果对比验证分析模型准确性。基于试验和有限元参数分析结果,提出新型易修复梁柱节点的弯矩-转角关系模型。通过新型易修复节点钢框架-钢板剪力墙结构模型的低周反复荷载试验和有限元分析,进一步验证节点的适用性和弯矩-转角关系模型的准确性。主要研究内容和结论如下: (1)对5个新型易修复梁柱节点试件进行低周反复荷载试验,结果表明:新型易修复梁柱节点具有良好的抗震性能,地震作用下梁、柱始终处于弹性状态,塑性变形集中在阻尼器耗能钢板部位,地震后仅需更换阻尼器即可实现节点功能的快速恢复,满足装配式钢结构和抗震韧性结构的要求。节点试件滞回曲线饱满,等效粘滞阻尼系数大于0.38,延性系数大于3.8,屈服位移角1/143～1/72,极限位移角1/33～1/20,表现出良好的抗震性能。 (2)对比研究了阻尼器类型、耗能钢板约束形式和厚度等因素对新型易修复梁柱节点抗震性能的影响。研究表明:约束型阻尼器节点初始刚度和极限抗弯承载力最高,属于半刚性节点,垫板刚度对节点抗震性能影响较小,设置刚性垫板可提高节点的残余承载力;S形阻尼器节点初始刚度和极限抗弯承载力略低于约束型阻尼器节点,仍属于半刚性节点,其延性和总耗能显著高于约束形阻尼器节点;U形阻尼器节点初始刚度和极限抗弯承载力最低,属于铰接节点,增大耗能钢板厚度可提高节点受力性能。新型易修复梁柱节点可选用不同类型的阻尼器,节点的极限抗弯承载力和初始刚度可调整范围很大,节点通用性强。 (3)建立了新型易修复梁柱节点试件的有限元分析模型,进行了低周反复荷载下的全过程受力分析,结果表明:有限元分析得到的节点试件滞回曲线和破坏模式均与试验结果吻合较好,塑性变形集中在阻尼器耗能钢板位置,通过有限元分析可以较准确再现试件的试验现象和结果;约束型阻尼器节点破坏模式为耗能钢板受拉破坏;U形阻尼器节点破坏模式为阻尼器耗能钢板与两边耳板交接处形成塑性铰破坏;S形阻尼器节点破坏模式为阻尼器耗能钢板与两边耳板交接处、阻尼器耗能钢板弯弧段中部、阻尼器耗能钢板梁翼缘固定端形成塑性铰破坏。 (4)约束型阻尼器节点和S形阻尼器节点的弯矩-转角关系宜采用三参数幂函数模型,3个参数为节点的初始转动刚度、极限抗弯承载力和形状参数,物理意义明确,计算精度高。基于理论推导和拟合回归提出了3个参数的计算公式,方法如下:先采用组件法推导出节点的初始转动刚度和极限抗弯承载力计算理论公式,与试验和有限元参数分析结果对比发现,仅S形阻尼器节点的极限抗弯承载力需要通过拟合回归引入修正系数,其他理论公式可直接应用;将初始转动刚度和极限抗弯承载力代入三参数幂函数模型,通过对有限元参数分析结果进行拟合回归,得到约束型阻尼器节点和S形阻尼器节点的形状参数分别为1.41和1.92。 (5)对2个单榀两层的新型易修复节点钢框架-钢板剪力墙结构试件进行低周反复荷载试验,并采用本文提出的弯矩-转角关系模型建立了新型易修复节点钢框架-钢板剪力墙结构有限元模型。试验和有限元分析结果表明:新型易修复节点钢框架-钢板剪力墙结构试件的滞回曲线较为饱满,延性系数大于3.0,试件破坏模式为内嵌钢板边缘拉断或蝶形板剪断、梁柱节点处阻尼器耗能钢板屈服或拉断,新型易修复节点在结构中的协同工作性能良好。采用本文提出的弯矩-转角关系模型进行有限元分析,得到的滞回曲线、骨架曲线与试验结果基本吻合,满足工程应用的精度要求。

关键词：装配式易修复钢框架-钢板剪力墙结构侧板连接节点弯矩-转角关系模型

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某办公楼钢框架-钢板剪力墙结构弹塑性地震反应分析

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第四届全国建筑结构技术交流会暨汶川地震五周年工程抗震设计与新技术应用研讨会

作者：邢超刘勤王耆生刘晶磊北方工程设计研究院有限公司石家庄050011 天津大学建筑工程学院天津300072