耗能梁段长度对高层建筑偏心支撑框架抗震性能的影响

论文摘要

某高层建筑高139m,抗侧力体系选用型钢混凝土框架—核心筒结构,核心筒采用钢框架—支撑体系,支撑为偏心支撑。因结构主体高宽比较大,结构的层间位移难以满足《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98）的要求。在延性设计的前提下,如何提高结构的侧向刚度就成为本工程的设计重点。偏心支撑框架耗能梁段的长度对偏心支撑框架的侧向刚度、延性和耗能能力有很大影响。确定合适的耗能梁段长度,以提高结构的抗震性能为本文主要解决的问题。本文的主要工作如下:（1）概述了偏心支撑框架产生的背景和发展状况,介绍了偏心支撑框架的设计原理及其耗能梁段的屈服模式、不同屈服模式下的耗能能力和合理长度的取值方法等。（2）采用ANSYS有限元软件建立不同耗能梁段长度的偏心支撑框架三维实体有限元模型,在梁端分别施加单向荷载和位移控制的低周往复荷载,得出耗能梁段长度与结构侧向刚度、延性和耗能能力等的关系以及破坏机制。建议最佳耗能梁段长度值,为工程设计提供依据。（3）分别建立纯框架、不同耗能梁段长度的偏心支撑框架和中心支撑框架计算模型,进行地震响应分析,比较它们地震响应的差异,特别是分析不同耗能梁段长度对偏心支撑框架地震响应的影响,进一步确定本工程耗能梁段的最优长度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 高层钢结构体系
• 1.2 工程概况
• 1.3 工程存在问题
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 偏心支撑框架的设计原理及设计计算方法
• 2.1 偏心支撑框架结构产生的背景和发展状况
• 2.1.1 偏心支撑框架结构产生的背景
• 2.1.2 偏心支撑框架结构的发展情况
• 2.2 偏心支撑框架的设计原理及设计计算方法
• 2.2.1 偏心支撑框架的设计原理
• 2.2.2 耗能梁段的简化屈服模型
• 2.2.3 不同屈服形式的耗能梁段耗能计算方法
• 2.2.4 耗能梁段的承载力
• 2.2.5 耗能梁段的截面选择
• 2.3 耗能梁段合理长度的取值方法
• 第三章 耗能梁段长度对偏心支撑框架抗震性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 计算模型的建立
• 3.2.1 计算模型的几何尺寸
• 3.2.2 材料的本构模型
• 3.2.3 加载制度、约束条件和破坏准则
• 3.3 计算结果及其分析
• 3.3.1 侧向弹性刚度
• 3.3.2 延性和耗能能力
• 3.3.3 极限荷载
• 3.3.4 刚度的有效退化系数
• 3.3.5 模型破坏时加劲肋的受力状态
• 3.4 本章小结
• 第四章 耗能梁段长度对偏心支撑框架地震响应的影响
• 4.1 引言
• 4.2 计算模型的建立
• 4.2.1 计算模型的几何尺寸
• 4.2.2 材料本构模型
• 4.2.3 地震波的选取
• 4.3 计算结果及其分析
• 4.3.1 水平位移
• 4.3.2 支撑轴力
• 4.3.3 柱底剪力
• 4.3.4 柱端弯矩
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢