1. 研究目的与意义
在人类文明的发展长河中,地震这一自然灾害一直都扮演着破坏或者是毁灭的角色。中国在世界上也算是地震多发的国家之一,所以,如果可以合理有效地减轻地震对建筑物的危害以及可以快速恢复地震过后建筑物的使用功能,那么地震将不再那么的可怕。“耗能减震”是实现结构良好抗震性能和震后功能可恢复最直接、有效的途径之一。
目前为止,钢框架的形式主要有纯框架(mrf)、中心支撑框架(cbf)、偏心支撑框架 (ebf)和隅撑支撑框架(kbf)。单一的纯框架越来越不能满足建筑结构的抗震设计要求,支撑的作用越来越重要。支撑在钢框架结构中是弯曲构件,地震发生的时候,支撑作为钢框架结构的第一道防线,降低了框架结构的层间位移;梁和柱作为钢框架结构的第二道防线,两者协同工作能够有效地提高钢框架结构的抗震性能。而偏心支撑钢框架(ebf)是近年来发展起来的一种新型的抗震结构形式,它的特点就是支撑斜杆两端中至少有一端是不在梁柱节点处相交的,这样柱与斜杆之间,或者斜杆与斜杆之间会形成一个耗能梁段。在强地震作用下,通过耗能梁段的非弹性变形进行耗能,使耗能梁段的剪切屈服在先,从而保护支撑斜杆不屈服或屈服在后。偏心支撑结作为一种耗能减震的结构体系,有着纯框架结构的良好延性和中心支撑结构的强大刚性,具有受力性能合理、抗侧移刚度大、抗震性能良好等优点。在地震作用下,偏心支撑结构通过其耗能梁段的塑性变形耗散掉能量,将结构的损伤集中在耗能梁段,这样大大减轻了地震后的修复工作。目前,偏心支撑结构已应用于新建建筑物、桥梁和房屋抗震加固等领域中。
有限元软件的应用越来越多,采用有限元软件研究,降低了研究的成本,具有一定的经济优势,但是缺乏考虑实际存在的施工误差等因素。但是这丝毫不影响它在拟建模型上的优势。在此次课题研究之中也是使用有限元软件abaqus进行建模分析,争取为工程设计提供一定的参考,也争取让k字型偏心支撑得到更广泛的传播应用。
2. 研究内容和预期目标
对两种耗能梁段下的K型支撑钢框架进行地震台模拟,研究两种不同耗能梁段对结构地震反应的影响,分析了结构极限承载能力、层间位移、刚度退化等性能。通过ABAQUS或者SAP2000有限元分析软件建立不同耗能梁段长度的K型偏心防屈曲支撑钢框架模型,利用软件的ABAQUS静力分析或者SAP2000的非线性静力分析,获得结构的力与位移曲线。希望可以通过软件的最终处理结果来确定K字型偏心支撑中相对于某一个已知地震波荷载来说最合适的耗能段长度取值范围。
3. 研究的方法与步骤
方法:弹塑性时程分析法
弹塑性时程分析方法将结构作为弹塑性振动体系加以分析,直接按照地震波数据输入地面运动,通过积分运算,求得在地面加速度随时间变化期间内,结构的内力和变形随时间变化的全过程,也称为弹塑性直接动力法。
步骤:
4. 参考文献
[1]程路海,刘克昭,王倩倩.k形支撑对钢框架结构中抗震性能的作用分析.煤炭工程,2012年第10月
[2]张光伟,孟宏睿.k形偏心支撑钢框架耗能段长度对其抗震性能的影响.兰州理工大学学报,第44卷第4 期2018年8月
[3]孙山川,王新武,孙海粟,时强.不同长度耗能梁段偏心支撑框架受力性能.河南科技大学学报(自然科学版),第41卷第1期2020年2月
5. 计划与进度安排
[1]3月16日-3月22日文献检索,提交开题报告
[2]3月23日-4月05日论文研究,提交外文翻译初稿
[3]4月 06日-5月17日 论文研究,提交论文初稿
