对焊式防屈曲支撑混凝土框架的试验研究及有限元分析

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与传统支撑相比,防屈曲支撑具有受压不易屈曲,耗能性能稳定,减震效果明显等优点。目前,防屈曲支撑在混凝土框架中的应用较钢结构少,技术也不是很成熟。而在我国,混凝土结构量大面广,加之近年来地震频发,混凝土结构抗震加固迫在眉睫。因此,推进防屈曲支撑在混凝土结构中的应用,具有重要的工程意义和实用价值。本文在国内外相关防屈曲支撑理论研究和试验研究的基础上,依据本课题组多年研究提出的减震设计方法,制作一榀混凝土框架,并与前人试验结果进行对比,试验结果应包括框架结构的滞回曲线、单斜式支撑对框架的影响和焊接连接对节点板和防屈曲支撑的影响。试验结果表明:所设计的防屈曲支撑混凝土框架水平荷载-侧移滞回曲线饱满;防屈曲支撑耗能稳定,能显著增加结构阻尼,有效降低地震反应。试验结果显示防屈曲支撑能够显著增加结构的抗震性能,有效保护主体结构。应用SAP2000有限元软件建立了试验所以框架的结构模型并与设置人字型支撑的框架模型和原模型进行对比,在多遇地震、设防地震和罕遇地震工况下对防屈曲支撑进行了抗震减震性能分析。分析结果显示防屈曲支撑的滞回曲线饱满,设置防屈曲支撑后的混凝土框架的层间位移角明显减小,层间剪力明显增加,说明防屈曲支撑能够能够有效地发挥抗震性能。此外,还采用ABAQUS模拟了节点板与防屈曲支撑的连接,主要分析节点板在焊接连接状态下的受力情况。对节点板进行了屈曲分析和静力分析,分析结果表明连接方式也能满足节点板与防屈曲支撑的连接要求。
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