新型偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)由于其優(yōu)越的抗震性能，越來(lái)越多的被實(shí)際工程所采用，其中耗能梁段的剪切破壞對(duì)于耗散地震能量起到很重要的作用。使用通用的大型有限元分析軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能評(píng)估的時(shí)候，能否正確建立與實(shí)際工程相符合的模型往往對(duì)分析結(jié)果影響很大。
　　 采用基于桿系單元的宏觀模型來(lái)替代基于實(shí)體單元的微觀模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體非線性分析具有顯著的局限性；對(duì)于宏觀模型，雖然可以大大減小計(jì)算成本，但對(duì)于結(jié)構(gòu)破壞的微觀機(jī)理，如構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)破壞、局部失

2、穩(wěn)破壞等很難反映出來(lái)；對(duì)于微觀模型，雖然可以很好的觀察結(jié)構(gòu)的局部破壞過(guò)程，但需要巨大的建模工作量和對(duì)計(jì)算機(jī)硬件較高的要求，完全依賴微觀實(shí)體模型對(duì)于實(shí)際復(fù)雜工程的分析是不現(xiàn)實(shí)的。
　　 結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用桿系單元，如梁?jiǎn)卧枰獫M足一定的使用條件：當(dāng)構(gòu)件一個(gè)方向的長(zhǎng)度明顯大于其它兩個(gè)方向的尺度，即幾何形狀上存在優(yōu)勢(shì)軸線，可視為細(xì)長(zhǎng)桿時(shí)，可以采用梁?jiǎn)卧M。偏心支撐耗能梁段主要受剪切作用，由于其長(zhǎng)度較短與梁高相差不大，當(dāng)采用梁?jiǎn)卧M時(shí)，

3、某些情況下往往會(huì)造成這部分結(jié)構(gòu)的受力特性和實(shí)際情況差異很大或者很難反映結(jié)構(gòu)破壞的真實(shí)情況。在這種情況下采用實(shí)體單元模擬可能更適合。一維梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn)有三個(gè)平動(dòng)自由度和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，而三維實(shí)體單元只有三個(gè)平動(dòng)自由度，因此，應(yīng)用兩種不同單元類型時(shí)，需要進(jìn)行節(jié)點(diǎn)耦合。
　　 基于以上考慮，本文對(duì)一棟8層的偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)，采用多尺度建模的方法，建立一個(gè)可以同時(shí)模擬結(jié)構(gòu)宏觀整體行為和局部微觀破壞的計(jì)算模型，運(yùn)用ABAQIJS有限元程序?qū)?/p>

4、其進(jìn)行了8度罕遇地震下的動(dòng)力彈塑性分析，通過(guò)對(duì)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，鋼框架偏心支撐結(jié)構(gòu)采用多尺度建模方法以后，耗能梁段處受剪切作用，局部進(jìn)入塑性耗散地震能量的作用可以充分的表現(xiàn)出來(lái)，這些都與理論分析和結(jié)構(gòu)震后實(shí)際破壞情況相符合，從而說(shuō)明多尺度建模的合理性和必要性。
　　 在此基礎(chǔ)上，對(duì)一種新型的偏心支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析，對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，這種新型偏心支撐結(jié)構(gòu)與抗震規(guī)范上建議采用的D型偏心支撐性能接近，相比常規(guī)鋼框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自振周期減小