防屈曲支撑装配式框架结构的抗震性能研究

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1、防屈曲支撑装配式框架结构的抗震性能研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：赵鸿指导教师：李正英副教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二O一五年五月ResearchontheseismicPerformanceofAssemblyFrameStructurewithBucklingRestrainedBraceAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringByZhaoHon

2、gSupervisorbyAssociateProf.LiZhengyingSpecialty:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要在装配式框架结构的抗震设计中，纯装配式框架结构具有良好的延性和耗能能力，但结构较柔，抗侧刚度较小；普通支撑装配式框架在弹性阶段刚度大，但延性和耗能能力小，在地震和风荷载作用下，支撑受压容易失稳屈曲使结构丧失承载力而破坏。防屈曲支撑（BRB）克服了传统支撑的缺点，在轴向压力和拉力作用

3、下可以屈服但不发生屈曲，且具有良好的滞回性能。通过研究与分析表明，在装配式框架结构中使用屈曲约束支撑，不仅可增强框架的刚度，而且能很好的改善框架的延性，支撑在罕遇地震下率先屈服，保护主体结构不被破坏，提高整体结构的抗震性能。为了从理论上分析防屈曲支撑装配式框架抗震性能的优势，本文首先研究了屈曲约束支撑的工作性能和设计方法，确定了防屈曲支撑等效刚度的计算方法，并与普通钢支撑进行了经济性对比。运用PKPM软件计算确定各楼层所需防屈曲支撑截面的大小，得到了一种防屈曲支撑在装配式框架中的截面计算方法。利用ANSYS软件建立了结构的有限元模型，对比了防屈曲支撑装配式

4、框架与普通钢支撑装配式框架的模态分析结果。其次采用ANSYS软件对纯装配式框架、防屈曲支撑装配式框架和普通钢支撑装配式框架进行时程分析。对比分析了前述三种结构形式在多遇地震、设防地震和罕遇地震下结构的的基底剪力、顶层位移、层间位移角和底层支撑轴力等地震反应。分析结果表明防屈曲支撑能为装配式结构提供有效的抗侧刚度，三种结构在多遇地震时基本完好；设防地震下，防屈曲支撑结构开始发挥其耗能作用，降低了结构的基底剪力；罕遇地震下，防屈曲支撑全面发挥其耗能作用，防屈曲支撑结构的抗震性能指标均优于普通钢支撑结构，层间位移角降低的幅度平均值为25.4%，顶点位移、基底剪力

5、方面前者均全面优于后者。最后通过设计不同的支撑布置方案，对不同支撑布置方案的结构进行大震下的弹塑性计算，分析支撑不同布置情况下对结构抗震性能的影响，发现合理的支撑布置形式能有效提高结构的侧向刚度和控制结构的侧向位移，并建议将等面积的芯材进行合理的分散布置。关键词：防屈曲支撑，装配式框架，抗震性能，时程分析I英文摘要ABSTRACTInseismicdesignofassemblyframestructure,assemblyframesystemhasgoodductilityanddissipationenergyability,butthestruct

6、ureistoosoftandhassmalllateralrigidity；theconventionalassemblyframe-bracingsystemshavebigrigidityinelastic,butboththeductilityanddissipationabilityarenotgoodenough,thebraceswillbebuckledbecauseofcompressionandtheframewillbedestroyedwhenearthquakeandwindlaodsapplytothestructures.Th

7、ebucklingrestrainedbrace(BRB)hasovercomethedisadvantagesoftheconventionalbracewhichcanyeildinbothcompressionandtensionbutwithoutbuckling,andexhibitsstablehystereticbehavior.Throughanalysisandresearchshowthattheassemblyframewithbucklingrestrainedbracecannotonlystrengthrigiditybutal

8、soimproveductility,thebraceisthef