限制屈曲支撑(brb)力学性能分析及其钢框架抗震性能研究

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1、分类号：TU310710—20040406壤孝太海硕士学位论文限制屈曲支撑(BRB)力学任ktLz日“匕-,分析及其钢框架抗震性能研究导师姓名职称申请学位级别论文提交日期学位授予单位蔡玉军郑宏教授答辩委员会主席赵均海学位论文评阅人赵均海苏明周摘要目前，我国现有的钢结构大多为纯钢框架、中心支撑或偏心支撑钢框架。纯钢框架因其侧向刚度较差，往往需要超过承载力要求的梁、柱截面才能满足侧移要求；中心支撑在强震作用下易产生屈曲失稳，造成刚度及抗震能力急剧下降；偏心支撑在一定程度上解决了上述结构体系中存在的问题，但在

2、强震下仍有支撑屈曲、拉压滞回性能不对称等问题。所以，上述体系只能部分满足强度、刚度、耗能三者的要求，难以达到抗震优化设计的要求。限制屈曲支撑(BRB)作为一种机敏的新型耗能抗震构件，克服了普通支撑易受压屈曲的缺点，在强震作用下具有稳定的滞回性能和良好的耗能能力，有效地提高了限制屈曲支撑钢框架的抗震性能。通过合理的设计，可以使限制屈曲支撑在罕遇地震发生时率先屈服，利用其滞回性能消耗地震输入的能量，保护主体框架结构。分析了国内外限制屈曲支撑的研究现状，介绍了限制屈曲支撑的发展、基本构成及工作机理。在此基础上

3、，对限制屈曲支撑的各种可能失稳形式进行了分析，并给出了相应的限制条件。运用ANSYS有限元分析软件的接触算法，综合考虑各种非线性因素，对限制屈曲支撑模型进行了单调荷载作用下有限元模拟，得出外围约束刚度、混凝土强度、间隙和长细比等因素对支撑力学性能的影响关系。运用SAP2000结构分析软件，对纯钢框架、普通支撑钢框架和限制屈曲支撑钢框架进行了反应谱分析、动力时程分析以及静力弹塑性分析(Push．over分析)，并追踪了结构体系塑性化顺序和位置以及最终破坏模式。结果表明，限制屈曲支撑钢框架具有优异的抗震能力

4、，能有效地消耗地震能量，减少地震作用对主体钢框架的破坏。关键词：限制屈曲支撑、抗震性能、有限元分析、时程分析、Push．over分析AbstractAtpresent，thesteelstructureismostlythenon-braced，thecenter．bracedsteelframeandtheeccentric—bracedflameathome．Thebeamandcolumnsectionsofnon．bracedsteelframeareusuallyamplifiedtosati

5、sfythelateraldisplacementbecauseofitsflexiblelateralstiffness．Thecenter-braceisalwaysbucklingunderstrongearthquakewhichmakesthelateralstiffnessanddissipati01n,abilityoftheframefallingdownrapidly．Theeccentric．bracedflamehasresolvedtheproblemsappearingonab

6、ove-mentionedstructurestoacertainextent，buttheeccentric-braceisstillbucklingundermassiveearthquakeandhaveaasymmetrichystereticbehaviorundertensionandcompression．Sothosestructuresmentionedaboveonlysatisfytherequestofintensity,stiffnessanddissipationpartl5

7、whichisdifficulttoreachtherequestoftheaseismicoptimizationdesign．Asasensitiveenergydissipationcomponent，theBucklin分RestrainedBraced(BRB)issuperiortotraditionalbracesbecauseofitsstablehystereticbehaviorandexcellentdissipationabilityunderearthquakes，andthe

8、aseismicbehaviorofBRBsteelflameisimprovedeffectively．TheBRBcanreachfullysectionalyieldingofthecoreundercompression，itsstablehystereticbehaviorkeeptheBRBbracedsteelframesworkingwellunderearthquakes．Firstly,analyzingthestudy