V形偏心支撑半刚接钢框架的动力特性分析

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由于高强度螺栓连接具有施工速度快、抗震性能好等优点,因此在钢结构工程中逐渐大量使用,有些工程的梁柱连接甚至全部采用螺栓连接。由于连接件的刚度有限,再加上构造等原因,螺栓连接所提供的约束刚度是完全固接的20~90%,因此具有一定的柔性,梁柱之间的夹角也会发生一定的变化,很多属于半刚性连接,不能简单地看成刚接或铰接,否则会给结构分析带来一定的偏差,要么过于保守,要么偏于不安全。 大量的研究资料均表明:梁柱采用半刚性连接使框架结构的自振周期延长,阻尼增加,抗震性能优越,但结构刚度低,侧移大。偏心支撑是一种成熟的抗侧体系,具有良好的耗能能力,将偏心支撑与半刚接钢框架相结合,是一种新型的框架支撑体系,是探索理想抗震体系的一个有益尝试。 偏心支撑可以弥补半刚接钢框架的刚度不足,同时又不降低其延性和耗能能力,但因问题的复杂性和多样性,相关研究资料甚少,特别是偏心支撑半刚接钢框架的动力特性研究,基本属于空白。本文结合工程实际设计了55个有限元试件。通过对这55个有限元试件的分析,重点探讨了节点初始转动刚度、框架层数,有无偏心支撑等参数对半刚性钢框架动力特性的影响。最后通过理论分析来得出结论如下: 节点初始转动刚度的大小对半刚接钢框架周期和频率的影响很大,但是对V形偏心支撑半刚接钢框架的周期和频率的影响幅度要小一些,由于框架侧向刚度的增加,V形偏心支撑半刚接钢框架的周期远小于无支撑半刚接钢框架。随着节点初始转动刚度的增加,偏心支撑半刚接钢框架的周期逐渐减小;随着楼层的增多,框架的周期增大。对于V形偏心支撑半刚接钢框架,规范推荐的刚接框架的周期估算公式不再适用。
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