【摘 要】
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延性中心支撑框架是在高烈度设防地震地区常用的一种双重抗侧结构体系,具有较好的强度、刚度和延性。延性中心支撑框架中的节点板负责连接支撑构件与梁柱框架,其容易出现与梁柱框架连接界面的脆性破坏,从而导致支撑框架强度与刚度降低,支撑也无法通过屈服或屈曲行为进行耗能,结构在地震作用下的倒塌概率增加。为满足延性中心支撑框架对节点板连接界面的受力需求,本文通过理论分析与有限元相结合的分析手段,对延性中心支撑框架
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延性中心支撑框架是在高烈度设防地震地区常用的一种双重抗侧结构体系,具有较好的强度、刚度和延性。延性中心支撑框架中的节点板负责连接支撑构件与梁柱框架,其容易出现与梁柱框架连接界面的脆性破坏,从而导致支撑框架强度与刚度降低,支撑也无法通过屈服或屈曲行为进行耗能,结构在地震作用下的倒塌概率增加。为满足延性中心支撑框架对节点板连接界面的受力需求,本文通过理论分析与有限元相结合的分析手段,对延性中心支撑框架中节点板与梁柱框架连接界面的设计与改造方法进行研究,以实现结构的设计性能目标。首先通过以往的延性中心支撑框架试验结果和有限元分析,对节点板与框架梁柱连接界面的实际受力特点进行研究。发现节点板连接界面上同时受到支撑作用和框架作用,并且框架作用不可忽略。基于此提出了组合支撑作用和框架作用的节点板连接界面设计方法。之后,通过12个延性中心支撑框架试验对提出的设计方法进行验证,结果表明该方法可以准确地预测延性中心支撑框架试验中节点板与梁柱连接界面角焊缝的损伤撕裂情况,并且很好地估算了不同构造连接节点中的节点板连接界面力大小和方向。基于上述节点板连接界面实际受力特点,提出了考虑节点板实际受力的延性中心支撑框架性能评估数值模型。该模型能考虑节点板受到的框架作用并且能捕捉延性中心支撑框架不同的破坏模式,包括节点板与梁柱框架连接界面的破坏及支撑断裂。通过11个的一层一跨、2个两层一跨延性中心支撑框架试验试件对模型的准确性进行验证,包括刚度、承载力及支撑屈曲、支撑屈服、支撑断裂、节点板与梁柱连接界面破坏情况等方面,结果表明该模型能准确模拟不同构造的延性中心支撑框架,为延性中心支撑框架性能评估提供分析手段。首先介绍一种局部低强节点板,即采用超高温热处理技术局部降低节点板屈服强度,使得节点板塑性变形集中在屈服路径上,来达到控制和转移节点板连接界面应变,并降低连接界面损伤的目的。并且利用ABAQUS软件建立精细化模型验证了该局部低强节点板的受力性能。针对局部低强节点板受力特点,提出相应的数值模拟方法。通过一个延性中心支撑框架模型验证了采用局部低强节点板进行改造的可行性。最后,两层延性中心支撑框架进行增量动力时程分析表明,热处理能有效提高高强钢节点板延性中心支撑框架的抗倒塌能力,即允许延性中心支撑框架中使用尺寸更小的高强钢节点板。
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