防屈曲支撑超限高层钢-砼混合结构的抗震性能分析

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耗能减震是一个比较有发展潜力的领域,它的应用进一步解决了当今社会所重视的抗震问题,在保证结构安全适用的情况下,能取得良好的经济效益,节约了社会资源。防屈曲支撑作为一种新型的耗能构件,由芯材、无粘结填充材料、约束外套筒组成,在拉、压状态下芯板都能达到屈服。一方面克服了普通框架支撑构件由于长细比过大而在受压时产生的稳定问题。另一方面具有金属阻尼器的耗能能力,可以说在结构中起到“保险丝”的作用。高层建筑节约土地、充分利用空间是当今社会建筑发展主要方向,研究带防屈曲支撑的高层建筑抗震性能有很大的意义。目前,对防屈曲支撑在高层钢-砼混合结构中的抗震分析,国内外研究相对较少,本文探讨了此种结构体系的抗震性能,主要内容如下:首先本课题探索的耗能型防屈曲支撑,立足于国内外大量的试验及理论研究成果的基础上,对防屈曲支撑构件发展背景,研究现状,基本理论进行了全面,详细的介绍。其次对防屈曲支撑在结构中的分析计算方法进行总结,具体分析在高层钢-砼混合结构中的能量的分配规律及计算方法,提出一种选取防屈曲支撑的方法。最后,通过有限元软件,采用三条地震波El-Centro波,Taft波及人工波用时程分析方法来分析防屈曲支撑结构在地震作用下的动力反应。在小震、中震及大震工况作用下具体分析了防屈曲结构的地震动力响应及其减震耗能能力。分析表明:耗能型防屈曲支撑有良好的耗能能力,有效地改善了原结构在地震作用下的动力反应,提高了结构抗震性能。结果表明:在小震下支撑保持弹性不启动耗能,对结构提供抗侧移刚度;在中震下支撑屈服后耗能开始启动,消耗地震能量,有效保护了主体结构;在大震作用下耗能支撑和结构主体共同作用,避免主体结构受损严重甚至倒塌。
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