吴静[1]2003年在《高层建筑偏心支撑钢框架耗能梁段长度以及支撑形式研究》文中认为高层建筑偏心支撑钢框架结构是近十几年发展起来的一种新型结构体系，在大震作用下它具有极好的耗能能力。本文着重对这种结构体系的一些抗震性能参数进行了研究。 本文首先论述了偏心支撑钢框架的计算原理，及其国内外发展概况。然后从该结构中的最关键构件---耗能梁段的简化屈服模型入手，研究其在外荷载作用下的变形机制及几何关系式，并由此提出了耗能梁段的较理想的屈服机制。接着在此基础上应用虚功原理，分别研究了耗能梁段长度对D型、K型和V型叁种偏心支撑框架的极限承载力、刚度以及延性的影响。此外，总结了多种关于梁段长度取值的规定及公式。 同样，根据偏心支撑框架的几何变形机制，应用虚功原理，重点推导并分析比较了分别采用D型、K型或者V型支撑时对结构的极限承载力、弹性刚度以及延性的不同影响。此外也将它与纯框架和中心支撑框架进行了比较。 最后，针对不同耗能梁段长度以及不同偏心支撑形式这两方面，对理论推导选取了相应的算例，并运用有限元分析软件ANSYS对所选实例进行了计算分析。通过有限元软件的分析结果与理论推导的对照，从而得到了较一致的结论，可供工程设计人员参考。
崔粉英[2]2011年在《高层建筑偏心支撑钢框架抗震性能分析》文中研究表明高层建筑偏心支撑钢框架结构是近年来发展起来的一种新型结构体系。在地震作用下,偏心支撑钢框架的耗能梁段率先受剪屈服,通过它的塑性变形来耗散地震能量,从而减小结构其他构件的受力,以保证整个结构的安全。本文是从影响偏心支撑钢框架的两个因素即耗能梁段长度和偏心支撑形式着手,分析了其对偏心支撑钢框架抗震性能的影响。本文运用有限元分析软件SAP2000,分别对叁种形式(D型、K型、V型)的偏心支撑钢框架,进行地震荷载作用下的非线性动力时程分析,并考虑不同耗能梁段长度的影响。通过分析发现,随着耗能梁段长度的减小,偏心支撑钢框架结构的刚度增大,而延性变得越来越差,由此给出偏心支撑耗能梁段长度确定的建议。另外,通过不同偏心支撑形式钢框架抗震性能的比较发现,K型偏心支撑钢框架的刚度明显大于其他形式,V型次之,D型最小。叁种形式的偏心支撑钢框架相对于各自形式的中心支撑钢框架,在相同情况下,中心支撑钢框架支撑及大多数楼层框架柱的内力均比偏心支撑钢框架的内力大。这表明,偏心支撑钢框架比中心支撑钢框架具有较好的抗震优越性。
沈淼[3]2008年在《考虑耗能段长度变化时Y型偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的滞回性能研究》文中进行了进一步梳理近些年来,在钢结构建筑中利用偏心支撑进行抗震设计已经得到广泛的接受和认可。在许多国家,偏心支撑框架体系(EBF)已经被用于许多的主要建筑。和传统的框架结构体系比较起来,偏心支撑框架体系要满足两条基本的抗震设计标准:一是正常工作下具有足够大的刚度,二是在破坏荷载下具有良好的延性和耗能能力。本文所研究的Y型偏心支撑是EBF的一种支撑形式,具有许多独特之处,有着广阔的应用前景。Y型偏心支撑框架结合了偏心支撑框架的强度、刚度高和普通抗弯框架的延性、耗能性能好的优点,通过耗能梁段的非弹性变形耗散大量输入结构的地震能量。它是一种改进了的新型抗侧力体系。因此分析偏心支撑框架在地震作用下的响应以及提出改善耗能梁段的建议,不仅具有理论意义,而且具有很大的应用价值.针对上述问题,本文完成了叁榀1:3的钢框架模型试验—2榀Y型偏心支撑框架和1榀K型偏心支撑框架。研究和对比这叁种偏心支撑框架在低周往复荷载作用下的抗侧力性能,分析框架的刚度、强度以及耗能能力等。在试验的基础上,讨论了Y型偏心支撑体系和K型偏心支撑体系各自的适用范围和受力特点,提出了相应的设计建议。本文还通过数值模拟对Y型偏心支撑框架进行非线性分析,讨论各个受力阶段框架的应力分布情况。而且,本文对耗能梁段进行进一步计算分析,概述耗能梁段对整体性能的影响,并利用有限元程序ANSYS对耗能梁段进行数值计算:针对耗能梁段的屈服类型建立7种不同长度的模型,计算讨论耗能梁段屈服类型的长度划分;并结合已有的试验阐述了耗能梁段长度变化对Y型偏心支撑的影响。最后,在总结全文工作的基础上,提出了本课题有待进一步的问题。
凤峰[4]2007年在《Y型偏心支撑钢框架的动力分析及耗能梁段的参数研究》文中提出本文首先简单介绍了支撑钢框架结构的主要分类,描述了中心支撑框架和偏心支撑框架的形式和特征。论述了偏心支撑钢框架在国内外的试验研究情况及其工程实例。接着阐述了偏心支撑钢框架的受力特点和耗能原理,且因Y型偏心支撑仅是水平抗侧力构件,不参与竖向荷载的受力,可通过改变耗能段的截面尺寸及长度来优化整体结构的抗震性能;Y型支撑耗能段的变形主要是水平方向的相对变形,竖向分量很小,不会对横梁和楼板造成损害;由于结构的残留塑性变形主要集中在耗能段,故Y型支撑的震后修复工作相对容易的多,仅需将耗能段更换,整个结构即可回复为震前状态等特点,本文对Y型偏心支撑钢框架着重研究很有意义。接着介绍了我国规范中对偏心支撑钢框架的相关规定。采用有限元方法,建立了模拟Y型偏心支撑框架受地震作用的模型,进行动力时程分析。随后对于Y型偏心支撑钢框架,通过变化参数,进一步探讨Y型偏心支撑框架的耗能梁段长度、耗能梁段截面腹板高厚比以及翼缘宽厚比等分别对Y型偏心支撑框架结构抗震性能的影响,从而对今后Y型偏心支撑框架的设计工作提供一些建议。通过计算得出耗能梁段长度处在α=0.9M_P/V_P～α=1.3M_P/V_P,结构形式最好;腹板高厚比处于40～55间效果最好;翼缘宽厚比对减小结构地震响应作用不大。因而可以初步判断出各参数对地震响应的影响程度为:耗能梁段的长度>耗能梁段的腹板高厚比>耗能梁段的翼缘宽厚比,即对于地震响应,耗能梁段的长度的影响占主要地位,是主要影响因素;而耗能梁段的翼缘宽厚比作用比较小,是最次要的影响因素,耗能梁段的腹板高厚比的作用介于两者之间,也有一定的影响。
武祥宝[5]2009年在《高层偏心支撑钢框架结构的抗震性能分析》文中研究表明偏心支撑是在中心支撑钢框架的基础上改进的一种新型抗侧力体系,是高层钢结构中一种有效的抗震耗能的结构形式。在地震作用下,耗能梁段率先屈服,通过它的塑性变形来耗散地震能量,从而减小梁柱等其它结构构件的受力,以提高结构延性并保证整个结构的安全。是一种非常适合强震地区的抗震结构形式。在国外,很多高地震烈度地区都采用了偏心支撑钢框架结构体系,随着我国钢结构住宅产业的不断发展,高层钢框架结构的应用越来越多,但国内的应用相对较少。为了对工程设计提供理论、方法指导,帮助设计人员更好地推广应用偏心支撑结构体系,本文对高层偏心支撑钢框架结构的抗震性能进行了分析:(1)本文通过参阅大量国内外相关文献信息,介绍了偏心支撑钢框架在国内外的发展概况,以及它的工作原理和简化设计计算方法;(2)推导了偏心支撑钢框架结构的抗震分析方法,以及结构动力方程叁种常用的求解方法;(3)针对耗能梁段长度、结构高跨比、支撑杆件长细比及支撑布置方式这四个方面,建立典型的高层偏心支撑钢框架结构模型,并运用有限元分析软件SAP2000对其进行了抗震性能的时程分析。根据对构件内力,节点位移等计算结果的分析,提出了各个不同影响因素对整体结构的抗震性能的影响规律。
张磊[6]2004年在《高层建筑偏心支撑钢框架抗震性能的研究》文中提出高层建筑偏心支撑钢框架在地震作用下，耗能梁段率先受剪屈服，通过它的塑性变形来耗散地震能量，从而减小结构其他构件的受力，以保证整个结构的安全。本文着重就不同耗能梁段长度及不同偏心支撑形式对这种结构体系抗震性能的影响进行了研究。 本文首先介绍了偏心支撑钢框架在国内外的发展概况，以及它的设计计算方法，其中包括多种耗能梁段长度取值的提法和公式。其次，归纳阐述了既有文献运用虚功原理推导不同耗能梁段长度和不同支撑形式对偏心支撑钢框架抗震性能的影响的过程和结论。 然后，本文进一步介绍了偏心支撑钢框架在进行非线性分析时，结构各构件的刚度方程和结构的阻尼矩阵，以及结构动力方程叁种常用的求解方法。然后，在此基础上又引入了重力二阶效应(P-△效应)的概念和它对结构的影响及计算方法。 最后，针对不同耗能梁段长度以及不同偏心支撑形式这两个方面，选取了相应的算例，并运用有限元分析软件SAP2000对其进行了非线性时程分析。通过对构件内力，节点位移等计算结果的分析及与虚功原理推导结论的比较，得到了一些结论，以供工程设计人员参考。
刘学芹[7]2014年在《偏心支撑对钢框架结构性能的影响》文中研究指明随着现代社会的发展以及人民生活的需要，现代高层建筑发展了起来。而科技的发展促进了高层钢结构的发展。由于高层钢结构具有的抗震性能好、延性大、结构净空、跨度大等特点，使得钢框架体系在高层钢结构中的应用变得非常普遍。而偏心支撑钢框架结构具有较好的变形和耗散地震能量的能力，能更好地适应高地震烈度地区，经济与社会效益明显。本文结合我国关于偏心支撑钢框结构的研究成果，通过运用计算软件PKPM对纯框架钢结构、人字形中心、偏心支撑钢框架结构、门架式偏心支撑钢框架结构、V型中心、偏心支撑钢框架结构的自振周期进行对比分析，地震水平力以及结构的变形进行分析为，分析结果表明：（1)在钢框架结构弱轴（Y轴）方向加设支撑，可增大整体结构的刚度，减小结构的扭转效应，而且，加设偏心支撑的钢框架结构比相应的偏心支撑的钢框架结构减小结构的扭转效应的效果要明显。（2）带中心支撑以及偏心支撑的钢框架结构总层地震剪力都要大于不带支撑的框架结构的总层地震剪力。（3）含支撑的钢框架结构中，支撑承担了相当一部分的地震水平力，且中心支撑钢框架结构中支撑的水平力大于相应偏心支撑刚框架结构承担的水平力地震力。（4）在地震作用下，含偏心支撑的钢框架结构体系比纯钢框架结构体系的Y向侧移有了显着的减小，带人字形中心支撑的钢框架结构的Y向最大楼层位移最小，带门架式偏心支撑钢框架结构、带人型偏心支撑以及V型中心支撑的钢框架结构位居其次，而偏心V型支撑钢框架结构在设置支撑方向侧移最大。
赵小敏[8]2007年在《Y型偏心支撑钢框架弹塑性动力分析》文中指出偏心支撑钢框架用于抗震设计时，既可提供较大的弹性刚度，又具有很好的抗震耗能能力。Y型偏心支撑钢框架由于耗能梁段与框架横梁相互独立，除具有偏心支撑钢框架的共性外，还具有许多独特优点，有着广阔的应用前景。本文借助于有限元分析软件ANSYS10.0，建立梁壳相结合的有限元分析模型，对于一般处于弹性部分的梁、柱及支撑采用梁单元，对于进入塑性部分的耗能梁段采用壳单元．在分析过程中，考虑了材料非线性和P-A效应，主要进行了如下研究工作：1．基于我国现行规范，结合偏心耗能支撑的工作原理，给出了Y型偏心支撑钢框架的简化设计方法；2．以8度区18层Y型偏心支撑钢框架为例，对模型进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析，验证了Y型偏心支撑钢框架结构具有良好的抗震性能；3．通过变化耗能梁段的长度、耗能梁段腹板的高厚比、耗能支撑的布置等参数，对8度和9度两种抗震设防烈度区的多高层Y型偏心支撑钢框架结构进行动力分析，全面系统地分析了这些参数的变化对结构抗震性能的影响。最后，根据有限元研究结果，提出了相应的抗震设计建议。
苏赟[9]2009年在《耗能梁段长度对高层建筑偏心支撑框架抗震性能的影响》文中研究表明某高层建筑高139m,抗侧力体系选用型钢混凝土框架—核心筒结构,核心筒采用钢框架—支撑体系,支撑为偏心支撑。因结构主体高宽比较大,结构的层间位移难以满足《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)的要求。在延性设计的前提下,如何提高结构的侧向刚度就成为本工程的设计重点。偏心支撑框架耗能梁段的长度对偏心支撑框架的侧向刚度、延性和耗能能力有很大影响。确定合适的耗能梁段长度,以提高结构的抗震性能为本文主要解决的问题。本文的主要工作如下:(1)概述了偏心支撑框架产生的背景和发展状况,介绍了偏心支撑框架的设计原理及其耗能梁段的屈服模式、不同屈服模式下的耗能能力和合理长度的取值方法等。(2)采用ANSYS有限元软件建立不同耗能梁段长度的偏心支撑框架叁维实体有限元模型,在梁端分别施加单向荷载和位移控制的低周往复荷载,得出耗能梁段长度与结构侧向刚度、延性和耗能能力等的关系以及破坏机制。建议最佳耗能梁段长度值,为工程设计提供依据。(3)分别建立纯框架、不同耗能梁段长度的偏心支撑框架和中心支撑框架计算模型,进行地震响应分析,比较它们地震响应的差异,特别是分析不同耗能梁段长度对偏心支撑框架地震响应的影响,进一步确定本工程耗能梁段的最优长度。
罗亚男[10]2013年在《K型偏心支撑钢框架弹塑性受力性能研究》文中研究指明偏心支撑钢框架结构是在中心支撑钢框架的基础上改进形成的。偏心支撑钢框架结构在罕遇地震作用下，耗能梁段率先屈服，通过其塑性屈曲变形耗散大量地震能量，是高层钢结构中较为理想的抗侧力体系。随着我国经济和钢结构产业的不断发展，高层偏心支撑钢框架结构的应用也越来越多。为对工程实践提供理论指导，本文对K型偏心支撑钢框架结构的弹塑性受力性能进行研究。本文利用Sap2000软件对K型偏心支撑钢框架采用实体建模的方法进行有限元数值模拟分析。考虑了耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、支撑杆件长细比、支撑杆件布置形式及结构高跨比的影响，建立了27个偏心支撑钢框架的整体模型，运用Pushover分析方法深入研究了性能点的确定、楼层位移、层间位移以及塑性铰的发展状况等，研究结果表明：在地震作用下，偏心支撑钢框架通过耗能梁段的塑性屈曲变形耗散大量地震能量，使得其它结构构件处于弹性阶段，具有很好的延性和抗震性能，建议实际工程中优先考虑采用偏心支撑钢框架结构；耗能梁段过长时，结构的整体抗侧刚度小，地震位移反应大，耗能梁段过短时，结构的整体抗侧刚度大，地震作用下吸收地震能量多，建议耗能梁段的长度值取1.1M p/Vp～l.3M p/Vp；罕遇地震作用下主要依靠耗能梁段腹板的剪切屈服进行耗能，建议耗能梁段腹板的高厚比值取为35～55；支撑的长细比较大时，容易发生屈曲而降低结构的耗能性能，支撑的长细比较小时，结构整体侧向刚度大，承受的地震力大，延性和耗能能力较差，建议支撑杆件长细比取为30～37；耗能支撑采用合理的错列布置，可提高结构的整体抗侧刚度，改善结构的抗震性能，建议支撑布置形式采用合理的错列布置形式；结构的高跨比较小时，结构整体侧向刚度大，延性和耗能能力差，高跨比较大时，结构的延性较好但承载能力较低，建议结构高跨比取值为0.5～0.8。
参考文献：
[1]. 高层建筑偏心支撑钢框架耗能梁段长度以及支撑形式研究[D]. 吴静. 西南交通大学. 2003
[2]. 高层建筑偏心支撑钢框架抗震性能分析[D]. 崔粉英. 西南交通大学. 2011
[3]. 考虑耗能段长度变化时Y型偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的滞回性能研究[D]. 沈淼. 苏州科技学院. 2008
[4]. Y型偏心支撑钢框架的动力分析及耗能梁段的参数研究[D]. 凤峰. 合肥工业大学. 2007
[5]. 高层偏心支撑钢框架结构的抗震性能分析[D]. 武祥宝. 河北工程大学. 2009
[6]. 高层建筑偏心支撑钢框架抗震性能的研究[D]. 张磊. 西南交通大学. 2004
[7]. 偏心支撑对钢框架结构性能的影响[D]. 刘学芹. 河北工程大学. 2014
[8]. Y型偏心支撑钢框架弹塑性动力分析[D]. 赵小敏. 苏州科技学院. 2007
[9]. 耗能梁段长度对高层建筑偏心支撑框架抗震性能的影响[D]. 苏赟. 天津大学. 2009
[10]. K型偏心支撑钢框架弹塑性受力性能研究[D]. 罗亚男. 西安科技大学. 2013