论文部分内容阅读
在屈曲约束支撑-混凝土框架结构中,屈曲约束支撑的设计对结构的抗震性能至关重要。近年来,国内外学者针对屈曲约束支撑框架体系提出了不同的设计方法,但目前关于该体系的设计方法仍存在一些不足。其中,基于能量的设计方法,受所选地震波特性的影响较大,计算繁复,不利于设计人员广泛使用；基于抗侧刚度比的设计方法,关键参数取值范围较为宽泛,无明确的设计依据来合理配置屈曲约束支撑,且不同学者给出的取值范围也有所不同。因此,本文针对屈曲约束支撑-混凝土框架结构,提出基于剪力比的设计方法,并对剪力比的取值范围以及主体框架结构的设计展开研究,旨在总结出一种简便并且适合实际工程的设计方法,为广大设计研究员提供参考。本文首先介绍了屈曲约束支撑框架的特性以及目前常用的设计方法,总结了屈曲约束支撑构件的设计方法和性能特点以及力学模型。在此基础上明确了基于剪力比的设计方法的原理,并通过数值模拟对剪力比以及主体框架设计进行研究。其次,为了研究剪力比的取值范围,本文设计了6层、9层、12层、15层4种层数的三维混凝土框架结构,对于每个框架结构,根据不同的剪力比反值(0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.5,2)设置不同参数的BRB。然后基于弹塑性时程分析,得出不同层数的多个屈曲约束支撑-混凝土框架结构在罕遇地震下的最大层间位移角与不同剪力比α的关系曲线。同时,本文从能量的角度研究了结构在不同剪力比a下BRB的滞回耗能比的变化规律。最后优选出剪力比的合理取值范围为0.5<a<0.9。然后,本文进一步研究了剪力比与主体框架的匹配性,在所得剪力比合理取值范围的基础上,通过固定剪力比不变,研究整体结构的层间位移角最大值随不同刚度的主体框架的变化规律,并最终给出主体框架层间位移角最大值的设计建议值。在此基础上,结合剪力比的合理取值范围,总结了基于剪力比的防屈曲支撑-混凝土框架结构的设计方法和流程。最后,通过工程算例,对基于剪力比的设计方法和基于刚度比的设计方法进行对比,通过计算分析综合比较两种方案,结果表明两种方法设计出的屈曲约束支撑框架在罕遇地震下相比于纯框架结构均有良好的控制位移和控制扭转的效果,但是基于剪力比的设计方法计出的BRB设计屈服力吨位更小,滞回环更加饱满,耗能效率更高,并且计算相对简便。