高层屈曲约束支撑—混凝土剪力墙结构的抗震性能研究

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屈曲约束支撑是一种新型的耗能构件,由其受压屈服不屈曲,滞回性能饱满等优点,目前广泛应用于混凝土结构加固和钢结构框架体系中,而作为主要的抗震体系应用于混凝土结构中较少,目前国内外学者通过一系列研究,合理的布置和理论的计算,把屈曲约束支撑与混凝土结构体系进行组合开发,在原有结构基础上,通过屈曲约束支撑与混凝土结构的协同工作,改善了结构的整体抗震性能。相关研究表明,如何实现屈曲约束支撑与混凝土结构中合理应用,是开发设计的重要一步。本文以四川某栋超限高层为基础,采用屈曲约束支撑等效代替部分剪力墙的设计理念,在混凝土框架剪力墙体系中设计屈曲约束支撑的合理布置形式,并对此模型进行静力非线性分析和动力时程分析,对比结构在加设屈曲约束支撑前后的抗震性能,根据层间位移角、层间剪力等抗震因素进行分析,从抗震角度对混凝土框架剪力墙结构体系进行优化设计,最后给出一个合理的支撑布置形式及相关设计建议。本文以研究屈曲约束支撑在混凝土框架剪力墙体系合理布置为目的,把耗能减震设计里面和我国《建筑抗震设计规范》相结合,作为屈曲约束支撑等效代替部分剪力墙的理论依据。首先建立较为简单的剪力墙结构体系,从顶点位移、层间位移角、塑性铰分布三个角度进行相关设计,通过结构模型地震作用下的对比分析,及层间位移、层间位移角、层剪力等多个参数的考察,得出最理想的屈曲约束支撑布置方法,根据我国规范要求进行屈曲约束支撑等效代替部分剪力墙的抗震设计思想。同时也给出了一种屈曲约束支撑在Midas.gen软件中的模拟方法并加以验证。之后应用此设计方法将超限高层混凝土框架剪力墙体系于与屈曲约束支撑进行组合开发,对两种结构方案进行静力非线性分析和动力时程分析,分析基地剪力、层间位移角、塑性铰等参数,并对屈曲约束支撑在地震作用下的滞回曲线进行验证,综合衡量屈曲约束支撑的合理性。此外,本文在超限高层模型的基础上,分析了在地震作用下,屈曲约束支撑的变形过程,结构整体的残余变形,屈曲约束支撑的屈服和耗能情况。对以上数据进行分析和总结,最后得出屈曲约束支撑布置形式对结构整体抗震性能的影响情况,综合以上因素,给出屈曲约束支撑在混凝土剪力墙体系中的设计方法及设计建议。
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