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异型柱抗震性能研究

江云红  
【摘要】:异型柱框架结构是目前住宅建筑中颇受欢迎的一种结构形式,具有很广泛的应用背景,但由于异型柱截面的阴角阳角部位存在应力集中现象,地震时破坏严重。为进一步推广和扩大异型柱框架结构的应用范围,本文对异型柱框架结构在水平地震作用下的受力特点和抗震性能进行研究,重点对不规则异型柱框架结构中的构件柱的扭转效应进行研究。 针对异型柱框架结构柱截面形式的特殊性,对异型构件柱进行截面的应力和应变规律分析。L、+、T、—字形截面具有各自不同形状,随着柱肢高宽比的不同,其截面应力应变分布也发生变化,通过分析不同截面形状的应力应变规则,为整体框架中构件柱受力分析和抗震性能分析奠定基础。 本文通过三维不规则异型柱框架结构有限元模型采用空间迭代法进行模态分析,显示出异型柱框架存在较严重的扭转现象。在对该结构的谱分析中,利用模态分析中的频率值,再用《抗震规范》中的设计反应谱曲线,计算出各阶自振频率下的地震加速度值,以此作为反应谱的频率—加速度值,计算出该结构在地震反应谱下的反应,显示异型柱构件扭转明显。 在对该结构的时程分析中,采用当地地震局提供的加速度—时间地震波输入,由于地震波存在多维分量,且偏心结构在地震时会产生扭转效应,故分析时除进行单向地震输入外,还对结构进行双向地震的受力分析,计算出结构关键部位的受力和相应的位移,显示出在随机地震作用下结构中构件柱扭转效应更加明显,须采取相应的加固措施。 本文采用斜支撑措施,并用带斜支撑的异型柱框架与不带斜支撑的异型柱框架的时程分析进行对比,显示当增加支撑结构后,结构在地震作用下的位移明显减小,抗扭转能力明显提高。因此斜支撑加固措施可有效提高异型柱框架的抗震能力。


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