梁柱节点加强D型偏心支撑钢框架滞回性能的试验与理论研究

【摘要】： 高层钢结构设计中框架结构体系分为抗弯钢框架、中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架。抗弯钢框架具有良好的耗能能力,但其抗侧刚度较小,若通过加大梁柱截面的方法提高框架刚度则很不经济;中心支撑钢框架具有良好的强度和刚度,但其延性较差,耗能能力有限,并且支撑容易屈曲而发生失稳;偏心支撑钢框架结合了以上二者的优点,具有良好的强度、刚度、延性和耗能能力,通过耗能梁段耗散大量能量从而避免了支撑屈曲,相对抗弯钢框架显著地降低了用钢量,有良好的经济效益。 本文通过改善D型偏心支撑耗能梁段与柱连接方式,使耗能梁段更好的发挥其剪切变形,研究整个偏心支撑的变形能力和耗能能力。首先介绍一榀单跨二层耗能梁段与柱直接相连偏心支撑试验研究;其次应用通用有限元软件AYSYS对该试验进行模拟,验证软件模拟的准确性;最后应用有限元软件ANSYS计算改善的D型偏心支撑的耗能性能,得出节点加腋和加肋板D型偏心支撑的滞回性能优于传统的耗能梁端与柱直接相连偏心支撑,减缓了耗能梁段与柱直接相连处的脆性破坏,使耗能梁段有效的从柱端移出,从而使整个结构获得更大的塑性变形。 本文以工程应用为目的,在试验研究与理论分析的基础上,对偏心支撑钢框架梁柱连接节点做出改进,所得结论对D型偏心支撑抗震设计有一定的指导意义,也为进一步研究奠定了基础。