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抗震支吊架抗震性能研究

陈晨  
【摘要】:本文采用ABAQUS有限元软件对抗震支吊架进行有限元受力性能分析,研究得出抗震支吊架正负向加载下结构受拉压存在一定差异,正向加载时,其底部抗震连接件会发生一定的转动,在一定程度上会削弱正向加载时的承载力,抗震连接件易出现应力集中现象,不利于整体结构的安全;基于此,本文设计出一种新型抗震支吊架,与传统抗震支吊架相比,新型抗震支吊架中抗震斜撑受力更加均匀,更不易出现抗震连接件应力集中现象,整体结构更加安全;新型抗震支吊架初始刚度减小,具有良好的承载能力且整体结构更柔。为研究不同抗震斜撑角度、吊杆边长、L型连接钢板厚度、内外钢管长度、内外钢管厚度、橡胶圈长度、橡胶圈厚度等参数对新型抗震支吊架受力性能的影响,采用ABAQUS有限元软件对15组不同参数下新型抗震支吊架的受力性能进行分析,结果表明:抗震斜撑角度对新型抗震支吊架的影响较为明显,其中角度为45°的模型力学性能相对较好;吊杆边长对新型抗震支吊架的影响较小,取值宜取8~12mm;L型钢板厚度对新型抗震支吊架的影响较大;内、外钢管长度和厚度对新型抗震支吊架的影响较大;可根据实际情况和承载力需求确定钢管长度和厚度;橡胶圈厚度对新型抗震支吊架的影响较小;橡胶圈长度对新型抗震支吊架的影响较大,实际应用中可根据实际需要及工艺限制确定合适的橡胶圈长度和厚度。对抗震支吊架进行非线性简化分析方法研究,简化分析方法得出的滞回曲线与骨架曲线和已有试验以及模拟对比较为吻合,证明了抗震支吊架简化模型及方法的正确性,为抗震支吊架在实际工程中的应用提供参考和依据。以某实际工程为例,设计3种不同支吊架系统的建筑结构,采用ETABS软件对支吊架系统在整体结构中的地震响应进行多遇地震时程分析,结果表明:支吊架系统作为非结构构件,对整体结构的层剪力影响较小;抗震斜撑对整体结构的层位移角影响很小;有抗震斜撑的抗震支吊架较无抗震斜撑的承重支吊架对支吊架本身及管道有较明显的位移控制效果,抗震支吊架能较好的起到限位作用,保护管道及支吊架系统;相对于传统抗震支吊架,新型抗震支吊架本身及管道的位移更小,支吊架系统在地震作用下更安全。


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