基于剪力比的BRB-RC框架结构一体化设计方法

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近年来防屈曲支撑在工程中越来越广泛地被应用。针对防屈曲支撑结构,国内外不同学者提出了诸多设计方法,但大多数设计方法都假设防屈曲支撑承担所有的结构侧向地震荷载,与真实的受力体系不符,忽略了框架主体结构的抗侧能力和耗能能力。此外,目前已有设计方法多是针对钢结构进行的研究,关键参数取值宽泛且不同学者给出的建议不同。本文基于混凝土框架结构的特点,提出了基于剪力比的一体化减震设计方法,旨在给出基于剪力比的防屈曲支撑-混凝土框架结构一体化减震设计方法的流程并进行结构的抗震性能评估,为工程设计人员和业主的决策提供参考。本文研究了防屈曲支撑的力学性质,通过数值模拟研究了防屈曲支撑的滞回性能与试验滞回情况的对比,从而选出防屈曲支撑的合理的模拟单元;推导了最大拉压力对结构的影响,给出了防屈曲支撑-混凝土框架结构基于剪力比的一体化设计方法和流程;通过一体化设计方法并结合规范要求,基于SAP2000软件设计了5层、10层、15层三个结构在七种剪力比(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7)下的21个三维防屈曲支撑-混凝土框架结构。通过弹塑性动力时程分析,分别得到剪力比与最大层间位移角的关系、剪力比与滞回耗能的关系、剪力比与最大轴压比的关系、实际剪力比与设计剪力比的关系等。本文验证了在SAP2000中wen单元较塑性铰单元能更好的模拟防屈曲支撑的性能;通过大样本弹塑性分析验证了本文提出的一体化设计方法的有效性,并给出了剪力比的建议取值范围:0.3~0.5,有效地缩小了剪力比的取值空间。为研究一体化设计方法的合理性,本文介绍了基于性能的地震地震工程基本理论,对应用一体化设计方法设计的5层结构进行地震损失评估,得到了本文的设计方法不仅能够有效地提供减震效果还能带来可观的经济利益,为业主的决策提供重要参考。
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