不同支撑形式高强钢组合偏心支撑抗震性能研究

耗能梁段作为偏心支撑结构的耗能元件,在大震作用下通过弹塑性变形吸收地震能量,保护主体结构处于弹性受力状态。现行规范基于强度的设计理论,为了保证耗能梁段进入塑性或破坏,梁柱构件需要进行放大内力设计,导致截面过大,而且基于强度的设计方法很难保证结构的整体破坏状态。目前,抗震设计越来越重视基于性能的设计思想,该方法能够评估结构的弹塑性反应。对于高强钢组合偏心支撑,其中耗能梁段和支撑采用Q345钢,框架梁柱采用Q460或者Q690高强度钢材,高强钢不仅带来良好的经济效益,而且能够推广高强钢在抗震设防区的应用。利用基于性能设计方法设计了4种不同形式的高强钢组合偏心支撑钢框架,包括K形、Y形、V形和D形,考虑4层、8层、12层和16层的影响。通过Pushover分析和非线性时程分析评估该结构的抗震性能,研究结果表明:4种形式的高强钢组合偏心支撑钢框架具有类似的抗震性能,在罕遇地震作用下,几乎所有耗能梁段均参与耗能,而且层间侧移与耗能梁段转角沿高度分布较为均匀。其中:D形偏心支撑具有最大的抗侧刚度,但延性较差,而Y形偏心支撑的抗侧刚度最弱,但延性最佳。     

带顶底L型件的装配式梁柱节点试验研究

在传统半刚性节点的基础上,结合端板及顶底角钢连接,提出带顶底L型件的装配式梁柱节点,适用于变电站及多层钢框架住宅体系。分别对3个参数不同的构件节点进行循环加载试验,从耗能能力、承载力、延性及刚度退化等方面研究了该梁柱节点的抗震性能和失效模式。根据有关规范对带顶底L型件的装配式梁柱节点的弹性极限承载能力及塑性极限承载能力进行验算。结果表明,该节点主要的失效模式是梁翼缘及梁腹板发生屈曲变形和撕裂,该节点具有良好的承载力、延性、刚度及滞回性能。通过增加L型件长肢长度及L型件厚度,可改善节点在循环荷载作用下的承载力,延性及耗能能力。该节点属于半刚性节点,并满足"强柱弱梁"的要求。