事故分析 摘要:采用ANSYS大型有限元结构分析软件,研究了偏心支撑抗侧力框架在水平荷载作用下的事故分析性能,重点放在具有建筑布置优势的事故分析大偏心支撑框架。通过有限元理论计算,将理论计算与试验结果进行比较, 总结了耗能梁长度、高跨比对偏心支撑体系强度,刚度,滞回性能的影响。 关键词:偏心支撑抗侧力体系 水平力作用 有限元
1 前言
偏心支撑体系兼顾了纯框架结构与框架中心支撑体系的优点。在正常使用阶段,它具有较大的刚度,结构侧移较小;在大地震作用下,利用耗能梁段的塑性变形吸收能量,具有很好的耗能效果。偏心支撑抗侧力体系适用于抗震设防烈度为8、9度的,4层~12 层的多层钢结构住宅。本文采用试验与有限元分析的方法,研究了偏心支撑抗侧力框架在水平荷载作用下的性能,重点放在具有建筑布置优势的大偏心支撑框架。
2 计算模型
试验研究了两榀耗能梁长度e不同的K形偏心支撑框架,在水平循环往复荷载作用下的破坏过程。每榀框架具有相同的梁柱截面尺寸、加载位置和约束条件。分析采用目前非线性分析中常用的Von Mises等向强化准则,材料本构关系取理想弹塑性模型,初始弹性模量取2E5MPa,材料屈服强度为306MPa。
有限元分析以试验框架为分析原型,采用两种计算模型:塑性梁单元平面模型,塑性壳单元空间模型。平面模型采用塑性梁单元BEAM23。由于试验框架柱高度小,必须考虑柱脚加劲肋对框架柱的平面内水平方向的约束作用。塑性壳单元空间模型。偏心支撑采用塑性直管单元PIPE20;框架梁柱,地梁采用收敛性较好的塑性壳单元SHELL181。空间模型中,用8个加劲肋模拟了地梁对试验框架的约束作用,同样考虑了柱脚加劲肋对框架柱平面内的约束作用。
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