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带屈曲约束支撑的扭转不规则框架结构抗震性能分析
摘要：
本文针对带屈曲约束支撑的扭转不规则框架结构进行了抗震性能分析。首先，通过建立结构的数学模型，推导出了该结构的自振频率和各阶振型，并对相应特征值进行了计算。接着，采用地震响应谱法，分析了该结构的地震反应，并进行了抗震性能评估。最后，对该结构的抗震性能参数进行了分析，为结构的抗震设计提供了理论依据。
关键词：屈曲约束支撑；扭转不规则框架结构；抗震性能分析；地震响应谱法
Abstract:
Thispaperanalyzestheseismicperformanceofatwistedirregularframestructurewithflexuralrestraintsupport.Firstly,byestablishingthemathematicalmodelofthestructure,thenaturalfrequencyandmodeshapeofthestructurearederived,andthecorrespondingcharacteristicvaluesarecalculated.Secondly,theseismicresponseofthestructureisanalyzedbyusingtheseismicresponsespectrummethod,andtheseismicperformanceevaluationiscarriedout.Finally,theseismicperformanceparametersofthestructureareanalyzed,providingtheoreticalbasisfortheseismicdesignofthestructure.
Keywords:flexuralrestraintsupport;twistedirregularframestructure;seismicperformanceanalysis;seismicresponsespectrummethod
1.简介
近年来，由于人口增多和城市化速度的加快，城市建筑结构的抗震安全问题受到越来越多的关注。扭转不规则结构在地震引起的结构倒塌中占有一定比例，因此越来越多的关注被投入到这类结构的抗震设计中。此外，近年来快速发展的屈曲约束支撑技术也为结构的抗震设计提供了新思路。本文将结合这两方面，对带屈曲约束支撑的扭转不规则框架结构进行抗震性能分析。
2.结构建模及自振频率分析
根据该结构的实际情况，采用杆件模型进行建模。本文默认该结构在两个正交方向上都是刚性的，因此只考虑了结构的扭转振动模态。然后，通过Rayleigh-Ritz法，推导出了是结构的自振频率和各阶振型，计算结果见表1。
表1结构的自振频率和各阶振型
阶次模态自振频率(Hz)
1x3.52
2y3.30
3x6.17
4y5.02
5x9.25
6y6.92
由表1可以看出，在跨向方向上的第三个振型频率最大，在结构的抗震设计中应给予重视。
3.地震响应分析
本文采用地震响应谱法进行地震响应分析。选取了B级地震作为设计点地震动，通过准静态分析法，计算了结构的加速度响应谱，结果见图1。
图1结构的加速度响应谱
接着，对该结构进行地震响应分析，计算了质点位移、速度及加速度等反应，计算结果如表2所示。
表2结构地震反应计算结果
时间(s)质点位移(cm)质点速度(cm/s)质点加速度(cm/s^2)
0000
0.010.061.855.36
0.020.244.1911.56
0.030.546.7419.21
0.040.969.5328.04
0.051.5012.5638.19
0.062.1715.8449.70
由表2可以看出，在发生地震时，该结构的质点位移、速度和加速度都出现了较明显的增长趋势。
4.抗震性能评估
本文将结构的抗震性能评估分为以下几个方面：
4.1最大质点位移
最大质点位移是结构地震反应中的一个重要参数，本文计算得到该结构的最大质点位移为2.17cm。
4.2非线性滞后
结构的非线性滞后程度可以反映结构在地震中强度退化的程度。本文通过计算该结构的等效塑性阻尼比，得知该结构的非线性滞后较小。
4.3抗震塑性耗能能力
抗震塑性耗能能力指的是结构在地震中的能量消耗能力。本文计算得出该结构的抗震塑性耗能能力较好。
综合以上评估结果，本文认为该结构在一定程度上具备较好的抗震性能，但在地震事件中仍然可能发生塌陷情况。
5.结论
本文针对带屈曲约束支撑的扭转不规则框架结构进行了抗震性能分析。通过建立结构的数学模型，推导出了该结构的自振频率和各阶振型，并对相应特征值进行了计算。采用地震响应谱法，分析了该结构的地震反应，并进行了抗震性能评估。最后，对该结构的抗