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PEC柱(弱轴)—钢梁摩擦型部分自复位组合框架抗震机理研究
摘要
本文利用有限元分析方法，对弱轴PEC柱与钢梁摩擦型部分自复位组合框架的抗震机理进行了研究。研究结果表明，该框架结构具有较好的抗震性能，能够满足设计要求。为了进一步完善该结构的设计与施工，本文还对几个关键参数进行了分析，为今后同类型结构的设计提供了重要的参考依据。
关键词：PEC柱；自复位组合框架；摩擦力；有限元分析；抗震性能
Abstract
Inthispaper,theseismicmechanismoftheweak-axisPECcolumnandsteelbeamfrictionalself-centeringcompositeframewasstudiedusingthefiniteelementanalysismethod.Theresultsshowthattheframestructurehasgoodseismicperformanceandcanmeetthedesignrequirements.Inordertofurtherimprovethedesignandconstructionofthestructure,severalkeyparameterswereanalyzed,providingimportantreferenceforthedesignofsimilarstructuresinthefuture.
Keywords:PECcolumn;self-centeringcompositeframe;frictionalforce;finiteelementanalysis;seismicperformance
引言
随着建筑和工程结构的不断发展，抗震设防成为了现代建筑设计不可忽视的一个重要方面。在所有的抗震构造设计中，组合结构已经成为了一种典型的结构形式，这种结构具有一定的优点，如抗震性能较好、设施维护容易等。本文主要研究PEC柱和钢梁摩擦型部分自复位组合框架，是一种新型的抗震结构，应用了新型的支撑节点，能够更好地发挥施工材料的本身优势，同时也具有较高的施工效率。因此，本文旨在对该结构的抗震性能进行分析和研究，并对某些关键参数进行了详细的分析和讨论。
PEC柱和钢梁摩擦型部分自复位组合框架的组成
PEC柱和钢梁摩擦型部分自复位组合框架可分为四个部分：
1.PEC柱部分：包括柱、基础和节点；
2.钢梁部分：包括梁和节点；
3.摩擦耗能部分：包括两侧的剪力墙和钢板；
4.自复位系统：包括分布在梁和柱上的撑杆和斜撑。
PEC柱是由高强度混凝土制成的，在抗压、抗弯、韧性等方面表现出了一定的优势。PEC柱的设计应该尽量避免出现轴压大、剪力作用大的情况，以确保更好的抗震性能。钢梁部分应该具有良好的焊接性能和刚度，能够承担框架结构的重量和地震荷载。摩擦耗能部分由两侧的混凝土剪力墙和钢板构成，主要用于吸收地震能量。自复位系统则能够通过恢复结构的初始位置或靠近初始位置，提高结构的复原能力和耐震性能。
研究方法
本文采用有限元分析方法，对PEC柱和钢梁摩擦型部分自复位组合框架的抗震性能进行研究。通过建立三维模型，采用ABAQUS软件进行分析，选择弹塑性分析方法进行计算。
在进行计算时，考虑到建筑物受到侧向地震荷载的作用时，不同层之间会发生相对位移，并且建筑物会发生弹塑性变形和破坏。因此，本文采用了几何非线性弹塑性模型，对柱、梁、节点、剪力墙、钢板等进行了建立并进行了参数调整。
研究结果
1.剪力滞回曲线
图1显示了PEC柱和钢梁摩擦型部分自复位组合框架的剪力滞回曲线。由图中可以看出，在地震动力荷载作用下，框架结构出现了一定的塑性变形，剪力达到了峰值，并呈现出典型的滞回曲线。通过仿真计算，得出了框架结构塑性变形能力较强的结论。
2.各部位变形
图2展示了PEC柱和钢梁摩擦型部分自复位组合框架中各部位的位移变化情况。由图中可以看出，在地震过程中，结构各部位发生了较大的位移变形和扭曲变形现象。同时，由于自复位系统的作用，结构在地震后能够恢复到初始状态，具有良好的复原能力。
3.参数分析
通过模拟计算，本文针对框架结构的梁柱节点、摩擦载荷、自复位系统等几个关键参数进行了分析，结果表明：
1)梁柱节点的设计应该进行金属材料的优化，以提高结构的耐震性能；
2)摩擦力的大小对结构的工作机理和耐震性能有着显著的影响，在设计中应该尽量保证摩擦力的合理性；
3)自复位系统对结构的抗震性能和复原能力具有重要的作用，应重点考虑该部分参数的设计和优化。
结论
本文利用有限元分析方法，对弱轴PEC柱与钢梁摩擦型部分自复位组合框架的抗震机理进行了研究。研究结果表明，该框架结构具有良好的抗震性能，并且能够满足重要的设计和施工要求。在进一步完善该结构的设计与施工上，本文还对某