强震作用下带屈曲约束支撑的K型网壳整体结构性能分析

以K6型网壳为研究对象,考虑网壳支承结构的弹性效应,并在支承结构中设置屈曲约束支撑(BRB),考虑在9度区强震作用下,通过不同的屈曲约束支撑布置方式对结构进行动力弹塑性分析.结果表明,在考虑整体网壳支承结构共同工作时,结构主要节点位移和杆件内力响应都有所减小;网壳上部结构设置屈曲约束支撑能够有效降低节点位移和杆件内力响应;考虑上部和下部设置屈曲约束支撑共同工作对于K6型网壳减振耗能有很好的效果.

框架-剪力墙结构耗能型屈曲约束支撑体系施工技术

框架-剪力墙结构通常在某些刚度不足部位或者结构层间位移角较大部位增加支撑,采用防屈曲约束支撑代替普通支撑,能有效提高结构构件的抗震性能,屈曲约束支撑构件在框架-剪力墙结构中的安装方法通常有先装法和后装法两种方式,先装法安装钢结构安装量大、占用主线工期长,后装法安装支撑杆伸入结构构件连接不便或安装后无法达到较好的消能减震效果。本文介绍了框架-剪力墙结构中一种消能减震构件—耗能型屈曲约束支撑的施工安装技术,通过在传统先装法与后装法的基础上进行了改进,形成了一套混合间歇施工安装方法,解决了先装法安装工作量大、占用总工期长,避免了后装法安装质量不易保障、安装不便的缺点。本文主要从技术特点、工艺原理、工艺流程与施工要求、质量控制等方面进行了详细阐述。

耗能型屈曲约束支撑(BRB)安装施工关键技术及质量控制要点

屈曲约束支撑(BRB)在很多建筑结构中被设计和使用,其连接种类和材料多种多样,大大提高了建筑结构自身的抗震能力。以上海轨道交通10号线停车场地块项目为例,总结并介绍了耗能型屈曲约束支撑的安装施工工艺及操作要点,可为类似工程提供参考。

基于E-μ模型的约束屈曲支撑结构抗震设计与评估方法

既有中心支撑钢框架结构采用约束屈曲支撑进行替换加固时,常需进行多次非线性时程分析,以获取约束屈曲支撑的承载力和刚度。为避免大量的非线性分析与迭代计算,通过计算各参数条件下单自由度中心支撑钢框架结构和约束屈曲支撑结构的延性需求谱,建立了在延性需求满足抗震加固要求条件下的约束屈曲支撑结构等效耗能(E)与延性需求(μ)之间的关系,即E—μ模型。基于该模型提出了一种约束屈曲支撑结构抗震加固设计与简化评估方法。最终通过对一个6层中心支撑钢框架结构采用约束屈曲支撑进行加固设计与评估,验证了所提方法的适用性。

承载型屈曲约束支撑在建筑结构设计中的应用

屈曲约束支撑是普通支撑的一种升级改进,包括承载型和耗能型屈曲约束支撑两类。承载型屈曲约束支撑是结构的主要受力构件且具有很好的抗震能力,可以作为结构的第一道抗震防线。文章对其在建筑结构设计中遇到的主要结构性能指标确定、框架部分和屈曲约束支撑二者承担的倾覆力矩比值分配、与承载型屈曲约束支撑相连的梁、柱等结构构件的设计等若干问题进行探讨,并通过四个文献资料分析了甘肃省古浪县的银行办公楼、上海市某商务酒店项目等四个实际工程的承载型屈曲约束支撑应用实施情况,为以后类似工程的结构设计提供参考。

国产TJ-Ⅰ型屈曲约束支撑的性能研究

结合国内外研究和工程现状,以世博会场馆工程为背景,采用国产低屈服点钢(LYP160MPa),Q195,特制低屈服点钢材(LYP225MPa)作为芯材,研制出新型TJ-Ⅰ型屈曲约束支撑。经过一系列试验研究和理论分析,确定了合理的构造和设计准则,研制出更大吨位的并能实际应用于世博会场馆的支撑。在同济大学建筑结构实验室进行了一系列的低周往复加载试验中,本文选取了10根试件的试验结果,设计屈服吨位分别为40kN、90kN、120kN、130kN1、60kN、180kN。通过对试验结果和现象的总结和理论分析,我们可以清晰地看到支撑性能的稳步提高。试验结果表明,TJ-I型屈曲约束支撑具有良好的滞回性能和低周疲劳性能,与国外同类产品的性能相当,是一种十分有效的耗能构件。此次试验采用了宝山钢铁厂生产的国产低屈服点钢,促进了低屈服点钢在抗震工程领域中的应用。

屈曲约束支撑在高层钢框架结构中的减震控制研究

为了研究屈曲约束支撑在高层钢框架结构中的减震效果,利用有限元分析软件SAP2000分别对纯框架、普通支撑框架和屈曲约束支撑框架3种模型进行了罕遇地震作用下的非线性时程分析。通过对时程分析结果进行对比,得出了在高层钢框架结构中设置屈曲约束支撑可以大幅度提高结构的抗震性能。

基于附加刚度屈曲约束支撑减震设计方法

本文主要对带耗能型屈曲约束支撑结构的设计方法进行研究分析,推导了带该种耗能器结构基于刚度需求的设计方法。该方法通过建立非减震结构及减震结构的单自由度体系,基于目标位移推导结构在目标变形下的附加弹性刚度需求,该方法须首先求得非减震结构在相应地震作用下的位移反应,计算结构各楼层的层间刚度,通过反应谱理论,推导相应刚度需求的计算式。

屈曲约束支撑及其工程应用

屈曲约束支撑是在普通钢支撑基础上改进而成的一种受压、受拉都能屈服而不屈曲,利用软钢屈服耗能能力好、承载能力高的一类金属屈服型阻尼器。论文对屈曲约束支撑的基本构造、工作机理、主要特点、设计依据、结构设计、布置及连接、工程应用等进行了概述和讨论,为屈曲约束支撑的设计和应用提供参考。

带肘节式连接耗能减震层的超高层结构抗震性能研究

以某299.3m超高层框架-核心筒结构为研究对象,针对该工程的自身特点提出了设置屈曲约束支撑、肘节式和人字形连接黏滞阻尼器的3种耗能减震层控制方案。在8度小震作用下,对比分析了不同控制方案对耗能减震层内力突变的减震控制效果,同时对黏滞阻尼器采用肘节式和人字形两种连接方式的耗能率进行对比分析。结果表明,带肘节式连接减震方案能有效地降低耗能减震层位置处的内力突变,减震层位置剪力墙剪力突变幅值的最大降幅达46.2%,大大降低了加强层构件连接部位应力集中效应,验证了黏滞阻尼器采用肘节式连接比人字形连接具有更高的耗能效果,耗能率最大提高133.1%,证明了带肘节式连接耗能减震层对超高层结构抗震的有效性和可行性。

屈曲约束支撑的研究

屈曲约束支撑是目前抗震加固的重要措施之一,其具有稳定的抗侧力刚度和抗震性能,越来越受到建筑行业的重视。对于屈曲约束支撑的研究很多,范围很广、领域很全面,从屈曲约束支撑的结构形式,设计方法到装配方式等多方面均有研究。屈曲约束支撑作为框架结构的第一道抗震防线,在耗能减震方面发挥着不可替代的作用。基于此对屈曲约束支撑结构形式、框架结构以及设计方法三方面进行研究,分析支撑结构的工作原理和功能应用。

框架-支撑芯筒结构体系的耗能机制研究

为研究框架-支撑芯筒结构在罕遇地震下的耗能机制,对框架-支撑芯筒结构进行弹塑性时程分析,观察结构的耗能分布,并与框架-核心筒结构进行对比,分析设置屈曲约束支撑(BRB)后框架-支撑芯筒结构体系耗能的变化。结果表明:(1)两种结构体系耗能的不同之处在于框架-核心筒结构塑性耗能主要集中在连梁上,而框架-核心筒结构塑性耗能分散在各类构件上,由于钢支撑在罕遇地震下不易屈服,耗能能力未充分发挥。(2)采用BRB等截面替换支撑芯筒的钢支撑,框架-支撑芯筒结构的耗能机制基本保持不变。(3)适当缩小BRB的芯材截面,降低BRB的屈服力,不仅能够降低总体能量输入,而且能够将提高BRB的耗能占比,降低其他构件的塑性耗能,有效地保护了其他构件。可见,理想的框架-支撑芯筒结构宜设置部分或全部采用BRB替代钢支撑。

屈曲约束支撑施工安装技术探析——以某幼儿园工程为例

文章通过阐述屈曲约束支撑(BRB)的概念及减震原理,以某幼儿园工程项目的实际应用为例,介绍了BRB的施工安装技术要点,得出BRB对提高框架结构抗震性能,降低工程成本,推进减隔震技术在结构工程中的应用,具有重要意义。

高烈度地区超限项目屈曲约束支撑的应用及分析

某商业综合体位于高烈度地区(设防烈度为8度),共有4项不规则,属于超限高层项目,为了提高抗侧、抗扭刚度,同时满足“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的延性设计概念,在主体结构内部合适的位置增加了屈曲约束支撑(BRB支撑),通过多遇地震(0.07g)弹性时程分析得出的结构各项性能指标以及罕遇地震(0.4g)弹塑性时程分析得到结构耗能能力、屈服机理,在高烈度地区相较于普通钢支撑而言,屈曲约束支撑使结构整体抗震安全性明显提高,结构更容易实现比现有规范更高的设防目标。

屈曲约束支撑在某医疗建筑中的应用分析

屈曲约束支撑是一种新型的耗能减震支撑,近些年来,因其优越的抗震性能,在工程中得到了广泛应用,特别是在高烈度抗震设防地区。文章以某门诊医技楼实际工程为例,对屈曲约束支撑混凝土框架结构进行设计,并分析屈曲约束支撑框架结构在小震弹性及大震弹塑性下的结构响应情况。

湖北省科技馆混合减震巨型结构动力弹塑性时程分析

湖北省科技馆采用巨型钢框架-支撑结构体系,存在尺寸突变、扭转不规则、楼板不连续等不规则项,属于超限结构。为改善结构抗震性能,采取混合减震措施,在结构内布置屈曲约束支撑和防屈曲耗能钢板墙2种消能减震器。采用ABAQUS软件对结构进行施工模拟分析及动力弹塑性时程分析,研究罕遇地震作用下屈曲约束支撑和防屈曲耗能钢板墙混合减震效果,并给出定量评估,包括结构位移响应、构件损伤、能量耗散分布等。分析结果表明:2种消能减震器布置于结构薄弱位置,在提供结构刚度的同时,罕遇地震作用下作为结构第一道抗震防线,防屈曲耗能钢板墙产生良好的屈服塑性变形,屈曲约束支撑滞回耗能显著,有效保护了主体结构。

双重耗能机制框架剪力墙结构地震响应分析

当前摇摆墙体系研究广泛,但由于放松了墙底约束,抗侧刚度减小,使得结构整体变形过大。在框架剪力墙双重结构体系中,利用剪力墙和框架在地震作用下不同的变形模式,在两者之间连接屈曲约束支撑(BRB)可有效降低框架结构的水平加速度响应;进一步在剪力墙底设置参数可控的金属阻尼器(MD),防止剪力墙底部破坏的同时,整体结构在BRB与MD共同作用下,整体结构地震响应也得到有效改善。以某六层混凝土框架剪力墙为例,利用ABAQUS有限元软件并结合UMAT二次开发接口的PQ-Fiber用户子程序,建立了框架剪力墙非线性有限元模型,变化BRB和MD初始刚度和屈服强度,进行弹塑性动力时程分析。结果表明:在BRB和墙底MD的双重耗能作用下,当BRB和MD屈服强度取值一个合适的属性范围,双重耗能框架剪力墙结构的地震响应得到了明显改善。

双重耗能智能框架摇摆墙结构地震响应对比分析

针对框架剪力墙结构在强震作用下存在连接处楼板或连梁破坏以及剪力墙底部出现塑性铰的问题,在课题组开发的智能框架剪力墙双重结构体系中,将剪力墙设置为底部连接金属阻尼器的摇摆剪力墙,形成一种新型双重耗能单元控制的智能框架摇摆墙结构体系.以6层混凝土框架剪力墙结构为原型,应用ABAQUS有限元分析软件,建立传统框架剪力墙结构、智能框架剪力墙双重结构、摇摆墙与框架间连接BRB结构和摇摆墙底部连接金属阻尼器的双重耗能智能框架摇摆墙4种结构对比模型,进行非线性动力时程分析,考察各结构的动力响应.结果表明:新型双重耗能单元控制的智能框架摇摆墙结构体系在BRB屈服强度为0.1fy~1fy区间时,结构地震响应均比传统结构有所减小,框架结构层间位移也得到有效控制,进一步说明在合理参数取值下双重耗能单元控制的结构地震动响应小于单一耗能单元结构.

湖北省科技新馆结构设计

湖北省科技新馆为大跨度、大悬挑的复杂高层结构。利用4个电梯井筒布置了由矩形钢管混凝土柱+钢支撑(钢板墙)组成的4个筒体巨柱,巨柱支撑着由4榀斜拉长悬臂跨层钢桁架组成的巨梁,形成新型大跨巨型钢框架结构体系。4个筒体巨柱内采用BRB+摇摆耗能墙的新型联合减震方案以减小地震作用;4榀巨梁内设置斜拉索以减小大悬挑区域的竖向变形;中庭沉浸影院采用新型的“上挂下支”的双曲面网壳结构体系,采用了内衬圆钢管的相贯焊节点保证网壳节点的刚性连接。进行了BRB+摇摆耗能墙大震下的减震分析、桁架与柱连接复杂铸钢节点的有限元分析及节点试验、3层和4层大悬挑角部的舒适度分析及人致振动实测及长悬臂结构的低周往复荷载试验。结果表明:湖北省科技新馆结构体系布置合理,各部分满足设计要求。

近断层脉冲型地震作用下BRB减震高层建筑结构抗震性能分析

屈曲约束支撑因其在地震作用下具有良好的耗能能力,被广泛应用于高层建筑结构减震中。而含有明显长周期速度脉冲特征的近断层地震引起高层建筑结构较大的变形以及损伤,其对BRB减震效果有何影响值得深入研究。针对某高层建筑结构进行BRB减震参数设计,选取近断层脉冲型地震动进行动力分析,基于结构层间位移角、楼层加速度、结构塑性耗能等指标评估近断层脉冲型地震对BRB减震高层建筑结构抗震性能的影响。结果表明:近断层脉冲型地震作用下BRB减震高层建筑层间位移反应较大,楼层加速度放大不明显,RBR耗能在结构总塑性耗能中占比减小,结构塑性损伤较大。