钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构概率地震易损性评估研究

为了研究钢管混凝土(CFST)框架-屈曲约束支撑(BRB)结构的抗震性能以及地震动持时对结构概率地震易损性的影响,基于能量平衡的塑性设计方法,设计了9层框架支撑结构.选取其中一榀单层单跨的框架支撑试件进行了低周循环加载试验和数值分析.采用OpenSees程序建立了9层典型三跨子结构的弹塑性分析模型;通过增量动力分析法得到了结构在不同工程需求参数和地震动强度参数下的易损性曲线,分析了地震动持时对结构抗震性能的影响.研究结果表明:试件的水平荷载-位移滞回曲线饱满,耗能稳定;结构90%的塑性变形耗能集中于屈曲约束支撑;整体损伤因子(ODI)可以较好地反映地震动持时对框架支撑结构累积损伤的影响;长持时地震动下结构的倒塌中位值比短持时的低24%.以ODI为工程需求参数时,考虑地震动谱加速度和重要持时的地震动强度综合指标INP-D表现出更优的实用性、有效性、充分性和调幅鲁棒性.对于I_(NP-D),罕遇地震水平下,长持时地震动下的ODI超越0.2和0.4限值的概率分别是短持时的1.74和5.0倍,因此建议钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构的抗震设计和分析应关注地震动持时对结构累积损伤的影响.

混凝土框架-屈曲约束支撑结构的应用研究

研究混凝土框架-屈曲约束支撑结构的抗震性能,综合对比混凝土框架-屈曲约束支撑结构和其他传统结构形式的优缺点,并进行经济性比较,对约束屈曲支撑结构设计方法进行探讨,解决设计过程中的实际问题。

高地震烈度区混凝土框架-屈曲约束支撑结构应用研究

结合某高地震烈度区工程,对混凝土框架-屈曲约束支撑结构的抗震设计方法以及相关问题进行了研究。分析了混凝土框架-屈曲约束支撑结构的最大适用高度、合理的附加刚度、适宜的层间位移角限值,并通过罕遇地震下的弹塑性时程分析考察结构的抗震性能。结果表明:混凝土框架-屈曲约束支撑结构的抗震性能优于纯混凝土结构,主体混凝土框架更容易成为"损伤可控结构",实现震后可恢复性;建议混凝土框架-屈曲约束支撑结构的最大适用高度按混凝土框架结构和框架-抗震墙结构二者最大适用高度的平均值采用;为控制主体混凝土框架的损伤,屈曲约束支撑按刚度分配的地震倾覆力矩宜大于结构总地震倾覆力矩的50%,在各层承担的楼层地震剪力不宜小于30%;建议屈曲约束支撑的附加刚度比控制在1左右,延性系数不小于3;混凝土框架-屈曲约束支撑结构相对于混凝土框架结构的层间位移角限值,在多遇地震下应根据支撑不屈服的要求做适当调整。

屈曲约束支撑在收尘器混凝土框架减震设计的应用研究

以某抗震设防烈度为9度的水泥厂收尘器下部混凝土框架为研究对象,分别设计了采用耗能型BRB屈曲约束支撑的阻尼器消能减震结构方案和传统的非减震结构方案,并采用PERFORM-3D分析与性能评估软件对两种结构模型进行了地震响应力弹塑性时程计算,对比了两种设计方案的抗震性能。结果表明,屈曲约束支撑能够对结构起到良好的减震作用,在多遇及罕遇地震作用下,减震结构的整体地震力和层间位移角均明显低于非减震结构,抗震性能更高,安全储备更好。采用减震结构相比非减震结构,工程量更少,经济效益更优。

屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构设计方法研究

目前屈曲约束支撑广泛用于新建和加固的钢筋混凝土框架结构中,构成屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构。鉴于这种结构的设计方法未在规范中明确规定,在试验研究和设计实践的基础上,提出一些设计建议,包括设计时需根据屈曲约束支撑性能采取不同的设计方法、结构适用高度、屈曲约束支撑布置方法和要求、小震作用下屈曲约束支撑计算假定、结构楼层位移角限值、屈曲约束支撑根据不同性能需采取的不同检验要求、屈曲约束支撑与结构的连接设计和钢筋混凝土框架的抗震措施。

屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构干式柔性梁柱节点的试验研究

建议了一种由受弯框架与采用梁柱柔性节点的屈曲约束支撑框架并联组成的装配式混凝土双重抗侧力体系,设计并完成了4个装配式梁柱节点试件和1个现浇节点试件的往复加载试验。研究了混凝土楼板、螺栓孔形式等因素对该柔性节点受力性能和破坏模态的影响,并与现浇试件进行了对比。试验结果表明:混凝土楼板对柔性节点刚度及承载力有很大的影响,在设计时不可忽略;螺栓孔形式在结构位移较小时对节点的受力性能没有影响,但当结构位移较大时会影响节点的破坏模式;与现浇节点相比,装配式柔性节点具有很大的变形能力。

屈曲约束支撑框架-核心筒混合结构抗震性能

目的研究屈曲约束支撑在超高层混凝土结构中的适用性,分析有无屈曲约束支撑的超高层混凝土结构抗震性能.方法建立屈曲约束支撑框架-核心筒混合结构模型,并采用反应谱分析,静力和动力弹塑性分析对模型进行地震反应分析.结果结果表明:小震作用下,屈曲约束支撑处于弹性状态,可为结构提供弹性刚度,结构基底剪力,层间位移角均有所减小;大震作用下,大部分屈曲约束支撑屈服,可帮助结构耗散地震能量.结论屈曲约束支撑能够和框架-核心筒结构良好的协同工作;合理布置屈曲约束支撑,可提高结构抗扭刚度,增加了核心筒内有效使用面积,结构总质量明显下降,减小了结构地震反应.

屈曲约束支撑-不规则混凝土结构体系的弹塑性地震反应分析

屈曲约束支撑是一种消能减震构件,在受拉和受压两种状态下都能达到屈服。以某框架结构教学楼为研究对象,阐述屈曲约束支撑在不规则混凝土框架结构加固工程中的应用。采用ABAQUS有限元软件,对在单向、双向和三向7度罕遇地震作用下加固前后的教学楼进行弹塑性动力时程地震反应分析研究。通过对比结构加固前后的层间位移角和顶层残余位移以及BRB的滞回耗能,以评价不规则钢筋混凝土框架结构-BRB体系的抗震性能。数值结果表明,合理设置屈曲约束耗能支撑能够提升不规则结构的抗震性能。

屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构的消能减震分析

针对纯钢筋混凝土框架结构在地震高烈度区使用受限的情况,提出在框架中加入BRB形成一种具有耗能减震作用的结构.并选取一个9层钢筋混凝土框架结构,采用反应谱和时程分析两种方法对该框架结构在设置屈曲约束支撑前后的抗震性能进行了对比计算分析.结果表明,在框架结构中合理设置屈曲约束支撑,可以达到小震下增加框架结构的侧向刚度,明显降低结构侧向变形,大震下支撑屈服耗能,保证结构的安全可以取得良好的减、隔震效果.

屈曲约束支撑在框架结构中的应用研究

文章以中国移动自贸港IDC项目中的数据中心为工程背景,研究了屈曲约束支撑在框架结构中应用的可行性。从多个角度对3种结构方案进行了比选,结果表明,方案3即带屈曲约束支撑的装配整体式框架结构体系在确保抗震性能的基础上,更能有效控制工程全周期成本。从预埋件与节点板的加工安装、屈曲约束支撑安装、临时固定、支撑最终固定、防火防腐涂装等角度研究了屈曲约束支撑与主体结构同步安装的关键技术。基于ABAQUS软件研究了混凝土框架-屈曲约束支撑结构在频遇与罕遇地震作用下的抗震性能,结果表明,设置屈曲约束支撑后结构在频遇地震作用下始终处于弹性状态;罕遇地震作用下主体结构在不同方向的减震率均大于60%,此时屈曲约束支撑结构进入塑性阶段,通过滞回耗能减少了主体结构的地震响应,较大的提升了结构抗震性能。

屈曲约束支撑——混凝土框架结构设计研究

文章采用Etabs软件对一栋15层的屈曲约束支撑-混凝土框架结构进行抗震分析,计算了结构的多遇地震响应,采用静力弹塑性分析法分析了结构在旱遇地震作用下的弹塑性行为,结果表明,在混凝土框架结构中布置屈曲约束支撑可有效增加结构的刚度,减小结构的层间位移;当屈曲约束支撑-混凝土框架结构的层间位移角、底部框架承担的地震倾覆力矩和无支撑框架部分承担的剪力满足本文的设计要求时,框架柱的轴压比限值可以适当提高。

双屈服点屈曲约束支撑-钢框架结构抗震性能研究

针对传统钢框架-屈曲约束支撑结构的薄弱层控制难题,本研究提出了一种面向结构最大层间变形控制和薄弱层控制双重需求的并联式双屈服点屈曲约束支撑。相比于已有双屈服点屈曲约束支撑,具有刚度和耗能能力利用率高的优点。基于某钢框架-支撑原型结构,设计了2个传统屈曲约束支撑案例和3个新型双屈服点屈曲约束支撑案例,通过对比各案例的关键地震响应,明确了新型支撑的结构最大变形控制效果和薄弱层控制效果。结果表明:罕遇地震作用下,相比于屈曲约束支撑,新型支撑的最大层间位移角峰值可降低6.2%~21.6%;表征薄弱层损伤集中程度的层间位移角集中系数分别由1.54和1.51最低降至1.29,绝大部分楼层具有了相近的位移角,且小于屈曲约束支撑结构,表明新型支撑引导了薄弱层的迁移,显著减轻了结构变形损伤集中问题。本研究的相关成果可为钢框架-支撑结构的地震响应控制提供参考。

屈曲约束支撑装配式混凝土框架结构抗震性能试验研究

消能减震技术能有效地提高装配式混凝土结构的整体抗震性能,改善其破坏模式。然而,目前对屈曲约束支撑装配式混凝土框架结构尚缺乏试验研究。为了获悉屈曲约束支撑装配式混凝土框架的抗震性能和破坏机理,文章进行3榀屈曲约束支撑装配式混凝土框架和1榀现浇混凝土框架的低周反复荷载试验。研究了地震作用下采用整体式和暗牛腿式预制混凝土梁柱节点的屈曲约束支撑装配式混凝土框架抗震性能,观察和记录试验现象和破坏特征,对各试件的滞回曲线、刚度退化、耗能能力、骨架曲线和延性系数等进行对比分析。试验结果表明:屈曲约束支撑装配式混凝土框架具有良好的耗能能力和延性,能量耗散系数E=1.464～1.759,延性系数μ=3.02～3.61,屈曲约束支撑可以有效地提高装配式混凝土框架的抗震性能,改善其失效模式;研发的支撑与梁柱连接节点的连接构造可以有效地实现屈曲约束支撑与装配式混凝土框架在地震作用下的协同受力。文中研究成果将为屈曲约束支撑在多高层装配式混凝土结构中的设计和应用提供科学依据。

反复荷载下屈曲约束支撑混凝土框架结构抗震性能研究

为了提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能,针对传统支撑受压屈曲的问题,建立了新型屈曲约束支撑和框架结构相结合的结构体系。采用ANSYS有限元软件对安装和不安装屈曲约束支撑混凝土框架在水平往复加载下的抗震性能进行了非线性分析,并与拟静力试验结果进行对比。结果表明:安装屈曲约束支撑框架的承载力较普通无撑框架提高了50.75%;同一位移量级下有撑框架的滞回环面积明显增加,有撑框架的最大耗能是无撑框架的2.97倍;ANSYS有限元模拟结果与拟静力试验结果的误差可以控制在3.40%~17.84%之间,有限元模拟与试验结果吻合较好。在有更强的塑性变形能力的屈曲约束支撑对框架结构的抗震性能有很好的增强作用,相比无屈曲约束支撑的框架结构而言,其滞回曲线较为饱满,混凝土梁中钢筋先于混凝土压碎而发生屈服,属于典型的梁铰破坏机制。

带屈曲约束支撑的混凝土框架结构设计

屈曲约束支撑作为一种新型抗震耗能构件,应用日渐广泛。以实际工程为例,本文详细介绍了屈曲约束支撑在混凝土框架结构设计中的布置原则及计算方法,着重阐述屈曲约束支撑在混凝土框架结构设计中的诸多要点,对加设屈曲约束支撑前后结构抗震性能的变化进行对比分析。结果表明,在混凝土框架结构中设置一定数量的屈曲约束支撑,可有效改善建筑结构抗震性能。本文结果对屈曲约束支撑的推广应用具有积极的推动作用,可为相似工程的设计提供指导、借鉴。

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。

屈曲约束支撑在混凝土框架结构中的工程应用

某艺术中心工程拟建的音乐厅为混凝土框架结构,中部为楼板缺失的大跨度空间,此大跨度空间采用钢网架结构。由于建筑功能以及美观要求,最终确定采取屈曲约束支撑-混凝土框架结构体系。在多遇地震下,采用SATWE软件进行计算,发现无屈曲约束支撑时,结构的抗侧刚度较弱,层间位移角不能满足规范要求;加入屈曲约束支撑后,结构抗侧力得到显著改善,各项指标均满足规范要求。在罕遇地震下,采用MIDAS软件进行计算,屈曲约束支撑可视为金属阻尼器,率先屈服耗能,成为结构的第1道防线,符合抗震性能化设计多道设防的设计理念。

屈曲约束支撑混凝土框架结构地震反应折减系数研究

提出了一种运用静力推覆和FEMA440等效线性法求解结构体系地震反应折减系数的直接方法,运用此方法分析了按同一剪重比设计的3层、6层、9层的屈曲约束支撑混凝土框架地震反应折减系数,并用时程分析对结果加以验证。结果表明:运用此方法求解R值能够避免了繁琐的试算过程,具有足够的精度和保证率,屈曲约束支撑混凝土框架R值相比普通混凝土框架有明显提高。

屈曲约束支撑钢框架补强的钢筋混凝土框架结构耐震性能试验

使用屈曲约束支撑(Buckling-Restrained Brace,BRB)及T形截面钢框架对单跨足尺的弱柱强梁钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架进行补强,并在框架4个角落浇置水泥砂浆承压块,以有效传递斜撑力量。该研究包括两个BRB框架补强的RC框架试件,试验结果显示,利用BRB框架补强可使整体框架变形持续成长至3%rad楼层侧位移角,整体框架抗侧承载力约为纯RC框架的2.6倍,且持续变形至5%rad楼层侧位移角时,BRB核心才发生断裂。试验结果亦显示,该研究补强方式能有效提高原有RC结构的抗侧承载力、刚度和韧性,并借助BRB消散大部份的能量。

屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析

以实际工程为例,分析了带屈曲约束支撑的现浇钢筋混凝土框架结构的抗震性能。利用SAP2000对屈曲约束支撑框架结构进行小震弹性及大震弹塑性分析,其中大震弹塑性分析分别采用了时程分析方法和Pushover分析方法。通过大震弹塑性分析结果的整理,了解结构构件在大震下的结构表现,从而掌握整个结构的抗震性能。