采用普通伸臂桁架和BRB伸臂桁架的高层建筑耗能机制对比

伸臂桁架是高层建筑中的重要抗侧力构件,其耗能能力对结构抗震性能有着重要影响。普通伸臂桁架由于斜腹杆屈曲导致耗能能力存在不足,而将普通伸臂桁架的斜腹杆改为防屈曲支撑（BRB）则可以有效提高其耗能能力。以一高度为230.9m的高层建筑为工程背景,通过弹塑性时程分析,对比采用普通伸臂桁架和BRB伸臂桁架的高层建筑耗能机制。研究表明：BRB伸臂桁架较普通伸臂桁架具有更好的变形能力和耗能能力;结构采用不同的伸臂桁架会对其在地震作用下的地震能量输入和耗能分布产生一定影响;不同的伸臂桁架不仅影响其本身所占塑性耗能百分比,同时对结构中其他构件耗能贡献也有影响,并对主要塑性耗能单元——剪力墙影响显著。

高层建筑加强伸臂结构分析及应用

加强伸臂技术的采用是高层建筑技术发展的主要驱动力之一,一般刚性伸臂加强作用非常明显,但容易造成楼层刚度突变,耗能性能也相对较弱,在超高层建筑中将屈曲支撑、黏滞阻尼器等技术与一般伸臂技术结合,可以在发挥刚度加强作用的同时,提高伸臂耗能效果。介绍了一般刚性伸臂、BRB伸臂、黏滞阻尼伸臂以及基于放大技术黏滞阻尼伸臂的性能,与一般的刚性伸臂技术相比,基于新技术组合型伸臂材料选择更加多样化,综合性能也更加突出,可以显著提高主体结构附加阻尼,减少地震输入,改善竖向楼层刚度突变,为超高层建筑结构提供了更好的创新和发展空间。

牺牲-耗能型伸臂桁架的设计和试验研究

伸臂桁架是超高层建筑中的重要抗侧力构件。该文以一个超高层框架-核心筒-伸臂桁架结构为研究对象,分别采用普通伸臂桁架和防屈曲支撑(BRB)伸臂桁架进行独立设计,得到两个结构模型—普通伸臂桁架结构(CO)和BRB伸臂桁架结构(BO)。罕遇地震弹塑性分析结果表明,由于BO模型中的BRB伸臂桁架始终保持较高强度,反而导致结构中其他构件的塑性耗能比例增加,最终其塑性耗能效果不如CO模型中的普通伸臂桁架。因此,该文提出了一种新型牺牲-耗能型伸臂桁架,通过试验研究和有限元模拟分析了牺牲-耗能型伸臂桁架的主要设计参数及抗震性能。结果表明:牺牲-耗能型伸臂桁架的牺牲段和耗能段强度最优比为6∶4左右;将CO及BO模型中的伸臂桁架分别按照等刚等强原则替换成对应的牺牲-耗能型伸臂桁架后,结构中伸臂桁架的塑性耗能明显增加,剪力墙的塑性耗能明显减少,其他构件如连梁、梁的塑性耗能基本呈减少趋势,牺牲-耗能型伸臂桁架起到了保护结构中其他构件的作用。