BRB水平力分担率对高层屈曲约束支撑钢框架抗震性能影响研究

本文按照结构刚度相近、重量相近的思路设计了5组BRB水平力分担率β分别为20%、30%、40%、50%和60%的高层屈曲约束支撑钢框架结构模型,并对模型进行弹塑性静力推覆分析及弹塑性时程分析,研究BRB水平力分担率β对高层屈曲约束支撑钢框架抗震性能的影响。研究结果表明:(1)β=20%的结构,BRB屈服早,承载力较小,滞回耗能效果有限;β=30%~40%的结构,BRB屈服早,承载力较大,滞回耗能性能好;β=50%~60%的结构,BRB承载力大,下部楼层BRB屈服较早,滞回性能好,上部楼层BRB屈服晚,滞回性能差。(2)当结构层间位移角未超过1/50时,层间位移较大区域主要在中间楼层或中低部楼层。当结构层间位移角超过1/50时,高β值结构的下部楼层刚度迅速下降,变形增大明显。(3)罕遇地震下,随着结构β值的升高,结构上部楼层、中间楼层BRB的延性比μ及塑性延性比η会出现不同程度的下降,β值越大,楼层越高,下降越明显,而不同β值的结构下部楼层BRB的μ及η变幅较小。(4)对于高层BRB钢框架结构,工程中建议将BRB的水平率分担率β设计为30%~40%。

多层屈曲约束斜撑钢框架抗震性能研究

为研究多层屈曲约束斜撑钢框架(buckling restrained braced frame,BRBF)的弹塑性动力性能,采用刚接与铰接两种形式的模型为研究对象,以屈曲约束斜撑(buckling restrained brace,BRB)水平力分担率平均值β和首层剪重比CB为主要研究参数,通过弹塑性动力二阶非线性分析,探讨了BRBF结构的抗震性能.结果表明:在设防烈度地震下最大层间位移各层分布较均匀;罕遇和特大地震下,刚接模型除首层和顶层外各层集中,铰接模型因柱脚铰接首层特别大,另外受第二振型影响中上层也较大.强震作用下,β≈30%时,结构以剪切变形为主,第一振型卓越;β≈60%时,第二振型参与;β≈90%时,第二振型卓越.结构基本周期一定时,β值大小不影响地震输入总能量;模型基本周期相近时,结构等效速度VE基本相等;同时,β值可从结构弹性基本周期以及地震波弹性体系能量谱中得到推算,再次验证了基于能量平衡抗震设计法的有效性.