消能减震技术在装配式钢-混组合主次结构中的应用

为研究消能减震技术对装配式钢-混组合主次结构抗震性能的影响,以深圳长圳公共住房及附属工程项目6号楼为依托,采用佳构STRAT有限元软件分析屈曲约束支撑(BRB)和防屈曲钢板剪力墙(BRW)布置在主结构不同高度楼层位置对整体结构的抗震性能影响。结果表明:消能减震构件可大幅提高结构耗能能力,降低结构构件损伤; BRB和BRW设置于结构的中高楼层部位的减震效果优于设置于结构低层位置,在中部楼层和高位楼层同时设置效果更优。     

BRB+VD消能减震结构体系分析研究

介绍了屈曲约束支撑(BRB)+黏滞阻尼器(VD)结构体系的减震原理,研究了体系的周期合理限值、体系的层间位移角限值,并提出BRB的逐步布置方法。以一实际工程为例,阐述了BRB+VD体系的实现过程,对比了BRB+VD,BRB,VD三种结构体系的减震效果,验证了BRB+VD结构体系的优越性。结果表明,提出的逐步布置方法能有效布置BRB,布置屈曲约束支撑和黏滞阻尼器的BRB+VD结构体系能明显提高结构的抗震性能,是高烈度地区复杂框架的合理消能体系。     

消能减震技术在某大跨空间桁架结构中的应用研究

为研究屈曲约束支撑(BRB)与黏滞消能器(VFD)对大跨空间桁架结构的减震控制作用,在某会展中心大跨空间桁架结构部位设置BRB与VFD,利用有限元分析软件SAP2000对大跨空间桁架结构进行罕遇地震作用下的非线性时程分析。研究地震波输入时BRB与VFD对大跨空间桁架结构的减震控制机理,以空间桁架整体结构的位移、加速度及构件内力为减震控制指标,对比分析采用不同方案对结构抗震性能的影响。结果表明:在大跨空间桁架结构部分设置消能器可以有效地控制桁架在地震作用下的受力与变形,改善桁架部分的抗震性能;大震下消能器的滞回曲线均较饱满,消能器耗能能力良好;大跨空间桁架结构布置BRB较布置VFD减震效果更优。     

高强钢结构抗震性能分析及经济性评价

以上海某拟建项目为例,基于多遇地震作用下构件应力比基本接近、结构满足规范要求,分别对Q345,Q460,Q690三种不同强度钢材的钢框架-中心支撑结构在多遇地震、罕遇地震作用下的抗震性能进行计算分析,其中Q690钢结构在1～8层采用了屈曲约束支撑(BRB).结果表明:在多遇地震、罕遇地震作用控制的情况下,采用高强度钢材并适当布置BRB能使钢结构具有较好的抗震性能和经济性.     

地震波特性对形状记忆合金自复位支撑框架响应影响

地震作用下屈曲约束支撑框架具有较好的消能减震效果,但是支撑进入塑性后残余变形较大,影响了框架震后可修复。将形状记忆合金(SMA)与屈曲约束支撑(BRB)组合,形成了SMA自复位屈曲约束支撑(SMA-SCBRB)。为了对比普通屈曲约束支撑(BRB框架)和SMA自复位屈曲约束支撑框架(SMA-SCBRB框架)的动力特性,基于已开展的足尺振动台试验模型,选用了6条近场地震波和4条远场地震波作为地震动输入,对比两类框架的动力反应。结果表明:BRB框架结构具有较好的消能减震效果,近场地震波作用下,BRB框架的顶点位移、顶点残余位移、层间位移角和层间残余位移角均大于远场地震波作用下的结构反应;将框架中的BRB按照"等屈服力原则"替换为SMA-SCBRB,近场和远场地震波作用下BRB框架和SMA-SCBRB框架有着相近的顶点位移和层间位移角,能够保证SMA-SCBRB通过轴向变形充分耗能;BRB框架具有较大的顶点残余位移和层间残余位移角,近场地震波作用下残余变形更大;而相应的SMA-SCBRB框架的残余变形降低,特别是下部楼层降低得更为显著,且SMA-SCBRB框架各层的层间残余位移角相近,对结构震后修复更为有利。     

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.     

屈曲约束支撑钢框架的抗震性能分析

参照钢结构设计规范(GB50017-2003)和抗震设计规范(GB50011-2010)设计了一幢10层钢结构框架,并对结构进行简化。采用Perform-3d非线性分析软件进行建模,基于等能量和等效阻尼比原则,在原基本结构中加入合适尺寸的屈曲约束支撑(BRB)组合成屈曲约束支撑钢框架。对原结构和BRB结构进行了非线性推覆分析和动力时程分析,在此基础上分析结构的地震响应,对比原结构与BRB结构的屈服机制。研究结果表明,结构设计时加入屈曲约束支撑可以有效减少结构层间位移响应,大幅减少框架结构所承担的楼层剪力和框架结构构件的塑性耗能比例,充分发挥了屈曲约束支撑作为建筑结构消能构件的耗能作用,大幅提高了结构整体的抗震性能。     

BRB在某医院门诊楼减震设计中的应用

屈曲约束支撑(简称BRB)是一种良好的耗能减震构件,在屈服之前能够为结构提供附加刚度,在屈服之后除了为主体结构提供附加刚度之外,还为结构提供附加阻尼。文章结合某5层医院门诊楼,通过设置屈曲约束支撑以解决结构因抗侧刚度不足而导致的层间位移角超过规范限值,并且屈曲约束支撑在罕遇地震作用下能够先于主体框架屈服进行耗能,使结构的屈服机制合理。     

高烈度区澄江化石地博物馆减隔震结构设计与分析北大核心CSCD

位于高烈度地区的澄江化石地博物馆采用橡胶隔震支座隔震与屈曲约束支撑(BRB)消能减震联合设计,该结构采用了89个橡胶隔震支座、54个屈曲约束支撑。重点介绍了隔震支座选型与布置、支座位移和拉应力分析以及BRB在不同工况下的耗能等内容。结果表明,上部结构地震响应明显降低,结构抗震性能得到很大提高,通过对该工程实例进行减隔震结构设计分析,为今后减震与隔震联合设计结构在高烈度区的应用提供参考。     

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。     

高烈度区澄江化石地博物馆减隔震结构设计与分析

位于高烈度地区的澄江化石地博物馆采用橡胶隔震支座隔震与屈曲约束支撑(BRB)消能减震联合设计,该结构采用了89个橡胶隔震支座、54个屈曲约束支撑。重点介绍了隔震支座选型与布置、支座位移和拉应力分析以及BRB在不同工况下的耗能等内容。结果表明,上部结构地震响应明显降低,结构抗震性能得到很大提高,通过对该工程实例进行减隔震结构设计分析,为今后减震与隔震联合设计结构在高烈度区的应用提供参考。     

乌鲁木齐宝能城超高层钢结构动力弹塑性分析

通过对乌鲁木齐宝能城282.4m超高层钢结构进行动力弹塑性时程分析,研究了结构在大震下的动力响应、结构耗能分布及关键构件的塑性发展。分析结果表明:在大震作用下,结构的最大层间位移角小于规范限值;结构底部6层及三个加强层伸臂布置的屈曲约束支撑(BRB)在大震下均进入屈服,导致结构所承受的地震作用大幅下降,减小了结构的地震反应;由于在关键部位布置了BRB,给结构提供了合理的刚度,地震下整体刚度下降较慢,主要抗侧构件极少进入屈服,框架柱基本未屈服;屈曲约束支撑和框架梁是结构主要的耗能构件,其中1~6层Y向BRB及10层伸臂桁架是BRB耗能的主要区域。     

双阶屈服钢连梁联肢墙的参数设计和布置研究

提出了一种应用于联肢剪力墙体系的新型钢连梁,称之为双阶屈服消能钢连梁。该新型钢连梁包含两部分;发生剪切屈服的核心板梁和发生弯曲屈服的外套箱形梁。在小震作用下,剪切屈服板梁进入塑性,发挥消能减震作用,弯曲屈服梁保持弹性从而保证结构的整体刚度。在中震及大震作用下,剪切屈服梁和弯曲屈服梁同时进入塑性,发挥更大的消能作用,使主体结构免遭过大的地震损伤。双阶屈服钢连梁联肢墙体系作为一种高性能减震结构体系,与传统的混凝土连梁联肢墙体系相比,其刚度和承载力贡献都有较大的提高,并且双阶连梁的附加阻尼比贡献率在小震、中震和大震下可以分别达到28%、44%和72%。联肢墙的耦联比体现了连梁对墙肢约束作用,不同耦联比的联肢墙结构的连梁剪力沿层高分布形式不同。针对3种不同耦联比的联肢墙分析了双阶屈服钢连梁的参数设计方法和建议的布置形式,并在这些建议布置模式下,对比了普通钢连梁结构和双阶连梁结构在小震下的附加阻尼比,大震下各连梁的延性系数等指标,体现了双阶屈服钢连梁对结构的消能贡献和损伤控制。     

多层高强钢组合K形偏心支撑钢框架抗震性能研究

高强钢组合偏心支撑是指耗能连梁采用普通钢材(Q345),而框架梁、柱等非耗能构件采用高强度钢材(Q460)的偏心支撑结构,这种结构体系不仅有效降低了构件截面,而且有助于高强度钢材的应用推广。为了研究其抗震性能,对1∶2缩尺比例的三层高强钢组合K形偏心支撑钢框架整体试件进行了低周往复加载试验,耗能连梁均为剪切屈服型。试验结果表明:高强钢组合K形偏心支撑结构具有较高的承载能力、良好的位移延性和耗能能力,二层耗能连梁的腹板受剪撕裂是试件破坏的标志,导致整体结构的承载力下降。试件最终破坏时,非耗能构件基本处于弹性受力状态,耗能连梁的弹塑性变形消散了大部分地震能量。另外,高强钢组合K形偏心支撑结构的延性指标受耗能连梁长度(e)与框架梁长度(L)比值影响,也与耗能连梁的转动能力有关,e/L越大,耗能连梁越接近于弯曲破坏,延性性能越好。     

高烈度区屈曲约束支撑钢框架设计与分析

随着装配式及消能减震技术的推广,附加消能减震技术的钢结构将会得到更大的发展空间。工程采用了屈曲约束中心支撑钢框架结构,并进行了构件性能化、小震弹性及大震弹塑性设计计算。由结果可知,通过性能化设计,屈曲约束支撑在小震下为结构主体提供了足够的刚度,大震下支撑屈服充分发挥了耗能作用,减震作用明显。文中对选用支撑产品抽检的实验参数提出了明确的要求,保证了屈曲约束支撑在大震下的变形能力,并在此基础上合理选择了支撑芯材材料,对类似项目起到一定的借鉴意义。     

厦钨年产四万吨锂电池项目主厂房消能减震设计研究

以某大跨、重载、大层高、大体量多层PC锂电池工业厂房为例,研究消能减震技术在新能源和半导体产业工业厂房的应用,解决此类建筑采用常规混凝土框架方案所存在的局限性。结果表明:屈曲约束支撑的布置可以有效减小构件截面,降低预制构件生产及施工难度,大大提高结构方案合理性;结构在附设了屈曲约束支撑后,层间位移角有明显减小,满足减震目标;还具有良好抗震耗能机制和塑性变形能力,较大程度提高了结构主体安全性。可为现代消能减震技术在此类工程中的应用提供参考。     

BRB支撑端部连接构造对承载力影响研究

针对苏州市新区枫桥工业园改造一期6#楼屈曲约束支撑进行设计承载力试验,采用ABAQUS模拟构件受力过程,对试件的荷载位移进行对比分析,基于试验试件,考虑螺栓个数及角钢长度、角钢厚度等设计参数,设计了 3组9个试件,并采用ABAQUS软件对其进行了单调荷载下的数值模拟,得到BRB支撑的力学性能,结果表明:1.2倍厚的角钢能提高BRB支撑构件的承载力;而增加一排螺栓能有效提高长宽比小的BRB支撑构件的承载力,防失稳效果明显提升.     

消能减震技术在高层框支剪力墙结构中的应用研究

高层框支剪力墙结构在高层结构得到广泛应用,但由于该结构属于竖向抗侧力构件不连续的结构体系,容易出现结构薄弱层及抗震性能不足等问题。因此,为了更好地研究高层框支剪力墙的抗震性能与实际应用,本文将消能减震技术应用到高层框支剪力墙结构中,结合工程实例运用有限元分析软件ETABS建立了一幢23层粘滞阻尼器(VFD)和屈曲约束支撑(BRB)消能减震结构计算模型,对两种模型进行多遇地震作用下的时程分析,并选择模型主要控制参数:楼层位移、楼层剪力、能量耗散等进行对比分析,研究结果表明:布置BRB时,楼层位移变形控制效果较好;布置VFD时,对结构的基底剪力控制效果较好;BRB的整体地震耗能能力大于VFD。     

高烈度区超限结构减震效果及子结构性能分析

为确保阻尼器在中大震作用下有效发挥耗能作用,结构减震设计时应对结构及阻尼器进行抗震性能分析。针对高烈度区的某高度超限的框架结构,设置屈曲约束支撑(BRB)进行减震分析,明确整体结构及消能子结构的构件在不同地震水准下的性能状态,同时分析BRB受力性能及其减震效果。分析表明:高烈度区框架结构采用减震方案后结构层间位移角能够满足规范限值要求;小震作用下BRB处于弹性状态并增大了结构刚度,中大震作用下BRB减震效果明显,结构及其构件满足预定性能目标要求;为确保阻尼器在中大震作用下有效发挥耗能作用,保护主体结构抗震安全,减震子结构中部分梁柱应采取设置钢骨或增大配筋的加强措施。上述研究可为基于抗震性能分析的减震结构全过程分析与设计提供依据。     

屈曲约束支撑应用于纯框架结构加固项目的地震响应分析

对于纯框架结构的加固项目,根据原结构地震动响应特性,选取薄弱部位布置屈曲约束支撑,进行多遇地震下的反应谱法计算和罕遇地震下的时程分析,判断加固方法是否可行。分析结果表明,屈曲约束支撑在小震下保持弹性状态,为结构提供抗侧刚度;大震下进入屈服状态,发挥消能减震作用。布置支撑后,结构的扭转特性得到改善,层间位移角、变形等各项指标都满足规范要求,达到了消能减震的目的。