屈曲约束耗能支撑在教学楼加固工程中的应用

汶川地震中大量教学楼由于抗震能力不足而倒塌,造成了巨大的灾难和损失,为此,对学校建筑进行抗震加固异常迫切。屈曲约束耗能支撑在受拉和受压两种状态下都能达到屈服,克服了普通支撑受压屈曲的问题,是一种集抗侧力和耗能为一体的耗能减震构件。结合学校加固工程特点以及屈曲约束耗能支撑的性能,提出了屈曲约束耗能支撑在教学楼加固中的设计、施工方法。通过弹性以及弹塑性分析方法研究了采用屈曲约束支撑加固后教学楼的抗震性能。     

某小学教学楼的屈曲约束支撑抗震加固设计

屈曲约束耗能支撑在拉、压两种受力状态下都能达到屈服,是一种集抗侧力和耗能为一体的耗能减震构件。结合学校加固工程特点和支撑受力性能,应用屈曲约束耗能支撑在某平面严重不规则的教学楼中进行加固设计,通过反应谱以及非线性时程分析方法,比较研究采用支撑加固前后教学楼相关信息。结果显示,小震作用下支撑可很好地调整原有结构抗扭和抗侧刚度,大震作用下支撑能有效消耗地震能量,提高结构承载力,加固效果明显。     

屈曲约束支撑简介及其在结构抗震加固中的应用

屈曲约束支撑是一种新型、高效的抗侧力构件,它有效地避免普通支撑拉压承载力差异显著的缺陷,同时又与普通钢结构支撑相同的施工工艺,具有施工进度快,质量可靠的特点,是结构抗侧力作用的有效耗能构件。工程应用结果表明,屈曲约束支撑对结构的薄弱层能起到有效改善作用、可增加结构耗能能力,增加结构抗弯及抗扭刚度,降低结构地震作用、降低用钢量以及总造价,在框架结构加固等方面具有较好的应用价值。     

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。     

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。     

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。     

屈曲约束支撑在高层钢结构住宅中的应用

某高层钢结构住宅楼高48.6m,结构体系采用钢框架-支撑结构,主要抗侧力构件采用屈曲约束支撑。通过多种结构形式的对比分析阐述了框架-屈曲约束支撑结构体系地震作用效应小、塑性耗能能力优等结构特征。阐述了屈曲约束支撑设计控制内力的确定和支撑杆件与框架梁、柱连接节点设计等关键技术。通过多遇地震作用下结构整体计算分析、中震弹性分析和不考虑屈曲约束支撑作用的纯框架结构抗震验算,得出框架-屈曲约束支撑结构体系抗震性能优越、技术经济指标合理的结论。     

采用耗能支撑对钢筋混凝土框架和中心支撑钢结构房屋的抗震加固

研究了如何通过被动耗能方式对既有框架进行抗震加固。提出了一个基于能力谱和位移控制的迭代设计流程,并结合既有中心支撑钢框架结构讨论了该设计流程在实际应用中的有效性。该设计流程能够用于基于不同性能目标、采用任何类型的耗能装置进行抗震加固。在加固时采用的屈曲约束支撑用来防止结构构件和非结构构件的破坏。采用了传统的单模态Pushover分析(荷载和第一阶模态成正比)和多模态Pushover分析对既有框架结构的抗震加固进行分析。分析发现,对于中高层框架混凝土结构房屋(30m以上),耗能支撑设计过程中采用多模态Pushover分析比单模态Pushover分析结果更有效;然而采用屈曲约束支撑进行抗震加固后,房屋刚度变得规则,此时单模态Pushover分析和多模态Pushover分析得到的结果差别不大。     

混合减震技术在某单跨框架加固改造项目中的应用

介绍了某单跨框架结构的加固改造方案选型。原有建筑为地震高烈度区的办公类钢筋混凝土建筑。由于建设时间早,其主要结构构件混凝土强度低,无法满足现行规范的抗震要求。根据本项目特点,提出两种加固方案:第一种为增大构件截面并增设钢支撑的抗震加固方法;第二种为黏滞阻尼支撑和屈曲约束支撑的混合减震方法。分析结果表明,抗震加固方案所需构件截面尺寸大,且在基础部位形成较大面积的零应力区;相比之下,混合减震加固方案用屈曲约束支撑代替钢支撑,并增加黏滞阻尼支撑消耗地震能量,可使构件截面加固量小、节省工程造价,且基底零应力区面积小于15%,满足抗震规范要求。对混合减震方案进行不同地震作用下的耗能分析,随着地震作用强度的增加,耗能呈增加的趋势。通过混合使用屈曲约束支撑和黏滞阻尼支撑,实现了耗能减震的性能化设计目标。     

浅析屈曲约束支撑设计与施工验收技术

屈曲约束支撑作为抗侧力构件在拉压往复荷载作用具有优良的滞回性能,是一种良好的耗能抗震构件。结合三星项目BRB工程对屈曲约束支撑的设计、施工和验收等方面的关键技术进行总结分析。     

厦门新机场结构耗能减震设计研究

结合厦门新机场航站楼指廊工程,研究在复杂框架结构中,通过采用防屈曲支撑减震设计方案来满足结构的抗震性能目标的方法。介绍了本工程的结构体系特点、采用防屈曲支撑的必要性以及防屈曲支撑框架的设计方法。防屈曲支撑框架结构的设计包括构件设计和防屈曲支撑框架结构整体抗震性能分析两大部分内容。作为消能减震构件,防屈曲支撑既能在弹性阶段为主体结构提供抗侧刚度,又能在中震、大震阶段通过自身的滞回耗能为主体结构提供附加阻尼比,减小地震能量。从小震、中震和大震三个阶段,深入分析了防屈曲支撑框架的抗震性能,验证了防屈曲支撑在复杂框架结构中良好的减震效果。     

厦门新机场结构耗能减震设计研究北大核心CSCD

结合厦门新机场航站楼指廊工程,研究在复杂框架结构中,通过采用防屈曲支撑减震设计方案来满足结构的抗震性能目标的方法。介绍了本工程的结构体系特点、采用防屈曲支撑的必要性以及防屈曲支撑框架的设计方法。防屈曲支撑框架结构的设计包括构件设计和防屈曲支撑框架结构整体抗震性能分析两大部分内容。作为消能减震构件,防屈曲支撑既能在弹性阶段为主体结构提供抗侧刚度,又能在中震、大震阶段通过自身的滞回耗能为主体结构提供附加阻尼比,减小地震能量。从小震、中震和大震三个阶段,深入分析了防屈曲支撑框架的抗震性能,验证了防屈曲支撑在复杂框架结构中良好的减震效果。     

采用屈曲约束支撑加固装配式结构的应用研究

建筑中常见的装配式钢筋混凝土结构虽构架稳固,但存在抗震性能较差的缺陷和一定的安全风险。屈曲约束支撑则能很好地克服这一弱点,能在结构中充分发挥其抗侧力,是一种集抗侧力和耗能为一体的耗能减震构件,能理想地实现结构的抗震设防建设需求。结合深圳市某酒店工程项目,对屈曲约束支撑在装配式结构中的加固应用展开分析探讨,并对其安全性能进行研究阐述。     

带BRB的钢筋混凝土加层框架结构减震性能分析

本文对加层后抗侧刚度不足的钢筋混凝土框架结构布置屈曲约束支撑,以满足弹性位移角限值的设计要求。运用ANSYS软件对加层后的整体结构进行两种不同地震波作用下的动力时程分析,确定各楼层的层间位移角,对不满足要求的楼层布置屈曲约束支撑,然后对加支撑后的加层框架结构进行多遇地震和罕遇地震下的抗侧移验算。结果表明,加屈曲约束支撑后,结构的层间位移角满足规范要求,且具有良好的耗能减震性能。     

人字形屈曲约束支撑异形柱框架抗震性能试验研究

为研究以人字形布置屈曲约束支撑的异形柱框架结构的抗震性能,对两个平面两跨三层异形柱框架构件进行拟静力试验,并对这两个构件的破坏过程和抗震耗能性能进行对比。试验结果表明:与普通异形柱框架结构相比,以人字形布置防屈曲约束支撑的框架滞回曲线饱满、承载能力高,同时还具有更好的延性和耗能能力;防屈曲约束支撑先于主体耗能,并可以弥补异形柱框架体系在罕遇地震作用下抗震耗能性能的不足。     

防屈曲耗能支撑加固钢筋混凝土框架抗震效果分析

以一幢抗震性能未满足抗震规范的4层钢筋混凝土框架结构为算例,对其采用增设防屈曲耗能支撑的方法进行抗震加固,并对原有结构及加固后结构进行了小震、中震下反应谱及地震波时程的抗震效果对比分析。分析结果表明,防屈曲耗能支撑能够有效地提高结构的抗震性能。在小震作用下,防屈曲耗能支撑处于弹性状态,为结构提供抗侧刚度;在中震作用下,防屈曲耗能支撑逐渐进入非线性状态,作为结构第一道防线消耗地震能量。     

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。     

屈曲约束支撑在钢框架办公楼抗震加固中的应用

屈曲约束支撑在承受拉力或压力时,均表现出良好的滞回性能和耗能能力,具有较好的抗震性能。本文结合某5层钢框架结构办公楼的抗震加固实例,阐述了屈曲约束支撑加固方案具有的优势及支撑布置原则。采用SAP2000建立了结构加固前后的有限元模型,并对其进行了反应谱分析和非线性时程分析。结果表明:多遇地震作用下结构的抗侧刚度增加,扭转性能得到了较好的改善;罕遇地震作用下支撑率先屈服耗能,有效地减小了结构地震反应,提高了结构整体刚度和承载力。     

屈曲约束钢板墙-钢筋混凝土框架结构滞回性能试验研究

为改善钢筋混凝土框架结构的抗震性能,将屈曲约束钢板墙作为抗侧力构件和耗能构件,应用于混凝土框架结构形成屈曲约束钢板墙-钢筋混凝土框架结构体系。通过2个两层单跨缩尺结构模型的拟静力加载试验和有限元模拟,对屈曲约束钢板墙-钢筋混凝土框架结构体系的滞回性能进行了研究,包括其受力过程、破坏模式、耗能能力、刚度退化和承载力退化等。研究结果表明,屈曲约束钢板墙-钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能,屈曲约束钢板墙不仅能够提高混凝土框架结构的侧移刚度和屈服荷载,还对结构的耗能能力、延性和冗余度等有较大的改善。试验模型的能量耗散系数最大可接近2.0,位移延性系数可达到10.0左右,均比纯钢筋混凝土框架结构有较大提高。基于上述研究结果,提出了屈曲约束钢板墙的滞回模型,与试验结果的对比表明,该滞回模型能够较好地模拟试验模型的受力情况,可用于该类结构的非线性动力弹塑性分析。     

改变支撑形式和参数的BRBF有限元分析

采用ABAQUS模拟在单调荷载和低周往复荷载作用下用普通支撑、一字型芯材屈曲约束支撑和十字型芯材屈曲约束支撑加固的框架,并改变一字型芯材屈曲约束支撑的相关参数,对比不同支撑形式、不同参数下框架的耗能能力,得出了框架结构屈曲约束支撑加固的最优方案。