双阶屈服屈曲约束支撑混凝土框架结构抗震性能研究

结合实际工程项目,提出将新型双阶屈服屈曲约束支撑应用于传统混凝土框架结构.设计一榀缩尺单层单跨双阶屈服屈曲约束支撑混凝土框架结构试件,采用低周往复试验,对双阶屈服屈曲约束支撑在混凝土框架结构中的抗震性能以及二者的协同工作性能进行试验验证.在此基础上,进一步研究双阶屈服屈曲约束支撑在钢筋混凝土框架结构体系中的抗震性能,对双阶屈服屈曲约束支撑框架结构体系进行弹塑性时程分析,并与单阶屈服屈曲约束支撑框架结构体系对比.结果 表明,双阶屈服屈曲约束支撑在小震作用下实现第一阶屈服并保持刚度,为结构提供附加阻尼,参与耗能;在中震与大震作用下发生第二阶屈服,持续耗能.与单阶屈服屈曲约束支撑相比,双阶屈服屈曲约束支撑具有更优的抗震性能.     

偏心支撑钢框架性能设计研究

偏心支撑钢框架是一种新型抗震结体系,在风荷载和小震作用下,能提高水平刚度,减少侧移,在中震和大震作用下,耗能梁等构件首先屈服,避免主体结构的破坏。本文针对偏心支撑框架,从框架结构,耗能梁等方面进行分析总结,对偏心支撑结构的设计与选择有一定的参考价值。     

基于不同消能器的框架结构减震性能分析与应用

减震技术在应用过程中存在的性能量化标准单一、未考虑非线性阻尼、结构损伤判别不足等问题。为推进减震技术的发展与应用,本文依照“小震、中震不坏,大震可修”的抗震设防目标,从设立性能目标、比较弹性分析方法以及计算弹塑性性能等方面,对多层框架结构分别设置屈曲约束支撑和黏滞消能器进行对比分析。研究结果表明:设置屈曲约束支撑或黏滞消能器均能满足结构在抗震设防目标下的楼层加速度、层间位移角、层间剪力等限值要求。屈曲约束支撑提供刚度,改善原结构扭转效应,适用于刚度较小的结构;黏滞消能器耗能能力强,不提供刚度,有效减小楼层加速度和楼层剪力,适用于对楼层加速度敏感或对加速度有要求较高的建筑。     

中原文旅城欢乐世界一期雪世界高区结构设计

中原文旅城欢乐世界一期雪世界高区结构体系采用巨型钢框架,存在结构扭转不规则、楼板缺失、大悬挑、竖向构件间断及钢桁架平台为重载大跨钢结构等不规则情况和设计难点。设计中采用基于性能的抗震设计方法,根据构件的重要程度采用不同的性能目标。4个巨型框架柱为支撑框架结构,其支撑采用屈曲约束支撑,使结构在大震作用下形成良好的屈服机制和耗能能力。对结构进行小震反应谱法弹性分析、弹性时程分析、中震弹性分析以及大震弹塑性分析。结果表明,结构整体和构件的抗震性能均能达到设计的预期目标;巨型钢框架结构体系较好地适应了本工程的实际情况,可供类似项目在选择结构体系时参考。     

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。     

粘弹性阻尼器抗震加固应用研究

采用粘弹性阻尼器支撑对某印钞厂框架结构进行了抗震加固设计,并利用ETABS程序对该结构进行了小震、中震和大震下弹塑性时程分析,结果表明:采用粘弹性阻尼器支撑进行加固后,对结构的自振周期影响较小,但对原结构的层间侧移角控制作用明显,尤其是交叉型阻尼器支撑,加固后的结构可满足现行规范的抗震设计要求,消能减震效果明显,有效提高了结构抗震能力,并可适当节约加固费用和加固周期。     

基于性能的既有建筑防屈曲支撑抗震加固设计

对于抗震能力低、抗震构造措施普遍不满足现行规范的原非抗震设防区既有建筑,采用消能减震技术加固结构,通过性能化设计方法实现抗震加固目标,可以解决传统加固方法效率低、难以实施等难题。以原非抗震设防区某既有框架结构教学楼加固项目为例,介绍了采用耗能防屈曲支撑提高抗震性能的具体方法和既有建筑基于性能的抗震加固设计流程。结果表明:加固前结构单体中最大的扭转周期比达到了0.96,最大位移比为1.38, 加固后扭转周期比控制为0.84,最大位移比为1.20; 加固前结构小震下构件承载力基本满足要求,但扭转周期比和抗震构造措施不满足现行规范要求,大震下结构会发生严重破坏甚至倒塌; 加固后结构构件承载力能满足7度小震(多遇地震提高1度)要求,小震下防屈曲支撑调整结构抗扭刚度,减小扭转效应,大震下防屈曲支撑屈服耗能,显著提高了结构的抗大震性能; 当结构的抗震性能明显提高时,抗震构造措施要求可适当降低。     

昆明某高层建筑消能减震设计

昆明某高层建筑消能减震结构共布置84个黏滞阻尼器,阻尼器采用肘接布置形式。针对该消能减震结构的抗震性能,分别采用ETABS和Perform 3D软件对结构在小震和大震作用下的结构响应进行分析,采用两种方法对附加阻尼比进行计算。分析结果表明:消能减震结构的楼层剪力、楼层弯矩、楼层位移及层间位移角均减小20%以上,具有良好的减震效果。小震作用下,结构各响应均满足规范限值要求,附加阻尼比满足设计4%要求,能够达到"小震不坏"的设计目标。大震作用下,结构层间位移角满足规范限值要求,基底剪力和顶层位移变化稳定,屈服过程总体上符合连梁、框架梁、剪力墙和框架柱依次屈服的机制,能够达到"大震不倒"的设计目标。本工程主体结构抗震构造措施不应降低。肘接式支撑放大了阻尼器的变形,增加了阻尼器耗能效率,小震作用下阻尼器位移是层间位移的2.43倍,大震作用下阻尼器位移是层间位移的1.74倍。     

高烈度地震区带黏滞阻尼墙和防屈曲支撑框架结构的组合应用研究

为解决高烈度地震区框架结构抗侧刚度小、冗余度较低的问题,提出对框架结构增设黏滞阻尼墙与防屈曲支撑(BRB)的方法来提高其抗震性能。阐述了黏滞阻尼墙和BRB的工作机理,并结合工程实例分别对框架结构进行四种工况下(纯框架结构、带黏滞阻尼墙的框架结构、带BRB的框架结构、带黏滞阻尼墙和BRB的框架结构)的小震、中震和大震抗震性能研究。结果表明,在小震和中震作用下黏滞阻尼墙和BRB既能提高框架结构的抗侧刚度,又能更好地耗散能量,框架结构抗震性能较好,两者能够有机地结合起来;在大震作用下,黏滞阻尼墙和BRB滞回曲线饱满,耗能效果明显,是一种值得推广的方式。     

北京某既有公共建筑的消能减震设计

在北京某公共建筑的改造加固设计中,采用设置黏滞阻尼器及屈曲耗能支撑的消能减震设计以使结构满足现行抗震设防要求。运用盈建科结构软件(YJK)进行无控结构的振型分解反应谱法下的计算分析,以此得出的结构动力特性为基础,初步确定消能减震方案。运用SAUSAGE结构分析软件对附加黏滞阻尼器和屈曲耗能支撑的结构进行小震及大震下的时程分析及结构损伤评定,确定了消能减震结构的附加阻尼比,论证了黏滞阻尼器和屈曲约束支撑布置的有效性及结构抗震安全性。     

昆明国家开发银行大楼混合减震分析

昆明开发银行办公楼处于高烈度区,且建筑平面为"凹"形,对结构抗震不利,钢框架及钢框架—支撑结构体系不能满足设计要求。为改善结构的抗震性能,采用了钢框架+防屈曲耗能支撑+黏滞阻尼器的混合减震结构体系,实现了各地震作用下设定的抗震设计性能目标。该混合减震结构的减震特点是在小震时,防屈曲支撑处于弹性变形阶段,以黏滞阻尼器耗能为主;在中震时,部分防屈曲耗能支撑开始耗能,黏滞阻尼器的阻尼力仍随速度增长而变大,黏滞阻尼器与防屈曲耗能支撑都对结构进行耗能减震;在大震时,大部分防屈曲耗能支撑发挥耗能作用,形成饱满的耗能滞回曲线,对结构的整体耗能占主导作用。     

某大型商业中心消能减震设计

某大型商业中心抗震设防烈度为8度,结构体系为方钢管混凝土柱+钢框架梁,采用黏滞阻尼器进行消能减震。主要阐述了该大型商业综合体消能减震设计的阻尼器布置、有效附加阻尼比计算、小震弹性时程分析和减震率分析、大震弹塑性分析及加强措施。结果表明,结构各项指标均能满足现行规范及规程要求,大震下黏滞阻尼器的减震耗能效果明显,有效保护了主体结构,提高了整体结构的抗震性能。     

采用耗能支撑对框架结构进行抗震加固的结构地震反应分析

作为耗能支撑的一种,黏滞耗能支撑具有显著的耗能特性,能有效地耗散结构的地震反应。在结构层间框架柱之间附设黏滞耗能支撑能提高结构的附加阻尼比,因而会降低结构的地震反应并确保主体结构免遭地震破坏。结合一个抗震加固改造工程实例,对附设黏滞耗能支撑前后的框架结构进行了弹塑性地震反应分析。框架结构的非线性时程分析结果表明,附设黏滞耗能支撑对框架结构减震效果显著,黏滞耗能支撑能较大提高框架结构的抗震安全储备,适用于新建的或已有建筑结构的抗震加固。     

四川省老年医学中心-医技楼消能减震设计

四川省老年医学中心项目,采用了设置黏滞消能器的消能减震框架结构体系。主要阐述了黏滞消能器的布置原则、附加阻尼比计算、小震弹性时程和减震系数分析、大震弹塑性时程分析和关键部位验算。结果表明,结构各项指标均能满足现行规范及规程要求,大震下黏滞消能器滞回曲线饱满、减震效果明显,消能器的设置有效保护了主体结构,提高了整体结构的抗震性能。     

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。     

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。     

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。     

消能减震加固措施在多层装配式框架中的应用

预制装配式结构较多地应用于早期的建筑,具有整体性较差的缺点。本文以一个未考虑抗震设防的预制装配式混凝土多层框架结构为工程实例,说明了采用消能减震技术进行抗震加固的分析方法,文中采用层串模型、杆系模型分别对原结构、加固结构在小震、大震作用下的抗震性能和减震效果进行了对比分析,分析表明,增加合适的耗能减震系统,可以大大提高该类结构的抗震性能。     

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。