分析屈曲约束支撑高层框架结构的抗震计算及经济.pdf

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1、垒些』垦叁型塾垡箜墼丝些塑L———————一江酉建挝建笪皇塑剑遮过分析屈曲约束支撑高层框架结构的抗震计算及经济一马云黼杭州碧桂园房地产开发有限公司，浙江杭州311215摘要：屈曲约束支撑框架应用在高层框架结构中，可增加建筑抗震性能。现主要对高层框架结构中设置的屈曲约束支撑框架抗震性能计算，并分析其从经济角度分析其经济性和实用性，为该方面的施工规划设计提供借鉴。关键词：屈曲约束支撑高层框架结构抗震计算经济抗震性能一直以来是建筑设计中必不可少的考虑因素。在地震频发、地震灾害较重的地区，对建筑物的抗震性能要求更高、更严格。因此，在建筑设计中，需要掌握抗震性

2、能的设计，并采用最经济实用的建设方案。屈曲约束支撑框架属于一种常用的抗震框架，其在高层框架中应用可提升建筑物的抗震性能。现主要抗震计算和经济角度进行分析高层框架结构中的屈曲约束支撑。1屈曲约束支撑分类简析屈曲约束支撑(英文简称BRB)是一种受力时不出现屈曲失稳的构件，其主要由三个主要部分构成，即核心单元、约束单元、滑动机制单元LlJ。不同的部分其材质不同，其中核心单元主要采用特殊钢板材料制成，约束单元则主要为钢管与混凝土材料(图1)。滑动机制单元主要为无粘结材料。不同的部分其性能作用也存在差异，核心单元主要发挥受力的作用，常见的有一字形、十字形等。约

3、束单元具有外围约束的作用，常见的有圆形、矩形。滑动机制单元主要用于消除核心单元和约束单元之间的摩擦力，保持BRB的稳定性，防止BRB支撑轴突变。芯毒葶渤麟掰释图1屈曲约束支撑结构2屈曲约束支撑高层框架结构的抗震计算及经济分析2．1屈曲约束支撑的抗震计算在罕遇地震区域，按照地震影响度可分为6、7、8、9度四个等级。不同区域的不同等级其地震加速度时程峰值有所不同。根据我国《建筑抗震设计规范》规定，在抗震计算中的时程分析中，应根据建筑所在区域的地震发生频率、建筑结构等来选择合适的峰值进行计算。影响框架地震反应有加速度峰值、时间分布规律、持续时间。在选取地震

4、波进行计算时，应按照相关规范进行，确保地震波的选择满足地震反应的规律。通常可选择的地震波有Eleentro波(峰值341．7cm／s2)、兰州波(峰值196．2cm／s2)等。在消能减震中，屈曲约束支撑结构要根据减震结构不同变形情况下进行设计。其中屈曲约束支撑的层间位移最大值，应在该结构的变形界限范围内。屈曲约束支撑结构的总刚度应包含减震结构刚度、附加刚度L3j。2．2屈曲约束支撑的经济分析屈曲约束支撑的构成材料中，有混凝土、不同级别的钢材料等。在施工中，需要支出的有模板费用、机械费用、人工费用等等。由于不同的屈曲约束支撑结构耗材、安装工艺等不同，造

5、成其在建筑的经济成本支出中存在差异。屈曲约束支撑的经济分析要确保在抗震性能达到要求的情况下进行。3工程实例3．1屈曲约束支撑设置情况某建筑工程主楼高度为43．38米，建筑共11层，建筑面积为23467．33m2。根据《建筑抗震设计规范》以及建筑的具体情况，抗震设防烈度为7度，罕遇地震加速度设为0．19，地基基础为乙级，特征周期0．9s。应用美国ComputersandSturetursInc研发的软件SAP2000进行计算。屈曲约束支撑抗震计算主要是对其刚度、强度进行计算分析。采用约束刚比度法，计算公式为PcR=[}]2(EsIs+EhIb)[注：E

6、sIsL表示内核单元抗屈曲刚度；EsI；表示约束单元抗屈曲刚度，k代表开裂后刚度折减系数，L代表支撑长度。PcR代表BRB轴向屈曲承载力]。J21T屈曲约束支撑平衡计算方法使用Fujimoto方程EbIb兰子+(v+vo)P，oP2F一=0。那么在建筑中，为了保持BRB支撑平稳，刚度比}>1+}≠rvzIyv．1早／(÷)[注：fv代表约束构件屈服应力，h代表约束构件的高度]。l11计算结果以及屈曲约束支撑方案如下：(I)普通混凝土：1—3层楼面框架柱900×1000，框架梁400×750。3—5层楼面框架柱800×900，框架梁400×750。5—

7、7层楼面框架柱700x800，框架梁350×750。7层一10层楼面框架柱600X700，框架梁300X750。(2)屈曲约束支撑混凝土：3层楼面框架柱700X750，框架梁350X750。3—5层楼面框架柱700×700，框架梁350×750。5—7层楼面框架柱600×600，框架梁300×750。7—1l层楼面框架柱500X600，框架梁300X750。其中，1～3层设人字形屈曲约束支撑，横截面积大小为225cm2，3—9层设100em2的人字形屈曲约束支撑。10层以上未设屈曲约束支撑(10层、11层竖向刚度、强度、位移等均符合标准，安全等级达到

8、抗震要求)。对于该楼的屈陆约束支撑混凝土设计两个方案(表1)：方案A(普通高层框架结构：x向钢重比46．7％