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1、Vol.42，No.1第42卷第1期February，2016SichuanBuildingMaterials2016年2月屈曲约束支撑在某医院结构设计中的应用杜英杰(中国建筑西南设计研究院有限公司,四川成都610042)摘要:本文介绍了屈曲约束支撑在某医院门诊建筑撑后,结构两个方向的周期均变短,层间位移变大,较好结构设计中的应用。该医院为地上四层混凝土框架结构,提高了结构的刚度,改善结构内强外弱的性能。平面不规则,结构内部刚度较大,应合理设置屈曲约束支撑改善结构抗震性能。通过静力弹塑性分析和弹塑性时程分析结果表明,屈曲约
2、束支撑有效地发挥了结构第一道防线和耗散地震能量的作用,从而达到了保护主体结构梁柱构件的目的。关键词:屈曲约束支撑;静力弹塑性分析;弹塑性时程分析中图分类号:TU352.1文献标志码:B文章编号:1672-4011(2016)01-0030-02DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2016.01.016图2屈曲约束支撑平面布置1工程简介表1有无屈曲约束支撑参数指标对比该医院位于成都市双流区,地下2层,为车库和部分周期层间位移2T1T2T3医疗用房,地上4层为门诊及诊断室;建筑面积7.8万m,无屈曲约束支
3、撑模型1.161.091.061/780地面以上结构高度为18.6m。工程抗震设防类别为乙类,有屈曲约束支撑模型1.131.081.011/810抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度0.10g,设计地震分组第三组,建筑场地类别Ⅱ类,设计特征周期0.45s,框架结构一般被设计成强柱弱梁,即塑性铰首先在框结构整体模型见图1。架梁端部出现,最后才在部分框架柱出现塑性铰,由于其地震下需要让大部分框架梁及少量柱屈服耗能,造成结构本身损伤较大。梁柱构件地震后难以修复,使其维修费用较高。并且在大震或余震时,有倒塌的风险。采用屈曲约束支撑
4、,通过支撑的耗能可以使得主体结构的出铰情况大大少于纯框架结构,结构处于更加安全的状态。同时由于支撑构件容易更换,其维修也相应更加简单方便。为找到结构的薄弱环节,以及梁柱支撑构件的出绞顺序,根据[1]GB50011-2010《建筑抗震设计规范》第3.6.2条规定采图1结构整体模型用静力弹塑性分析及弹塑性时程分析。门诊以及楼平面呈品字形,建筑外圈为门厅及走廊,罕遇地震作用下的结构静力弹塑性分析采用软件MI-中间为诊室及功能房间;左右两翼诊室之间有景观花池及DAS-GEN进行。通过对模型X、Y方向推覆分析来寻求7采光井。该建筑两
5、个方向长度均接近200m,采用框架结度罕遇地震作用下结构的性能点。将Pushover计算得到的构,考虑建筑功能及结构受力的需要,在周边设置屈曲约力-位移关系和罕遇地震下的反应谱分别转换为能力谱和[2]束支撑增加抗扭刚度。屈曲约束支撑具有很强的消耗地震需求谱,X方向罕遇地震下基底剪力141900kN,顶点[4]位移125mm,最大层间位移为36mm,最大层间位移角1/能量的能力,在地震中能保护医院主体而减少损失,震后尽早恢复功能。143;Y方向罕遇地震下基底剪力141600kN,顶点位移128mm,最大层间位移为35mm,最
6、大层间位移角1/146。2结构分析与设计结构的塑性铰首先出现在屈曲约束支撑上,其次出现在框架梁上,最后出现在结构框架柱上,其中梁柱均只有少部该工程在设计上存在以下问题:①功能性房间主要分分出铰。布在建筑内部,且荷载较大,造成结构中部刚度和质量较[3]弹塑性动力时程分析的主要目的:①检验结构在罕大。②平面为品字形状不规则,外侧构件不能形成较好的遇地震作用下的层间弹塑性位移角是否规范要求,是否满连续刚度,且由于立面要求外侧构件截面高度受限,周边足大震不倒的要求;②查看罕遇地震作用下各杆件塑性状刚度较小。考虑到上述因素,屈曲约束
7、支撑的布置形式见态,看是否有明显的薄弱部位,塑性铰的发展趋势。图2。分别在1~3层设置26根屈曲约束支撑构件,1、2层弹塑性时程分析根据GB50011-2010《建筑抗震设计规屈曲约束支撑屈曲承载力为650kN,3层屈曲约束支撑屈范》的有关规定,7度设防罕遇地震地面加速度峰值220gal,曲承载力为550kN。选取了一条人工波和两条天然波,X向为地震输入主方向,采用PKPM软件对结构模型分析,对比小震下有支撑加速度峰值调幅至220gal,X、Y向和Z向以1∶0、85∶0.65和无支撑的参数指标,见表1。可以看出,设置屈曲约
8、束支的比例输入。人工波作用下塑性铰最先产生于第3层的屈曲·30·第42卷第1期Vol.42，No.12016年2月SichuanBuildingMaterialsFebruary，2016约束支撑,最终所有的屈曲约束支撑进入塑性耗能阶段,部从弹塑性时程分析结果中可以看到,在三条地震波的分梁出现塑性铰,框
