K型摩擦耗能支撑的性能研究.pdf

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1、朱胜兰等：K型摩擦耗能支撑的性能研究K型摩擦耗能支撑的性能研究朱胜兰，潘文，陆兴鑫，张勇(1．昆明理工大学建筑工程学院。昆明650223；2．贵州大学，贵阳550003)【摘要】以一个多层钢筋混凝土框架结构为对象，将其简化为简单的平面框架，在框架中增设K型钢筋混凝土支撑，对不同类型的K型摩擦耗能支撑结构进行罕遇地震下的时程分析，研究结构的抗震性能、结构构件的内力变化以及耗能器耗能效果，从而找出合适的K型支撑来取代传统的x型支撑。【关键词】摩擦耗能支撑；时程分析；抗震性能【中图分类号】TU375．4【文献标识码】B【文章编号】1001—6864

2、(2012)10—0063—02钢筋混凝土摩擦耗能支撑体系在传统的研究和调整至8度加速度峰值为400gal，持时12s。工程应用中，支撑型式均采用对角线x型⋯(图1)，这3有限元模型建立种型式的支撑虽然抗震效果明显，但是在工程应用中取整体框架中的一跨(2轴线上B—C跨)，由于遇到了一些需要解决的问题。事实上，x型支撑占用本文重点研究K型支撑，故在本跨框架内设置K型斜了整面墙体的面积，这样墙体上就不能布置正常位置支撑。采用SAP2000软件，耗能器用WEN模型模和尺寸的门、窗。如果采用K型耗能支撑，在墙体上拟，耗能器的启动力均为300kN，K型

3、支撑截面选取布置门窗等洞口就显得比较容易。图2是K型耗能350ram~400mm。将多层框架的荷载折算到平面框架支撑体系的平面框架图，故本文重点研究K型耗能支的梁、柱上，具体情况如图3所示平面框架模型。撑，通过改变斜支撑的角度，利用SAP2000软件强大的分析功能，研究不同情况下K型支撑的性能反{tel应，以便找出性能较好的K型支撑来代替x型支撑，同时很好的兼顾建筑结构布置，达到应用于实际工程{的目的。'-^．4删-4枷．4删2m‘~2tm"，42nI22QQI22娅J④@⑥(a)框架结构平面图(b)框架结构立面图图3设计算例平面和立面图4计

4、算结果分析调整输入的三条地震波的加速度峰值以达到规图lx型耗能支撑框架图2K型耗能支撑框架范要求的时程分析所用地震加速度时程曲线的最大注：Ittl、图2中Fg=1026kN，Fq=129kN，Fg=1567kN，Fq=257kN．值400gal，进行罕遇地震作用下的时程分析。g=35．35kN／m。q=8．4kN／m。(1)支撑角度变化对结构的影响。为比较K1工程概况型斜支撑倾斜角度d的改变对结构性能的影响，通过此建筑为5层现浇钢筋混凝土框架结构，其平面改变中间支撑平台的长度￡来实现角度变化。经计布置图和立面图如图3所示。结构设计地震为第二算

5、，当L=900Iilnl时，=40。；=1400toni时，=45。；￡组，Ⅱ类场地，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加=2400mm时，=50。；L=3000mm时，0c=55。；L=速度为0．2g，抗震等级为二级。柱截面为550ram×3600mill时，Of．=60。；=4200ram时，=65。o550mm，梁截面为250mmx600ram。梁、柱中的纵向钢8度罕遇地震作用下，时程分析结果见表1一表3。筋均采用HRB335级钢筋，箍筋均采用HPB235级钢从表1中可看出，在罕遇地震作用下，结构的层间筋，梁、柱均采用强度等级为C30的混

6、凝土。板厚位移角限值满足规范对弹塑性层间位移角限值的要120ram，保护层厚度30mm。求。当K型支撑倾斜角度Of=40。一50。之间时，结构2地震波的选取层间位移值较小且相差不大；当>50。时，层间位移本文在分析中，输入一条模拟相应场地的人工波、值增加较大，支撑角度每增加5。，层间位移值在原来ELCENTRO波的南北分量、唐山地震波的南北分量并基础上平均增加12％左右。低温建筑技术2012年第1O期(总第172期)表1罕遇地震作用下层间位移及层间位移角处框架梁的轴力增大了约94％，在进行结构设计时，支撑倾斜度层间位~；／mm平均层位层间位规

7、范应该专门对支撑处框架梁进行结构验算。(。)EI~ENTR0唐山波人工波移／mm移角限值表5罕遇地震作用下层闻位移及层间位移角对比从表5数据可看出，x型和K型耗能支撑在罕遇地震作用下，层间位移角均满足规范对结构弹塑性层间位移角限值的要求。当耗能支撑由x型变为K型支撑倾斜角度(。)40455O556o65时，层间位移值增加了4％。耗能器单元轴力／kN379．踞365．93357．17342．88338．553．35．59表6罕遇地震下的耗能器耗散能量耗能器屈服强度／kN300从表2可看出，罕遇地震作用下，耗能器单元轴力均大于其屈服强度，说明耗能

8、器此时已启动。随着K型支撑倾斜角度的减小，耗能器内力增大，增加得越多，耗能器屈服后的位移就越大，耗能器滞回曲线包围面积也越大，说明耗能器耗散的能量越多。表6数据表明