带约束屈曲支撑的混合结构整体协同工作性能研究.pdf

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1、第26卷第2期甘肃科学学报V01．26NO．22O14年4月Journa1ofGansuSciencesApr．2O14带约束屈曲支撑的混合结构整体协同工作性能研究王秀丽，厉龙，杨鹏源(兰州理工大学土木工程学院，甘肃兰州730050)摘要：针对混合结构中下部框架结构强弱轴方向的侧向刚度差别，对约束屈曲支撑采用不同的布置方案．选择位移比和周期比作为该结构体系整体协同工作的参数，将考虑上部网架的混合结构体系整体协同工作性能进行罕遏地震下的时程分析．结果表明：双向布置的约束屈曲支撑能够明显改变位移比和周期比，提升结构体系的抗震性能，对混合结构整体协同工作性能贡献最大．关键词：罕遇地震；屈曲约束支撑

2、；混合结构；抗震性能中图分类号：TU323．3文献标志码：A文章编号：1004—0366(2014)020092—04研究结合甘肃省合作市中等职业学校的风雨操边四根布置；方案3是方案1和方案2的组合布置．场项目中的体育馆这一实际工程，运用时程分析法图2为3种方案下的支撑布置形式，图2仅绘制了对混合结构体系进行了地震动作用下的响应分析，外围一圈的框架柱和外围主梁．把结构体系的位移比和周期比作为控制参数，分析了约束屈曲支撑对混合结构体系整体工作性能的影响．利用约束屈曲支撑对结构体系的刚度影响，重点对下部结构中布置约束屈曲支撑的混合结构进行了分析．1模型参数(a)方案1的支撑布置(b)方案2的支撑

3、布置本工程为甘肃省合作中等职业学校其校区风雨操场的体育馆项目，平面尺寸为42mx54m。，图1为混合结构的平面布置和网架结构平面布置．(c)方案3的支撑布置图23种方案下的支撑布置形式Fig．2ThreekindsofBRB’Sarrangements图1结构平面布置和网架结构平面布置(单位：Ill】2位移比Fig．1Structurallayoutandspacetrussstructurelayout位移比尺是指在考虑偶然偏心影响的水平地考虑到结构体系建筑功能上的要求，我们采用了3种方案对约束屈曲支撑进行了布置．对强弱轴震作用下，每个楼层的最大位移和最大层间位移分别加约束屈曲支撑进行方案

4、对比，对强弱轴同时U与该楼层平均位移和平均层间位移U的比加约束屈曲支撑进行整体协同工作分析．方案1是值]，记位移比为R，则位移比的计算公式可表示沿x方向每边四根对称布置；方案2是沿y方向每为：R一U⋯／u．位移比R可以从几何上直接度量收稿日期：201304—27基金项目：国家自然科学基金(51068019、51278236)作者简介：王秀丽(1963一)，女，辽宁沈阳人，教授，博士生导师，主要从事钢结构及大跨度空间结构研究．Email：wangxl9104@126．coFn第26卷王秀丽等：带约束屈曲支撑的混合结构整体协同工作性能研究93结构扭转振动位移与平动位移的比值，反映各楼层从表2中还

5、可以看出，方案3的位移比折减率结构的扭转振动特性，与地震作用的量值大小无关．为24．12，明显大于其他方案．不同布置方案下的我们对3种方法的混合结构进行了有限元建结构体位移比折减率不同，说明不同布置方案下的模，将不带约束屈曲支撑的混合结构作为原方案，取混合结构对地震波的响应不同．我们从约束屈曲支(0，0，18)点和(54，30，18)点的最大水平位移，如撑吸能减震¨6的方面进行阐述，如图3所示．图中横表1所列．坐标为支撑应变值，单位：m；纵坐标为支撑的应力表1柱顶的位移值，单位：N／m。．TablelThedisplacementofpillarsmm柱顶位移原方案方案1方案2方案3X轴22

6、7．4183．6219．3154．0y轴277．2247．4185．4172．6X轴195．8134．0185．9142．4y轴255．0224．9I84．7I78．0向1层从表1各方案柱顶位移的对比可看出，加约束(a)方案l中的应力戍变关系屈曲支撑的结构体系水平位移得到了有效控制．沿约束屈曲支撑布置方向位移减小幅度更明显，而未布置约束屈曲支撑方向位移减小量较少．由方案3可以看出，柱顶在X向和y向的水平位移都减小了．比较4种方案得出，约束屈曲支撑布置在单轴方向时，支撑仅对混合结构该轴方向的水平位移减小垌l层晌2层(b)方案2中的应力应变关系有贡献；约束屈曲支撑布置在双侧时，对结构的双向水平位

7、移均有明显减小．对下部结构带约束屈曲支撑的混合结构体系最大位移比进行了El一Centro波作用下的参数分析，如表2所列．表2不同布置方式下的混合结构位移比Table2Thedisplacementratioofthehybridstructureunderarrangements．从表2可以看出，方案2的位移比小于方案1yI句1层(c)方桑3中的应力变关系的位移比，说明布置在短轴方向的约束屈曲支撑耗图33种方