防屈曲耗能支撑在三边简支网架结构中的应用研究.pdf

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1、第12卷第25期2012年9月科学技术与工程Vo1．12No．25Sep．20121671—1815(2012)25-6515—06ScienceTechnologyandEngineefing⑥2012Sci．Tech．Engrg．建筑技术防屈曲耗能支撑在三边简支网架结构中的应用研究邓国杰傅昶彬(四川大学建筑与环境学院，成都610207)摘要采用SAP2000V14．1对防屈曲耗能支撑在矩形平面三边简支一边自由的斜放四角锥网架结构进行了弹塑性时程分析。在难以直接比较多方案网架结构减震优劣的情况下，提出了以综合轴力减震值作为进一步的比较指标的方法，并用此方法对9种防屈曲耗能支

2、撑替换方案的减震效果进行了对比分析。得出了较优的替换方案。为今后该类网架结构的耗能减震设计提供了参考依据。此外对结构不同部位的动力响应也作了分析。关键词防屈曲耗能支撑三边简支网架结构减震效果综合轴力减震值替换方案中图法分类号TU392．3；文献标志码A某些影剧院、飞机库、工业厂房或体育场看台的刚度不致过度削弱，内核单元界截面也不宜过的屋盖，由于考虑扩建或建筑使用功能的要求，矩小。综合以上因素，本文分析中采用防屈曲支撑1／4形平面的网架结构，往往有一边不允许布置承重构截面替代某三边简支一边自由的矩形平面斜放四件，而成为三边支承一边为自由的形式⋯。对于这角锥网架结构中的部分杆件，

3、以减弱该网架结构的类网架结构由于支承非双轴对称，其质量中心和刚地震响应，为实际工程减震设计提供参考依据。度中心不重合，从而增大了地震作用的扭转效应。1有限元模型目前国内较多的应用研究是将防屈曲耗能支撑布置在对称网格结构的周边一J，而对于非对称网格采用平面尺寸为60m×21m的矩形斜放四角结构的应用研究则较少。防屈曲支撑在地震作用锥网架，两短边及一长边竖向简支，另一长边自由，下由支撑中心的芯材承受全部轴向力，外围钢管和杆件两端均考虑为铰接。网架厚2m，网格尺寸灌注混凝土或砂浆则限制芯材弯曲，避免其受压时3m×3m。采用轻质屋面板，屋面荷载：恒载为0．8屈曲。作为一种性能优越的耗

4、能减震装置，防屈曲kN·m～，活载取0．5kN·m～，雪荷载取0．4kN·支撑能改善传统受压构件在受轴向压力时的屈曲m～。屋面荷载按集中荷载考虑作用于上弦节点，缺点，具有优良的滞回性能，可以有效地降低结构网架结构自重由软件自动计算(自重系数取一1)，受地震时的反应J。网架平面及剖面如图1所示。由于构件处于弹性阶段并不耗能，所以防屈曲经对该网架的初步计算，上弦杆件：自由边采支撑内核单元截面不宜过大；而为了保证网架结构用+219×16，与矩形两短边相邻如图1所示虚线采用,／,180×12，其余均采用+159×6；下弦杆件：自由2012年6月8日收到，7月6日修改第一作者简介：邓国

5、杰(1991一)，男，四川自贡人，研究方向：钢结构边及与自由边平行相邻的一排杆件采用O0×50，失稳及抗震。E—mail：dadadadong@163．tom。其余均采用l14×5；腹杆：图1中粗实线采用通信作者简介：傅昶彬，男，国家一级注册结构工程师，副教授。E．4,18o×12，其余采用+95×4．5。网架的一般杆件均mail：fucb58@163．tom。采用Q235钢材，屈服强度为235MPa，杨氏弹性模科学技术与工程12卷辎瓣譬量E=206GPa，质量密度7800kg·1TI一，泊松比构的整体稳定性，网架自由边上下弦杆5件4不3宜2替0=0．3，重力加速度g=9．8

6、1m·s～；用于替换杆件换8J。防屈曲支撑内核单元屈服后才耗能，所以应的防屈曲支撑(BRB)芯材采用屈服强度为170MPa替换受力较大的杆件，同时由于内核单元采用截面的软钢，弹性模量为206GPa。采用SAP2000软件，较小的软钢，所以不宜替换受力过大的杆件，所忽略水平地震作用影响及行波效应，输入的竖向地以所替换杆件受力应较大。又由于防屈曲支撑主震时程曲线由1976年中国天津波处理得到，时长要特点是改善传统受压构件在受轴向压力时的屈19．11s，时间间隔0．01s，峰值加速度0．4g，见图曲缺点，如果替换受拉杆件，则未发挥外围套管的2。Ritz阻尼，阻尼比取0．02。防屈曲

7、支撑本构模型约束作用，所以宜考虑替换受压杆件_2』。综上所采用Bouc．Wen模型以达到较高的精度，屈服后刚述，应对结构中受轴压力较大的杆件进行替换。对度与弹性刚度比值参照有关文献合理取值，通网架结构进行静力分析可知，上弦杆件：杆件轴力过在SAP2000中定义Wen塑性连接单元实现防屈分布极不均匀，自由边支座附近斜杆所受拉力大于曲支撑的模拟，其中屈服后刚度与弹性刚度比值取上弦平面中部杆件所受拉力，上弦杆受拉与受压混为0．0128。分析采用SAP2000中快速非线性分析合分布；自由边杆件自支座向跨中由受拉