低造价摩擦耗能支撑在超高层中应用.pdf

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1、樊艳云等：低造价摩擦耗能支撑在超高层中应用53低造价摩擦耗能支撑在超高层中应用樊艳云，潘文，张敏(昆明理工大学建筑工程学院土木工程系。昆明650500)【摘要】主要根据一实际结构，研究低造价摩擦耗能支撑在超高层框架一核心筒结构中的应用。根据带摩擦耗能支撑框架一核心筒结构在多遇地震和罕遇地震下的层间位移角以及摩擦耗能器支撑内力分析得出适合本实际结构的摩擦耗能器的启动力。【关键词】摩擦耗能支撑；框架一核心筒；层间位移角；支撑内力；启动力【中图分类号】TU973．31【文献标识码】B【文章编号】1001—68

2、64(2012)10—0053—03低造价摩擦耗能支撑主要有两部分组成：耗能器表2纯框架一核心筒结构周期和支撑斜杆⋯。低造价摩擦耗能支撑的耗能部分是耗能器，钢筋混凝土支撑主要起到连接耗能器和框架结构的作用。在风荷载和多遇地震作用下，耗能器所受剪力小于启动力时，没有达到启动条件，此时耗能器的作用相当于普通支撑，仅提高了结构的水平刚度；在大震作用下，耗能器所受剪力大于其启动力，达到启动条件，钢板和橡胶片之间出现相对滑动进行摩擦耗能，减少结构在地震中的反应。1工程概况该实际工程为昆明市某城中村改造项目，总用地

3、面积9260m2，总建筑面积46663m。结构主体采用钢筋混凝土框架一核心筒结构，地下2层，地面以上主体由表1、表2可知，ETABS和PKPM两种软件计算39层。结构首层层高5m，2—6层层高为3．9In，6层的结构重力荷载代表值差值率为2．21小于5；两种软以上标准层层高为3．6Hi，38层层高3．8m，39层为电件计算的结构前3阶周期的差值率分别为2．5、0．2、梯机房，层高4．5In，建筑物总高度为140lift，属于B级1．7均小于5。由此可知，本文利用ETABS所建立的高度超限高层建筑。模型是

4、可靠的，计算结果是合理的，可以利用ETABS2PKPM模型和ETABS模型计算结果对比的模型进行后续的分析运算。本文利用了设计软件PKPM和有限元分析软件3摩擦耗能支撑结构的弹性反应谱分析ETABS对纯框架模型进行了建模分析，以保证利用为了能够充分说明低造价耗能器在框架一核心ETABS对摩擦耗能支撑结构进行力学分析的可靠性。筒结构中的作用，本文对原结构进行了适当的改动。在本文中，对两种软件的分析结果以差值率来进行对把原结构中剪力墙的厚度全部改为200ram，满足抗震比，差值率的定义如式(I)所示。规范对

5、剪力墙最小厚度的要求。通过对剪力墙厚度为200ram的结构添加耗能支撑，来确定适合此框架一核A：I里lla；堡l×100％(1)s^rwrl心筒结构的耗能器启动力。为了能够满足耗能器安装式中，值胁皓、值sm分别为ETABS和SATWE计和检修的要求，本文中钢筋混凝土支撑截面采用算的重力荷载代表值和周期。400ram×700ram。本文中采用Plasticl塑性单元来进行模拟摩擦耗表1重力荷载代表值对比kN能器，采用弹性反应谱法进行分析。耗能器的非线性模型是基于由WEN提出的滞回特性。采用初始启动力为50

6、0kN的两个摩擦耗能器并联模拟，每个摩擦耗能器刚度为103．304kN／mm，屈服强度为500kN，屈服两种软件重力荷载代表值和周期对比如表1和表后刚度比定义为0．1，屈服指数为2。原结构、剪力墙2所示。为200ram的结构和剪力墙为200ram厚带摩擦耗能支低温建筑技术2012年第1O期(总第172期)撑结构的层间位移角对比图见图1、图2。由GB5Ol1—2010(建筑抗震设计规范》第5．5．1条知，框架一核心筒结构的弹性层间位移角限值为1／800，结构在多遇地震分析时应能满足此要求。12×援8图3南

7、京波加速度一时间曲线釜4衄015913172125293337楼层图1x方向多遇地震下层间位移角对比图X图4唐山波加速度一时间曲线援原结构剪力墙200扈支．撑结构目姻其嗵规范规定值∞加∞0珈枷渤埘宣楼层壬!i图2y方向多遇地震下层问位移角对比图瑙曩一由图1、图2可知：①由于在原结构的基础上减小了剪力墙的厚度，使结构的刚度变小，所以在多遇地震图5上海人工波加速度一时问曲线作用下方向此结构的层间位移角不满足规范要求；要求的1／800。多遇地震下摩擦耗能支撑结构在三条②在剪力墙厚200mm的结构上添加支撑以后

8、，增加了时程波作用下的层间位移角见图6、图7所示。结构的整体刚度，改善了结构的抗震性能，使结构方向的层间位移角能够满足规范的要求；③3种结构在y方向的层问位移角均能满足规范规定的要求；④l2×添加支撑以后的结构整体刚度虽然弱于原结构，但是8结构的层问位移角均满足规范的要求，达到了“小震星4不坏”的抗震设防目标。由以上分析可知，两个启动ml{0I5913172125293337力为500kN摩擦耗能器并联时，在多遇地震作用下，楼层不仅能够有效