混凝土框架结构加固改造中防屈曲耗能支撑(BRB)的耗能分析.pdf

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1、混凝土框架结构加固改造中防屈曲耗能支撑（BRB）的耗能分析■崔伟龙[摘要]本文结合工程案例并使用MIDASGEN仿真软件，二、BRB的采用与相关参数159Deg）、ElCentro（1940，270Deg）、AW915对比分析了混凝土框架结构加固改造中防屈曲耗能支撑耗能减震装置的材料多种多样，耗能机制、构（Artificialwave）。多遇地震情况下，三种转换（BRB）在多遇、设防、罕遇地震作用下的耗能情况，得出造也有很多种，所以分类也多种多样。按照耗能器地震波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱了使用BRB加固

2、可有效提高结构安全储备的结论，为今后与速度、位移的相关性，可分为三类：速度相关型耗法所采用的地震影响系数曲线的关系如图3所示。此类建筑物的加固改造提供了借鉴参考。能器、位移相关型耗能器、速度位移混合型耗能器。多遇、设防、罕遇地震情况下时程分析所用地震加222BRB属于位移相关型耗能器，它是一种新型钢速度最大值分别为70cm/s、200cm/s、400cm/s。[关键词]动力时程分析防屈曲耗能支撑MIDASGEN数值结构支撑，BRB所受的轴向力全部由核心单元（芯0.2标准谱仿真加固改造材）承受，在拉力或压力作用下屈服并

3、产生较大的0.18SanFernando0.16ElCentroSiteAW915塑性变形，以达到消耗能量的目的。钢套管和砂浆0.14平均谱0.12随着现今社会的物质生活及人们对建筑物的使（或混凝土）对钢芯提供侧向约束（屈曲约束机构），0.1α0.08用功能不断提升，并且在积极响应国家绿色建筑发防止钢芯在受压时发生屈曲失稳。由于泊松效应，0.06展的前提下，对混凝土框架结构加固改造综合利用芯材受压会膨胀，受拉会缩小，因此在芯材和砂浆0.040.02的工程逐年增加。本文针对混凝土框架结构加固改（或混凝土）之间设有一层无

4、粘结材料（由橡胶、000.511.522.533.54造中防屈曲耗能支撑（BRB）在不同地震作用下的耗聚乙烯、硅胶、乳胶制成）或非常狭小的空隙层，周期(s)能情况进行对比研究，通过使用MIDASGEN大型有即滑动机制单元（无粘结可膨胀材料）。滑动机制单图3规范谱与地震波谱对比图限元模型进行数值仿真计算，阐述并对比了防屈曲元实现约束单元仅向核心单元提供必要的侧向约限于篇幅有限，本文仅提取MIDAS仿真中结构耗能支撑(BRB)在不同地震作用下的耗能情况。束，而不限制核心单元的纵向滑移，可以减小或消在SanFernando

5、（1971年，159Deg）波的响应结果。一、工程概况除芯材受轴力时将力传给砂浆或混凝土，从而使支1.多遇地震分析某建筑物约建于2005年，为地上四层混凝土框撑在受拉与受压时力学性能相近。在多遇地震情况下BRB元件及加固后的主体结架结构，楼（屋）面板均为混凝土现浇板。该建筑与传统加固方法提高结构刚度与强度而采取的构均保持在弹性范围内，此时，BRB仅为主体结构2物建筑总面积为1451.28m，建筑总高度为16m。“硬抗”地震作用的方案相比BRB加固结构可在提提供抗侧刚度，未进入屈服耗能阶段。加固后主体现将该建筑物改造升

6、级为办公楼，建筑结构模型如供合适的抗侧移刚度基础上有效地提高结构延性。结构层间位移角如表3所示，8号具有代表性BRB图1所示。BRB布置情况如图2所示，BRB主要参数如表2所示。的位移-力滞回曲线如图4所示。表3多遇地震层间位移组合验算结果竖向单元最大层间位移荷载层层高层间位工况层间位移（m）（m）移角RX4F3.60.00411/871RX3F3.60.00551/660RX2F3.60.00611/592RX1F5.20.00871/596RY4F3.60.00391/916图1办公楼结构模型RY3F3.60.0

7、0441/822MIDASGEN建模时，梁和柱采用梁单元，楼面RY2F3.60.00501/718RY1F5.20.00811/642采用板单元，墙面荷载均布分布在梁上。改造升级600后建筑物一层为资料室，二层至三层为办公室，四图2BRB具体布置位置图500400层为会议室和办公室混合，楼梯间位于建筑物角部。表2BRB设置相关参数300结构计算参数：屈服层200屈前刚度数）100类型3强度编号位（1）地震及场地信息：场地类别为Ⅱ类，设计（10kN/m）（kN）量置kN0（-100地震分组为2组，抗震设防烈度为8度，设

8、计基本1C-X85.444421/2力-0.02-0.01-20000.010.021C-Y168.330723/41F-300地震加速度值为0.2g，设计特征周期为0.40s，建1C-Y288.339725/6-400-500筑结构安全等级为二级，重要性系数为1.0。2C-X12251227/8-6002C-Y17924429/102F（2）