屈曲约束支撑的抗震加固效果研究.pdf

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1、Science&TechnologyVision2012年O5月第14期科技视界高校科技屈曲约束支撑的抗震加固效果研究汤翔(同济大学土木工程学院中国上海200092)【摘要】屈曲约束支撑克服了传统支撑受压屈曲的问题，不仅可以用于新建建筑，还可以用于既有建筑物的抗震加固。本文以一典型的单跨框架结构为例，采用增设屈曲约束支撑的加固方法，基于SAP2000的静力弹塑性分析，对比了加固前后结构在罕遇地震下的抗震性能进行。研究表明，采用该加固方法可以明显改善结构的抗震性能。【关键词】屈曲约束支撑；抗震加固；静力弹塑性分析0引言的净截面抗拉强度。为了保证屈曲约束支撑的耗

2、能能力，其节点连接承载力应不小于1．2倍支撑的极限承载力抗震加固是提高既有结构抗震性能的重要措施．历次震害调查的结果也证明了这一措施的有效性。在框架结构的整2工程概况和加固方案体性加固方法中，增设支撑是很常见的加固方法，这种方法某教学楼为4层现浇钢筋混凝土单跨框架结构，结构平可以合理地改善结构体系，对原结构构件的损伤较少且施工面布置图见图1。单跨跨度6．0m．外挑走廊2．1m．开间3．6m，便捷。屈曲约束支撑在受拉和受压时都能发生屈服，使支撑层高均为3．6m。框架柱尺寸为400mrnx400mm，横向框架梁尺的受拉承载力与受压承载力相当，克服了传统支撑的受压

3、屈寸为250mrnx550mm，纵向框架梁尺寸为250mmx350mm．走曲问题。本文以一典型的单跨框架结构为例，采用增设屈曲廊端部连梁尺寸为250mmx250mm，混凝土现浇板厚100mm。约束支撑的加固方法，基于SAP2000的静力弹塑性分析，对梁、柱、板均采用C25混凝土，受力主筋采用HRB335级钢比了加固前后结构在罕遇地震下的抗震性能。筋，箍筋采用HRB235级。设计地震分组第2组，场地类别II1屈曲约束支撑的设计方法类，设防烈度7度，设计基本地震加速度0．15g。屈曲约束支撑平面布置如图1所示．横向支撑采用人字形布置，纵向支在弹性设计阶段，屈曲约

4、束支撑的设计方法与普通支撑撑采用单斜撑布置。屈曲约束支撑有效截面面积取基本相同。在支撑布置、构件验算和节点设计等方面与普通2500mm．屈服力取300kN。支撑略有不同。1．1支撑布置屈曲约束支撑的布置原则总体上与普通支撑类似【1：在平面布置上，屈曲约束支撑的布置应使结构在两个主轴方向的动力特性相近，尽量使结构的质量中心与刚度中心重合，从而减小地震作用下的扭转效应：在立面布置上，避免因局图1增设屈曲约束支撑平面布置图部的刚度削弱或突变形成薄弱部位，造成地震作用下的应力3罕遇地震下的静力弹塑性分析集中或塑性变形集中。此外，屈曲约束支撑采用K形布置时会在框架柱中

5、部给柱带来一个不利的侧向集中力，而采用x运用SAP2000田对加固前后的结构进行静力弹塑性分析目形布置时因为屈曲约束支撑的中部毛截面较大，布置很难实(推覆分析)。原结构模型计为M0，加固后结构模型计为M1。现。因此屈曲约束支撑宜采用单斜撑和V形(倒v形)布置。SAP2000中提供两种推覆分析方法：基于荷载增量的荷载控1．2构件验算制法和基于目标位移的位移控制法。由于采用荷载增量法较屈曲约束支撑在受压和受拉时都可以屈服，不需要进行难获得荷载一位移曲线的下降段，一般采用目标位移控制法。稳定验算．仅需要进行强度验算。计算模型在Y向推覆分析中的主节点目标控制位移均取

6、1．3节点设计300mm．相当于结构总高度×混凝土框架结构的弹塑性层间普通钢结构支撑节点的连接承载力应不小于1．2倍支撑位移角限制。位移增幅次数取30次。研究表明，对于第一振作者简介：汤翔(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为结构加固与数值仿真。8。J科技视界scENcE&TEcHN。L。GYVI。NScience&TechnologyVision高校科技科技视YP-2012年05月第14期型自振周期小于2s的结构，选用模态分布的水平加载形式更地．7度设防(0．15g)，罕遇地震)同样转换为A—D格式的需求为合理。根据模态分析的结果，模型M0和M1的第一

7、自振周谱，将能力谱曲线和需求谱画在同一坐标系中，两曲线的交期都小于2s，因此采用第一阶模态侧向力分布形式分别对各点称为性能点。各模型在Y向推覆分析性能点处的楼层位移模型进行Y向的推覆分析，得到模型Y向的基底剪力一顶点4如图33所示。巡2颦1O位移曲线，如图2所示。由图2可知，在Y向推覆分析下，采用增设屈曲约束支撑加固后，结构的抗侧刚度、承载力有较大提高，但在顶点位移达到58mm时，承载力有明显的下降，变形能力也显著降2500低。由图3可知，在Y向推覆分析性能点时刻，采用屈曲约束宝2000支撑加固后，结构的位移约减小到原结构的50％，加固效果50。明显蠼辅}{

8、10004结论∞00本文以SAP2000的数值模拟为