K型摩擦耗能支撑的性能研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
层 间位移值较小 且相 差不 大 ； 当 ＞５ 。 ， 间位 移 ０时 层
本文在分 析中 ， 输入一条模拟相应 场地的人工波 、 ＥＣ Ｎ Ｒ Ｌ Ｅ Ｔ Ｏ波 的南北分量 、 山地震 波 的南北 分量并 唐
值 增加 较大 ， 撑角 度每增 加 ５ ， 间位移 值在 原来 支 。层
基础 上平均增 加 １ ％左右。 ２
ｇ＝ ５ ３ ｋ ｍ。 ＝ ． ｋ ｍ。 ３ ． ５ Ｎ／ ｑ ８ ４ Ｎ／
值 ４ ０ｇｌ进行罕遇地震作用下的时程分析。 ０ ａ，
（ ） 支撑角度 变化对结 构的影 响 。为 比较 Ｋ １
１ 工 程 概 况
型斜支撑倾斜角度 ｄ的改变对结 构性能 的影响 ， 过 通
改 变 中间支 撑平 台 的长度 ￡来 实现 角度 变化 。经 计 算 ， Ｌ＝ ０ Ｉ ｌ ， ４ 。 当 ９ ０ ｌ 时 ＝ ０ ； ４ ０ ｎ 时 ， ４ 。￡ ｉ ｎ ＝１０ ｔ ｉ ＝ ５ ； ｏ
筋 ， 、 均 采 用 强 度 等 级 为 Ｃ ０的混 凝 土。板 厚 梁 柱 ３
１０ ｍ， 护层厚度 ３ ｍ ２ｒ 保 ａ ０ ｍ。
２ 地震 波的选取
位移 角限值满 足规 范对 弹塑 性层 间 位移 角 限值 的要 求 。当 Ｋ型支撑倾 斜 角度 Ｏ＝４ 。一 ０ 之 间 时， ｆ ０ ５。 结构
的 目的 。
４ ．删 枷 ４ － 删 ４ ． ２ ‘ ２ ｍ＂ ２ ｍ ｔ ｎ ￣ ４ ，
｛
ｔｌ ｅ
｛
＇－＾
Ｉ ２ＱＩ ２ Ｊ Ｑ ２娅 ２ ④ ＠ ⑥
（）框架结构立面图 ｂ
（ ａ ）框架结构平面图
图３ 设 计算 例 平 面 和立 面 图
４ 计算结果分析
支 撑体系的平面框架 图， 故本 文重点 研究 Ｋ型耗 能支 撑 ， 过改变 斜 支撑 的 角度 ， 用 Ｓ Ｐ ００软件 强 通 利 Ａ ２０
大的分析功 能 ， 究 不 同情 况 下 Ｋ型 支 撑 的性 能 反 研
的梁 、 柱上 ， 具体情况如 图 ３所示平面框架模型 。
应， 以便找 出性 能较好 的 Ｋ型 支撑来 代 替 ｘ型支撑 ， 同时很好 的兼顾建 筑结构 布置 ， 到应用 于实 际工程 达
了整面墙 体的面积 ， 这样 墙体上就 不 能布置 正 常位置 和尺寸的门 、 窗。如果 采用 Ｋ型 耗能 支撑 ， 墙体 上 在
布 置门窗等洞 口就 显得 比较 容易 。图 ２是 Ｋ型耗 能
拟 ， 耗能器 的启动力均 为 ３ ０ Ｎ， ０ ｋ Ｋ型支撑截面选 取
３０ ｍ￣ ０ ｍ ５ ｒ ４ ０ ｍ。将 多层框架 的荷 载折算 到平 面框架 ａ
调整至 ８度加速度峰值为 ４ ０ ａ， 时 １ｓ ０ ｇｌ持 ２。
３ 有 限元模型 建立
取整体框架 中的一跨 （ ２轴线 上 Ｂ—Ｃ跨 ） 由于 ，
本文重点研究 Ｋ型支撑 ， 故在本跨 框架 内设 置 Ｋ型斜 支撑 。采 用 Ｓ Ｐ ００软 件 ， 能 器 用 ＷＥ 模 型 模 Ａ ２０ 耗 Ｎ
【 文章编号】 １ １ ６６ （０２ １ — ０３ ０ ０ — ８４ ２ １）０ ０６ — ２ ０
钢筋 混凝 土摩 擦耗 能支 撑 体 系在传 统 的研 究 和 工程应用 中 ， 支撑型式均采用对角线 ｘ型 …（ １ ， 图 ） 这
种 型式 的支撑虽然抗震 效果 明显 ， 但是 在工 程应用 中 遇 到了一些需要解 决 的问题 。事 实上 ， ｘ型 支撑 占用
２０ ｍ 时 ， ＝５ 。 Ｌ＝３０ ｍ 时 ，ｃ ５ ； ４０ ｍ ０； ００ ｍ ０＝５ 。 Ｌ＝
３０ ｍｌ ，． ６ 。 ＝ ２０ ｍ时 ， ６ 。 ６ ０ ｉ 时 Ｏ＝ ０ ； ４０ ｒ ｌ ｆ ａ ＝ ５ ｏ
８ 度罕遇地震作用下 ， 时程分析结果见表 １ 表 ３ 一 。 从表 １中可看 出 ， 在罕遇地震作用下 ， 结构 的层 间
低
温
建
筑
技
术
２１ ０２年第 １ Ｏ期（ 总第 １２期 ） ７
表 １ 罕遇地震作用下层间位移及层间位移角
支撑倾斜度 层间位￣／ ｍ ； ｍ 人工波 平均层位 层间位土框 架结构 ， 层 其平 面
布置图和立 面 图如 图 ３所示 。结构 设计 地 震 为第 二 组， Ⅱ类 场地 ， 抗震设 防烈度 为 ８度 ， 计基 本地震 加 设 速度为 ０ ２ ， 震 等 级 为 二级 。柱 截 面 为 ５０ ｍ × ．ｇ 抗 ５ｒ ａ ５ ０ ｍ， 截面为 ２ ０ ｍ ６ ０ ｍ。梁 、 中的纵 向钢 ５ｍ 梁 ５ｍ ｘ ０ｒ ａ 柱 筋均采用 Ｈ Ｂ ３ Ｒ ３ ５级 钢筋 ， 筋均 采 用 Ｈ Ｂ ３ 箍 Ｐ ２ ５级 钢
图ｌｘ型耗能支撑框架 图２ Ｋ型耗能支撑框架
调整输入 的三 条地 震波 的加速 度 峰值 以达 到 规 范要求的时程 分析 所 用地 震加 速度 时 程 曲线 的最 大
注 ：Ｉ ｌ ｔ 、图 ２ ｇ １２ ｋ ，ｑ １９ ＮＦ ＝ ５ ７ Ｎ，ｑ ２ ７Ｎ． ｔ 中Ｆ ＝ ０ ６ ＮＦ ＝ ２ ｋ ，ｇ １６ ｋ Ｆ ＝５ ｋ
朱 胜兰等 ： Ｋ型摩擦耗能 支撑的性 能研究
Ｋ型摩 擦 耗 能支 撑 的性 能研 究
朱 胜 兰 潘 ， 文 陆 兴鑫 张 ， ， 勇
５０ ０ ５ ０ ３） （． １ 昆明理工大学建筑工程学院 。 昆明 ６ ０ ２ ５ ２ ３； ２ 贵州大 学 ， 贵 阳 ．
【 摘 要】 以一个多层钢筋混凝土框架结构为对象， 将其简化为简单的平面框架， 在框架中增设 Ｋ型钢筋混
凝土支撑 ， 同类型的 Ｋ型摩擦耗能支撑结构进行 罕遇地 震下 的时程 分析 ， 对不 研究结 构的抗震 性能 、 结构 构件 的 内力变化 以及 耗能器耗能效果 ， 而找出合适的 Ｋ型支撑来 取代传统的 ｘ型支撑 。 从
【 关键词】 摩擦耗能支撑 ； 时程分析 ； 抗震性能 【 中图分类号】 Ｔ ３５４ Ｕ ７． 【 文献标识码】 Ｂ
本文在分 析中 ， 输入一条模拟相应 场地的人工波 、 ＥＣ Ｎ Ｒ Ｌ Ｅ Ｔ Ｏ波 的南北分量 、 山地震 波 的南北 分量并 唐
值 增加 较大 ， 撑角 度每增 加 ５ ， 间位移 值在 原来 支 。层
基础 上平均增 加 １ ％左右。 ２
ｇ＝ ５ ３ ｋ ｍ。 ＝ ． ｋ ｍ。 ３ ． ５ Ｎ／ ｑ ８ ４ Ｎ／
值 ４ ０ｇｌ进行罕遇地震作用下的时程分析。 ０ ａ，
（ ） 支撑角度 变化对结 构的影 响 。为 比较 Ｋ １
１ 工 程 概 况
型斜支撑倾斜角度 ｄ的改变对结 构性能 的影响 ， 过 通
改 变 中间支 撑平 台 的长度 ￡来 实现 角度 变化 。经 计 算 ， Ｌ＝ ０ Ｉ ｌ ， ４ 。 当 ９ ０ ｌ 时 ＝ ０ ； ４ ０ ｎ 时 ， ４ 。￡ ｉ ｎ ＝１０ ｔ ｉ ＝ ５ ； ｏ
筋 ， 、 均 采 用 强 度 等 级 为 Ｃ ０的混 凝 土。板 厚 梁 柱 ３
１０ ｍ， 护层厚度 ３ ｍ ２ｒ 保 ａ ０ ｍ。
２ 地震 波的选取
位移 角限值满 足规 范对 弹塑 性层 间 位移 角 限值 的要 求 。当 Ｋ型支撑倾 斜 角度 Ｏ＝４ 。一 ０ 之 间 时， ｆ ０ ５。 结构
的 目的 。
４ ．删 枷 ４ － 删 ４ ． ２ ‘ ２ ｍ＂ ２ ｍ ｔ ｎ ￣ ４ ，
｛
ｔｌ ｅ
｛
＇－＾
Ｉ ２ＱＩ ２ Ｊ Ｑ ２娅 ２ ④ ＠ ⑥
（）框架结构立面图 ｂ
（ ａ ）框架结构平面图
图３ 设 计算 例 平 面 和立 面 图
４ 计算结果分析
支 撑体系的平面框架 图， 故本 文重点 研究 Ｋ型耗 能支 撑 ， 过改变 斜 支撑 的 角度 ， 用 Ｓ Ｐ ００软件 强 通 利 Ａ ２０
大的分析功 能 ， 究 不 同情 况 下 Ｋ型 支 撑 的性 能 反 研
的梁 、 柱上 ， 具体情况如 图 ３所示平面框架模型 。
应， 以便找 出性 能较好 的 Ｋ型 支撑来 代 替 ｘ型支撑 ， 同时很好 的兼顾建 筑结构 布置 ， 到应用 于实 际工程 达
了整面墙 体的面积 ， 这样 墙体上就 不 能布置 正 常位置 和尺寸的门 、 窗。如果 采用 Ｋ型 耗能 支撑 ， 墙体 上 在
布 置门窗等洞 口就 显得 比较 容易 。图 ２是 Ｋ型耗 能
拟 ， 耗能器 的启动力均 为 ３ ０ Ｎ， ０ ｋ Ｋ型支撑截面选 取
３０ ｍ￣ ０ ｍ ５ ｒ ４ ０ ｍ。将 多层框架 的荷 载折算 到平 面框架 ａ
调整至 ８度加速度峰值为 ４ ０ ａ， 时 １ｓ ０ ｇｌ持 ２。
３ 有 限元模型 建立
取整体框架 中的一跨 （ ２轴线 上 Ｂ—Ｃ跨 ） 由于 ，
本文重点研究 Ｋ型支撑 ， 故在本跨 框架 内设 置 Ｋ型斜 支撑 。采 用 Ｓ Ｐ ００软 件 ， 能 器 用 ＷＥ 模 型 模 Ａ ２０ 耗 Ｎ
【 文章编号】 １ １ ６６ （０２ １ — ０３ ０ ０ — ８４ ２ １）０ ０６ — ２ ０
钢筋 混凝 土摩 擦耗 能支 撑 体 系在传 统 的研 究 和 工程应用 中 ， 支撑型式均采用对角线 ｘ型 …（ １ ， 图 ） 这
种 型式 的支撑虽然抗震 效果 明显 ， 但是 在工 程应用 中 遇 到了一些需要解 决 的问题 。事 实上 ， ｘ型 支撑 占用
２０ ｍ 时 ， ＝５ 。 Ｌ＝３０ ｍ 时 ，ｃ ５ ； ４０ ｍ ０； ００ ｍ ０＝５ 。 Ｌ＝
３０ ｍｌ ，． ６ 。 ＝ ２０ ｍ时 ， ６ 。 ６ ０ ｉ 时 Ｏ＝ ０ ； ４０ ｒ ｌ ｆ ａ ＝ ５ ｏ
８ 度罕遇地震作用下 ， 时程分析结果见表 １ 表 ３ 一 。 从表 １中可看 出 ， 在罕遇地震作用下 ， 结构 的层 间
低
温
建
筑
技
术
２１ ０２年第 １ Ｏ期（ 总第 １２期 ） ７
表 １ 罕遇地震作用下层间位移及层间位移角
支撑倾斜度 层间位￣／ ｍ ； ｍ 人工波 平均层位 层间位土框 架结构 ， 层 其平 面
布置图和立 面 图如 图 ３所示 。结构 设计 地 震 为第 二 组， Ⅱ类 场地 ， 抗震设 防烈度 为 ８度 ， 计基 本地震 加 设 速度为 ０ ２ ， 震 等 级 为 二级 。柱 截 面 为 ５０ ｍ × ．ｇ 抗 ５ｒ ａ ５ ０ ｍ， 截面为 ２ ０ ｍ ６ ０ ｍ。梁 、 中的纵 向钢 ５ｍ 梁 ５ｍ ｘ ０ｒ ａ 柱 筋均采用 Ｈ Ｂ ３ Ｒ ３ ５级 钢筋 ， 筋均 采 用 Ｈ Ｂ ３ 箍 Ｐ ２ ５级 钢
图ｌｘ型耗能支撑框架 图２ Ｋ型耗能支撑框架
调整输入 的三 条地 震波 的加速 度 峰值 以达 到 规 范要求的时程 分析 所 用地 震加 速度 时 程 曲线 的最 大
注 ：Ｉ ｌ ｔ 、图 ２ ｇ １２ ｋ ，ｑ １９ ＮＦ ＝ ５ ７ Ｎ，ｑ ２ ７Ｎ． ｔ 中Ｆ ＝ ０ ６ ＮＦ ＝ ２ ｋ ，ｇ １６ ｋ Ｆ ＝５ ｋ
朱 胜兰等 ： Ｋ型摩擦耗能 支撑的性 能研究
Ｋ型摩 擦 耗 能支 撑 的性 能研 究
朱 胜 兰 潘 ， 文 陆 兴鑫 张 ， ， 勇
５０ ０ ５ ０ ３） （． １ 昆明理工大学建筑工程学院 。 昆明 ６ ０ ２ ５ ２ ３； ２ 贵州大 学 ， 贵 阳 ．
【 摘 要】 以一个多层钢筋混凝土框架结构为对象， 将其简化为简单的平面框架， 在框架中增设 Ｋ型钢筋混
凝土支撑 ， 同类型的 Ｋ型摩擦耗能支撑结构进行 罕遇地 震下 的时程 分析 ， 对不 研究结 构的抗震 性能 、 结构 构件 的 内力变化 以及 耗能器耗能效果 ， 而找出合适的 Ｋ型支撑来 取代传统的 ｘ型支撑 。 从
【 关键词】 摩擦耗能支撑 ； 时程分析 ； 抗震性能 【 中图分类号】 Ｔ ３５４ Ｕ ７． 【 文献标识码】 Ｂ