钢框架+BRB的优势说明
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1. 采用框架+BRB 结构体系优点
a) 双重抗侧力体系,结构性能提高。框架-屈曲约束支撑结构体
系为双重抗侧力体系,支撑框架为第一道防线,框架为第二
道防线。而且在大震作用下,防屈曲支撑持续耗能,减小主
体结构的破坏。
b) 提高得房率。支撑框架刚度较大,材料利用率较高。支撑框
架承担了大部分地震剪力,减小了其余框架构件的地震作用。
因此可以适当降低框架梁、柱截面。进而提高了建筑的实际
使用面积,提高了建筑的得房率,降低了结构自重。
c) 增大净高。由于,框架承担的地震作用大幅降低,因此梁柱
构件基本由竖向荷载控制,因此,框架梁高度可大幅降低,
增加了建筑净空,也即,相同建筑限高的情况下,可以做更
多层。
d) 承载力较高。《建筑抗震设计规范》及《高层民用建筑钢结构
技术规程》规定:抗震等级为一、二、三级的中心支撑不得
采用拉杆设计;中心支撑受压承载力应按式1-1~式1-3验算。
现考察受压支撑最大应力比b 与支撑长细比的关系,不失一
般性假定支撑材料强度等级为Q235级,截面类型为b 类。
/()/br RE N A f ϕψγ≤
1-1 1/(10.35)
n ψλ=+ 1-2
(/n λλπ=1-3 /()RE br N fA βγϕψ=
1-4
图1-1轴压比与长细比关系曲线
由图1-1可以看出,随着支撑长细比的增加,支撑稳定承载力控制的轴压比急剧减小。工程中常用的支撑长细比约为80,此时普通支撑的轴压比为0.53,也即支撑的强度承载力仅能发挥53%。
图 1-2普通支撑受压屈曲图 1-3普通支撑屈曲后残余变形
e)普通支撑失稳后,疲劳性能急剧降低。支撑在受压失稳后会发
生大应变塑性变形,如图 1-2~图 1-3所示。此时,支撑的
低周疲劳性能较差,地震过程中极有可能直接断裂而退出工
作,给结构在罕遇地震作用下的可靠性带来了极大的不确定
性,如图 1-4所示。因此即使采用单拉杆设计,结构安全性
较低。
图 1-4普通支撑断裂
f)普通支撑截面大,刚度大导致地震作用增加,尤其是周边构
件。鉴于普通支撑存在稳定承载力低,且屈曲后疲劳性能大幅降低,因此对于重要构件(比如本工程的支撑),一般至少涉及为中震弹性,甚至大震不屈服或弹性。因此,普通支撑截面往往较大,一方面影响建筑使用,另一方面导致结构设计进入增大支撑截面→地震作用增加→支撑截面需要进一步增大的恶性循环。
g)不需要设拉链柱。人字形布置时不像普通支撑一样需要计算
巨大的不平衡内力。