鋼筋混凝土框架屈曲約束支撐試驗研究

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1、第43卷第1期建筑結(jié)構(gòu)Vol．43No．12013年1月上BuildingStructureJan．2013鋼筋混凝土框架屈曲約束支撐試驗研究薛彥濤，金林飛，韓雪，程小燕，佟道林(中國建筑科學(xué)研究院，北京100013)［摘要］將屈曲約束支撐用于結(jié)構(gòu)體系，增強(qiáng)了整體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度和抗剪強(qiáng)度，有利于減小結(jié)構(gòu)的層間位移和總體位移。將支撐應(yīng)用到框架中后，結(jié)構(gòu)的滯回曲線較傳統(tǒng)的框架形狀更加飽滿，說明結(jié)構(gòu)耗能能力得到了大幅度提高。支撐框架的骨架線的下降段也不像普通框架那樣隨著位移的增加加速下降，而是有下降減緩的趨勢。本文試圖通過試驗數(shù)據(jù)說明可以考慮用支撐代替混凝土剪力墻應(yīng)用

2、于混凝土結(jié)構(gòu)體系中。［關(guān)鍵詞］屈曲約束支撐;鋼筋混凝土框架;試驗研究中圖分類號:TU375.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1002-848X(2013)01-0001-04Experimentalstudyonbuckling-restrainedbraceofreinforcedconcreteframestructureXueYantao，JinLinfei，HanXue，ChengXiaoyan，TongDaolin(ChinaAcademyofBuildingResearch，Beijing100013，China)Abstract:Whenbuckling

3、-restrainedbrace(BRB)isappliedintostructuresystem，itcanstrengthenlateralstiffnessandshearstrengthofthestructure，thuscutdownthelayerdisplacementandoveralldisplacementofthestructure．Afterbraceisappliedintotheframestructure，itshystereticcurvehasanessentialchangecomparingwiththetradition

4、alstructure．Fortheinfluenceofbrace，theshapeisfullofenergy．Furthermore，thecapacityofenergyconsumptionisimprovedtoalargedegree．Thedeclinedpartofskeletonlineofbracestructurewillnotdeclinedramaticallyduetotheincreaseofdisplacementlikethecommonstructure．Instead，thepaceofdeclineslowsdown．T

5、hedatashowthatitcanbeconsideredindesigntoadoptbraceinsteadofshearwallinconcretestructuresystem．Keywords:buckling-restrainedbrace;reinforcedconcreteframestructure;experimentalstudy0前言正常使用階段和多遇地震作用下，結(jié)構(gòu)具有足夠的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是地震中破壞和倒塌較嚴(yán)剛度和強(qiáng)度安全儲備，支撐主要起增加結(jié)構(gòu)剛度、減重的結(jié)構(gòu)之一。由于缺少“二道防線”，《建筑抗震小結(jié)構(gòu)變形的作用。在罕遇地震

6、作用下，支撐進(jìn)入設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2010)的設(shè)計理念是將框架塑性階段，消耗地震能量，達(dá)到結(jié)構(gòu)抗倒塌的目的。結(jié)構(gòu)引導(dǎo)到“強(qiáng)柱弱梁”上，要求柱不出現(xiàn)塑性鉸，通常，普通鋼支撐桿件受壓屈曲，其耗能能力有限，［1］梁首先出鉸，使結(jié)構(gòu)能夠具有較好的彈塑性變形能只能起一道防線的作用。試驗證明，支撐將先于力，在地震中消耗能量，達(dá)到大震不倒的目的。但由鋼筋混凝土框架破壞，也就是說在框架最終倒塌時于地震作用的不確性以及結(jié)構(gòu)設(shè)計中的諸多因素，起不到抗倒塌的作用。本研究采用屈曲約束支撐，這個設(shè)計理念很難在實際工程中得以實現(xiàn)，多數(shù)框受壓時支撐不屈服，完全實現(xiàn)受壓時的塑性發(fā)展要

7、架結(jié)構(gòu)的破壞和倒塌均表現(xiàn)為“薄弱層”破壞模式，求，性能與受拉時完全相同，滯回曲線見圖1，滯回即底層柱上下端出現(xiàn)塑性鉸。因此，鋼筋混凝土框曲線飽滿，耗能能力巨大。架結(jié)構(gòu)抗倒塌成為了結(jié)構(gòu)工程師迫切需要解決的問題。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是一種柔性結(jié)構(gòu)，在多遇地震設(shè)計時往往會遇到變形不滿足規(guī)范要求的情況。此時許多設(shè)計單位希望通過增加鋼筋混凝土抗震墻來提高結(jié)構(gòu)的變形能力，但卻帶來了另一個問題:抗震墻布置少了，墻體抗震不滿足要求;墻體布置多了，就成為另一種結(jié)構(gòu)———框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，增加建造成本。圖1屈曲約束支撐滯回曲線本文探索采用支撐解決這兩個問題。鋼筋混凝土框架支撐結(jié)構(gòu)的剛

8、度介于框架與剪力墻之間。