防屈曲支撑的框架结构抗震优化设计

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防屈曲支撑结构主要由两个单元组成:内核耗能单元和外围约束单元,其优点是受压时因为有外围约束单元的约束可以进入屈服阶段而不会像普通支撑那样发生失稳破坏,其原理是:受压外荷载传到内核单元,内核单元受到外围约束单元的约束应力继续上升而进入屈服阶段,有效地防止了支撑的受压失稳,能充分发挥钢材的弹塑性性能[1]。目前,防屈曲支撑在日本和美国应用较普遍,我国自汶川地震以后渐渐在工程中也越来越多的项目采用了这种结构体系。例如:美国加利福尼亚大学植物与环境科学置换研究所实验室、北京银泰中心主塔楼、上海世博中心、台中国泰世华国际大楼等。滕州烟厂地块位于滕州市经济开发区,在墨子大道(即北外环路)南侧,鲁班大道(即西环路,双向6车道)东侧,宏大路(即西纬三路,双向4车道)北侧,东临104国道和京沪铁路。项目规划总用地286572m2,约合429.856亩,其中可建设用地约237093m2,约合355.636亩。分别建有联合工房、生产管理用房、生活配套用房、动力中心、废料中转及污水处理站、化材油料库、烟叶库。本文运用SNAP软件模拟设置防屈曲支撑对厂房结构抗震性能的影响,以滕州烟厂联合工房与动力中心钢筋混凝土框架结构为例,通过设置防屈曲支撑,来改善结构的整体刚度,提高结构在遭遇地震时的耗能能力。论文中防屈曲支撑的设置采用了三种形式,分别对无防屈曲支撑及不同防屈曲支撑设置的结构进行了Northridge波、El Centro波、天津波的弹塑性时程分析,对比了层间变形、柱底部剪力等的地震响应,结果表明设有防屈曲支撑结构比传统抗震结构相比,可减少地震反应40%~60%,有效地防止了支撑的受压失稳,能充分发挥钢材的弹塑性性能[1]。使框架结构具备更高的抗侧刚度,有利于提高结构抗震性能。
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