屈曲约束支撑对舜都文化中心外挑坡屋顶框架结构抗震性能的影响研究

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外挑坡屋顶框架结构多见于城市建筑中的仿古建筑,其外挑坡屋顶主要是为了建筑的立面造型以及充当雨篷的作用。由于外挑坡屋顶的影响,结构竖向抗侧力构件不连续、侧向刚度不均匀,总体上结构呈现上刚下柔的特点。在8度区,在对框架柱的布局有一定的限制前提下,单独依靠增大结构中的梁柱截面很难满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中的限值要求。屈曲约束支撑是一种高效的抗侧力构件,能够有效增加结构的侧向刚度,在国外的建筑结构中已经得到广泛应用,目前国内学者对屈曲约束支撑的研究主要集中在理论分析阶段,并作了大量结构试验研究,但是在工程领域涉及较少。鉴于此,本文依据工程实践对外挑坡屋顶屈曲约束支撑框架结构进行了以下几个方面的研究:(1)对外挑坡屋顶框架结构(未添加屈曲约束支撑)动力特性及地震响应进行分析,得出由于外挑坡屋顶的存在结构上部扭转效应明显,结构层间剪力集中于结构上部,结构总体呈现上刚下柔的特点。(2)根据屈曲约束支撑结构的工作机理和计算原理,支撑力学模型采用Wen塑性模型和双线性模型,分析确定了支撑的等效截面面积、承载力和力学模型。(3)依据原结构分析结果确定支撑布置方案。并对结构进行振型分解反应谱分析和时程分析,分析支撑对结构的抗震性能的提升以及支撑在中震、大震作用下的破坏。得出屈曲约束支撑能够降低结构的扭转效应,减小结构的层间位移和梁柱的受力,提升结构的抗震性能。(4)依据振型分解反应谱分析和时程分析结果,通过价值工程分析方法对是否布置屈曲约束支撑进行经济性评价。
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