屈曲約束支撐在部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中的應用

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1、屈曲約束支撐在部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中的應用陳慶玉（中煤科工集團重慶設計研究院有限公司，重慶，400000）【摘要】重慶某部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)下部大空間由于建筑功能的限值，落地剪力墻數(shù)量無法滿足規(guī)范要求，設置屈曲約束支撐后，增強了下部結(jié)構(gòu)剛度,轉(zhuǎn)換層上下部分剛度比可較好地滿足規(guī)范要求?！娟P(guān)鍵詞】屈曲約朿支撐；部分框支剪力墻；剛度比1.引言部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)由于能形成底部大空間，在上部為住宅下部為商業(yè)的工程中得到廣泛應用，由于建筑功能的要求，落地剪力墻的數(shù)量和間距有時不能滿足規(guī)范的要求，此時采用約束屈曲支撐可在滿足規(guī)范要求的剛度比的條件下較好的滿足建筑功能的要求。2.工程概況項目位于重

2、慶市渝中IX，由四棟超高層塔樓及地下車庫組成，塔樓結(jié)構(gòu)高度分別為219m,187m,170m和136m,地下結(jié)構(gòu)9層。其中高度187m的2號塔樓上部2?49F為住宅，下部為-5?1F為商業(yè)，-9~-6F為地下車庫。該工程抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為6度，設計基木地震加速度為0.05g,設計地震分組為第一組，場地類別為II類，場地特征周期0.35s,基木風壓為0.4KN/m2,地面粗糙類別為C類，考慮風荷載相互擾動系數(shù)1.1.3.上部結(jié)構(gòu)選型3.1上部結(jié)構(gòu)布置塔樓上部為住宅，下部為要求大空間的商業(yè)和車庫，因此采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層設置在地上2層，為嵌固端以上第七層。

3、上部剪力墻厚度200?300mm,梁截面200x400~200x700mm,框支梁采用型鋼混凝土梁，梁斷面600x1500?1200x2200mm,梁內(nèi)設置H型鋼高度900?1600mm,框支柱采用鋼管混凝土疊合柱，斷面1600x1600mm,柱內(nèi)鋼管直徑1000mm，壁厚35mm，框支梁和框支柱混凝土強度等級均為C60.3.2轉(zhuǎn)換層下部屈曲約束支撐布置塔樓下部為商業(yè)和車庫，受使用功能的限值，僅在樓電梯間可設置剪力墻，因此落地剪力墻的數(shù)量和間距無法滿足高規(guī)的要求。轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)剛度突變，為了滿足轉(zhuǎn)換層上下部剛度比的要求，一方面加厚簡體周邊落地剪力墻的厚度，另一方面在周邊框支柱

4、間不影響建筑使用功能處設置屈曲約束支撐。屈曲約束支撐設置在建筑四角柱間，采用人字形支撐，設置樓層為轉(zhuǎn)換層下部兩層。本項0設置屈曲約束支撐的0的主要為提供足夠的側(cè)向剛度，減緩轉(zhuǎn)換層上下部剛度的突變，支撐的斷面根據(jù)結(jié)構(gòu)計算需要的剛度確定。設計時對采用混凝土支撐、普通鋼支撐和屈曲約束支撐三種方案進行了試算和比選：采用混凝土支撐斷面過大，且受拉吋混凝土嚴重幵裂，無法滿足要求；采用普通鋼支撐吋，在強震作用下人字形撐受壓斜桿受壓屈曲，則受拉斜桿內(nèi)力將大于受壓斜桿內(nèi)力，這兩個力在橫梁交匯點的合力的豎向分量使橫梁產(chǎn)生較人的豎向變形，人字形支撐使梁下陷，這可能引起橫梁破壞，并在節(jié)點兩側(cè)的梁端產(chǎn)生

5、塑性鉸，同時體系的抗剪能力發(fā)生較大的退化，為了防止支撐斜桿受壓屈曲，其組合的內(nèi)力設計值應乘以增大系數(shù)1.5。而屈曲約束支撐在強震下由于兩側(cè)支撐均進入屈服耗能狀態(tài)，受力大小幾乎相同，不會對框架梁產(chǎn)生不平衡力，框架梁受的影響很小。屈曲約束支撐設置平面圖及立面詳下圖。圖1屈曲約束支撐布置平面及立面圖1.結(jié)構(gòu)汁算分析結(jié)構(gòu)計算分析采用satwe和midasbuilding兩種，進行了小震振型分解反應譜法和動力彈性吋程分析計算，大震進行了動力彈塑性吋程分析。塔樓按照性能等級為C級進行抗震設計，考慮到轉(zhuǎn)換層位于嵌固層以上七層,為高位轉(zhuǎn)換，抗震較為不利，框支柱框支梁性能等級提高到中震彈性和大震

6、不屈服，計算結(jié)果表明均可滿足要求。4.1設置屈曲約束支撐前后結(jié)構(gòu)對比分析對結(jié)構(gòu)設置支撐前后的周期及層間剛度進行對比如下：T2塔樓加支撐前后周期對比表從以上對比分析可知，增加斜撐后結(jié)構(gòu)整體剛度略大，周期稍微減小，但是對周期影響不大，因此對整體結(jié)構(gòu)的地震力放大不明顯；加斜撐前轉(zhuǎn)換層與上部三層剛度平均值的比值小于規(guī)范要求的70%,而增加斜撐后，轉(zhuǎn)換層剛度冇明顯的增大，剛度比可以滿足要求，因此增加屈曲約束支撐是奮效的。冋吋對加斜撐前后的構(gòu)件配筋進行了對比，對比發(fā)現(xiàn)加斜撐前后構(gòu)件配筋和內(nèi)力變化不大，分析認為原因是斜撐的斷面較小，斷面遠小于相鄰桐支柱的斷面，剛度也遠小于簡體剪力墻剛度，因此

7、斜撐對結(jié)構(gòu)整體的地震力影響不大。1.結(jié)論本項目部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)由于底部大空間建筑功能的要求，落地剪力墻數(shù)量無法滿足要求，設置屈曲約束支撐，可以增強下部結(jié)構(gòu)剛度，減緩轉(zhuǎn)換層上下部分剛度突變，屈曲約束支撐受壓、受拉斜桿同吋屈服，對橫梁無不利影響，可較好的滿足結(jié)構(gòu)抗震性能的要求，可供今后類似工程的設計參考。參考文獻：[1】孫平，于濤，鄧華東.屈曲約束支撐在騰訊濱海大廈中的應用U].減震技術(shù)，2014.5：86–90.[2]GB50011-201建筑抗震設計規(guī)范[S].