多層BRBF鋼框架基于β值的底部剪力法簡(jiǎn)化及其抗震性能研究.pdf

1、屈曲約束支撐（BRB）因其飽滿而穩(wěn)定的滯回耗能特性而被廣泛應(yīng)用于減震結(jié)構(gòu)中，多層屈曲約束支撐鋼框架（BRBF）能夠明顯改善結(jié)構(gòu)的延性和耗能性能，應(yīng)用前景廣泛。BRBF分析手段之一的彈塑性時(shí)程法，因計(jì)算假定少，結(jié)果真實(shí)可靠，適用面廣，更多的被科研人員所采用;但考慮到分析耗時(shí)，及對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)能力要求較高，并不適合普通工程設(shè)計(jì)人員。我國(guó)規(guī)范推薦的底部剪力法因相對(duì)簡(jiǎn)單、易掌握，便于工程操作，而被工程設(shè)計(jì)人員大量采用;但該方法僅適用于“建筑高

2、度不超過(guò)40m、且以剪切變形為主，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)”，適應(yīng)面較窄。
　　本文基于強(qiáng)度理論，首次提出“BRB水平力分擔(dān)率β值”這一概念，并以此強(qiáng)度指標(biāo)為關(guān)鍵參數(shù)，結(jié)合首層剪重比CB值，借助日本建筑學(xué)會(huì)“構(gòu)造委員會(huì)·鋼構(gòu)造運(yùn)營(yíng)委員會(huì)”推薦的，能夠考慮幾何和材料非線性等的二階非線性分析程序CLAP，利用非線性靜力和非線性動(dòng)力分析法，分別設(shè)計(jì)了β=20％、30％、40％、50％、60％和90％的9個(gè)多層BRBF鋼框架分析

3、模型，按27種地震工況進(jìn)行抗震性能研究。
　　基于底部剪力法計(jì)算假定，逐條分析，研究符合底部剪力法假定剛接模型的β值和CB值范圍;對(duì)于不符合底部剪力法假定的鉸接模型，研究如何利用我國(guó)規(guī)范推薦的底部剪力法對(duì)其進(jìn)行工程簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。本文開(kāi)展了下列工作:
　　1)利用靜力彈塑性pushover分析法分析模型BRB、梁、柱的出鉸機(jī)制;并利用彈塑性時(shí)程分析法分析模型BRB最大延性比需求和最大累積塑性延性比需求，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)模型的合理性。

4、r>　　2)利用彈塑性時(shí)程法，對(duì)27種地震工況下，“模型層割線剛度與推覆加載初期對(duì)應(yīng)層割線剛度的比值”沿樓層高度退化情況，以及“層間位移極值時(shí)剪切位移比重和彎曲位移比重隨樓層高度的變化情況”，“振型參與程度與β值之間的對(duì)應(yīng)情況”，分析底部剪力法的適用條件和對(duì)應(yīng)模型β值和CB值區(qū)間;對(duì)于滿足底部剪力法適用條件的特定β值和CB值的多層剛接BRBF鋼框架，建議按底部剪力法進(jìn)行工程簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。
　　3)對(duì)明顯不符合底部剪力法計(jì)算假定但工程中

5、常用的鉸接β值模型，通過(guò)彈塑性時(shí)程法計(jì)算結(jié)果和基于底部剪力法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，研究采用底部剪力法進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算的可行性，并選擇性的加以驗(yàn)證，給出相應(yīng)建議。
　　本文的創(chuàng)新之處主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　1)首次提出了β值的概念（即達(dá)到設(shè)計(jì)層剪力時(shí)BRB承擔(dān)的水平力占模型總水平力的比例），及基于強(qiáng)度指標(biāo)β值為主要參數(shù)的多層BRBF鋼框架抗震設(shè)計(jì)法。
　　2)從結(jié)構(gòu)構(gòu)件出鉸機(jī)制、延性需求、塑性耗能，剛度變化、層間剪切（