[发明专利]一种基于区格剪切变形的屈曲约束支撑布置方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其是涉及一种消能减震技术中基于区格剪切变形的屈曲约束支撑布置方法。 

背景技术

超高层建筑在水平荷载下的变形形式通常是弯剪型，超高层建筑在水平荷载下的变形形式通常是弯剪型，即含有由于梁柱等构件受力产生的变形和由于结构各区格竖向杆件的截面转动产生的变形组成。学者魏琏指出，作为超高层结构的变形限值，层间位移角与剪力墙、梁、柱等结构构件的受力状态的相关性较差。例如图2为某290米高带加强层的超高层结构中柱的三种位移情况，可以看出，柱受到的剪力和弯矩的极值并不是在结构最大层间位移角的位置，并且弯曲变形随着楼层的增大而增大，在高区层间位移角主要由区格之间的弯曲变形为主。因此学者蒋利学提出一个新的参数，即广义剪切变形，可以更好的反应结构的受力特征。 

从屈曲约束支撑的滞回曲线可以看出，其需要达到一定的相对位移才能屈服耗能，并且在相同参数的情况下，屈曲约束支撑耗能的多少由其轴向应变所决定。以往屈曲约束支撑的设计中，原则上BRB(Buckling restrained brace，屈曲约束支撑)应摆在结构受力较大的位置能够使得屈曲支撑在中、大震情况下屈服耗能。现有的工程经验往往将屈曲约束支撑布置在结构层间位移角最大或层间剪力最大的楼层位置，因其层间位移角和水平地震作用力与屈曲约束支撑的耗能大小不能完全成线性关系，所以其屈曲约束支撑的耗能能力往往不能得到最大的发挥，因此要对位置进行大量的尝试和验算，因此寻找受力最大或变形最大的最优布置位置往往需要花费一定的时间。 

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可操作性 强、计算效率高的基于区格剪切变形的屈曲约束支撑布置方法。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 

一种基于区格剪切变形的屈曲约束支撑布置方法，包括以下步骤： 

(1)通过有限元软件根据反应谱或弹性时程法计算结构的各层水平地震作用力； 

(2)根据等效静力的原则，将步骤(1)获得的水平地震作用力反作用于结构上； 

(3)提取可布置屈曲约束支撑的区格各节点的变形，包括：区格上端两节点的平均水平位移、区格左端两节点的平均竖向位移和区格右端两节点的平均竖向位移； 

(4)根据如下区格剪切变形公式计算出区格的剪切变形： 

γi=ui-ui-1hi-vi-vjIi]]>

式中，γ_i为第i层区格的剪切变形，u_i、u_i-1分别为第i层和第i-1层区格上端两节点的平均水平位移，h_i为第i层区格的高，v_i为第i层区格左端两节点的平均竖向位移，v_j为第i层区格右端两节点的平均竖向位移，l_i为第i层区格的宽； 

(5)根据各区格剪切变形的大小布置屈曲约束支撑。 

所述的步骤(1)中，根据反应谱计算结构的水平地震作用力具体为： 

将结构设定为m个振型、n个质点的组合，通过以下公式计算每个振型的水平地震作用： 

F_ji＝α_jγ_jX_jiG_i(i＝1，2，3…n，j＝1，2，3…m)