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一种耦合屈曲约束支撑框架和抗弯矩框架的耦合系统


技术摘要:
本发明提出一种耦合屈曲约束支撑框架和抗弯矩框架的耦合系统,在传统支撑体系上增加抗弯矩框架,在传统支撑体系的基础上增加对称布置的抗弯矩框架结构,可有效减少塑性变形和减少最大层间偏移和残余层间偏移。
背景技术:
屈曲约束支撑框架,是一种较新的侧向力抵抗体系,在高震区得到了广泛的应用。 屈曲约束支撑框架与传统支撑体系的不同之处在于,其能够在拉伸和压缩两种情 况下屈服,而不是屈曲。现有技术如图1所示,中空钢管中填充有砂浆,在砂浆中设置有钢 芯,即钢芯被砂浆包裹。该结构只允许钢芯抵抗轴向力,而不允许周围的砂浆和钢外壳抵抗 轴向力,周围的砂浆和钢外壳仅作为钢芯的连续横向支撑。这样,钢芯的横向支撑使其屈曲 强度超过屈服强度,从而使钢芯在压缩和拉伸时都能屈服。为了达到这一目的,必须在钢心 和砂浆之间设置一个滑动屏障或缝隙,以确保钢外壳承受最小的轴向载荷。 屈曲约束支撑框架具有良好的延性,是抗震设计和修复的理想材料。图2所示为屈 曲约束支撑框架的典型滞回特性。虽然屈曲约束支撑框架具有良好的能量耗散性能,但由 于其屈服后刚度较低(参见图2),使得该体系易受最大层间偏移和残余层间偏移等不良行 为特征的影响。在遇到重大地震事件时,其安全性降低,同时后期维修成本将显著提高。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术中的缺陷,提供一种耦合屈曲约束 支撑框架和抗弯矩框架的耦合系统。 为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:一种耦合屈曲约束支撑框架和 抗弯矩框架的耦合系统,包括型钢以及用于连接型钢的横梁,该系统包括平面横向布置的M 列型钢和平面纵向布置N列型钢,分别记为XM和YN,其中,X表示横向列,Y表示纵向列,M和N 为大于1的自然数,位于交叉处的型钢表示为XM-YN;其中,位于平面4个角位置的型钢均为I 型型钢;当N为奇数时,X2Y2至X2Y(N-1)均为I型型钢并且相互之间采用抗弯矩横梁连接,X (M-1)Y2至X(M-1)Y(N-1)均为I型型钢并且相互之间采用抗弯矩横梁连接;当N为偶数时, X2Y(N/2)至X2Y(N/2 1)均为I型型钢并且相互之间采用抗弯矩横梁连接,X(M-1)Y(N/2)至X (M-1)Y(N/2 1)均为I型型钢并且相互之间采用抗弯矩横梁连接;当M为奇数时,X2Y2至X(M- 1)Y2均为I型型钢并且相互之间采用抗弯矩横梁连接,X2Y2至X(M-1)Y(N-1)均为I型型钢并 且相互之间采用抗弯矩横梁连接;当M为偶数时,X(M/2)Y2至X(M/2 1)Y2均为I型型钢并且 相互之间采用抗弯矩横梁连接,X(M/2)Y(N-1)至X(M/2 1)Y(N-1)均为I型型钢并且相互之 间采用抗弯矩横梁连接。 进一步地,当N为偶数时,X2Y2至X2Y(N-1)均为I型型钢并且相互之间采用抗弯矩 横梁连接,X(M-1)Y2至X(M-1)Y(N-1)均为I型型钢并且相互之间采用抗弯矩横梁连接。 进一步地,当M为偶数时,X2Y2至X(M-1)Y2均为I型型钢并且相互之间采用抗弯矩 横梁连接,X2Y(N-1)至X(M-1)Y(N-1)均为I型型钢并且相互之间采用抗弯矩横梁连接。 3 CN 111549905 A 说 明 书 2/4 页 与现有技术相比,本发明的优点在于:采用屈曲约束支撑框架和抗弯矩框架的耦 合系统可有效减少塑性变形。非线性时域分析结果表明,耦合系统在减少最大层间偏移和 残余层间偏移方面有显著的改进。 附图说明 在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中: 图1是现有技术中型钢的结构示意图。 图2是现有技术中屈曲约束支撑框架的典型滞回特性。 图3是传统支撑体系的3层建筑的平面图。 图4是传统支撑体系的3层建筑的示意图。 图5是本发明耦合系统的3层建筑的平面图。 图6是传统支撑体系的6层建筑的平面图。 图7是传统支撑体系的6层建筑的示意图。 图8是本发明耦合系统的6层建筑的平面图。 图9-14是仿真结果对比图。 图中各标号表示: 1、;2、;3、;4、;41、;42、;5、;6、;7、;71、;8、;9、;10、;11、;
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