自复位耗能摇摆架加固软弱底层框架抗震性能

姜绍飞， 戴亮亮， 张漳荣

(福州大学土木工程学院, 福建 福州 350108)

0 引言

软弱底层框架因其底层大空间而被广泛应用商业活动中， 如停车场、 商场、 大厅等. 由于底层很少布置或不布置墙体， 造成竖向刚度差异较大， 形成“上刚下柔”的结构形式， 地震时软弱底层吸收了大部分地震能量， 造成结构底层侧向变形集中和损伤集中， 往往底层完全倒塌了， 上部结构却完好无损[1-2]. 再加上楼板对框架梁和柱顶约束作用的影响， 很难实现“强柱弱梁”的设计目标[3].

已有的研究表明[4-8]， 底部铰接的摇摆结构在控制框架结构侧向变形模式方面效果显著， 摇摆结构利用自身的抗弯刚度和强度对框架受到的内力进行重新分配， 从而使结构层间变形均匀， 避免发生软弱层破坏， 而且配合自复位装置和耗能装置可以进一步提升结构的自复位能力和耗能能力.

因此， 提出一种底部铰接的自复位耗能(SCED)摇摆架加固方案， 并介绍了SCED摇摆架的构造及布置形式. 对SCED摇摆架-软弱底层框架进行受力性能分析， 初步推导出预应力钢绞线和装配式屈曲支撑(BRB)的设计计算方法； 并建立有限元模型对比研究未加固、 SCED摇摆架加固、 ED摇摆架加固和纯摇摆架加固的抗震性能， 为软弱底层框架的摇摆架加固设计提供一种参考.

1 SCED摇摆架的构造及布置形式

SCED摇摆架的构造示意图如图1所示. 摇摆架底部利用工字型钢凹槽， 两侧各布置2个由防屈曲耗能芯材、 填充板和外约束盖板装配而成……