本实用新型专利技术公开了一种屈曲约束支撑和普通支撑相组合的支撑结构体系，包括设置在高层建筑中且均呈“人”字形的屈曲约束支撑和普通支撑，在0.9倍及以下房屋高度处全部设置为屈曲约束支撑，在0.9倍以上房屋高度处全部设置为普通支撑；其中，屈曲约束支撑在0.75倍至0.9倍房屋高度处的芯材截面积均为A，屈曲约束支撑在0.6倍至0.75倍房屋高度处的芯材截面积均为B，则A比B小28-36%。采用上述结构后，能根据承担的楼层剪力来优选屈曲约束支撑的芯材截面面积，能使屈曲约束支撑能够成为主要的耗能构件，相应地确保结构其余部件的安全，提高结构的整体抗震能力；同时能节省造价，利于屈曲约束支撑的应用与推广。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及高层建筑中使用的一种支撑结构，特别是一种屈曲约束支撑和普通支撑相组合的支撑结构体系。
技术介绍
自2008年汶川地震以来，我国相继发生了很多地震，这些地震对人民生命财产造成了极大的损失。传统抗震结构及其设计方法主要依靠结构构件的塑性变形来消耗地震能量，强震时结构将产生难以修复的破坏甚至倒塌。基于此，工程减震控制技术应运而生，其中的一项应用就是屈曲约束支撑。屈曲约束支撑的主要作用是在地震作用下，由屈曲约束支撑进行大量耗能，以保护其他主体结构尽量少的受到破坏。屈曲约束支撑受压时可屈服而不屈曲，因此克服了普通支撑易受压屈曲的缺点，在地震时有很好的耗能能力和延性。在地震作用后，只需更换已损坏的屈曲约束支撑即可，这样就大大降低了震后的维修费用。但是，屈曲约束支撑的造价远高于普通支撑，这也大大制约了屈曲约束支撑的应用与推广。因此，本技术提出一种利用屈曲约束支撑进行优化设计的结构，最大程度应用屈曲约束支撑进行耗能，以保护其他主体结构尽量少的受到破坏，但又可不全部采用屈曲约束支撑，用以降低造价，同时确保结构良好的抗震性能。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种屈曲约束支撑和普通支撑相组合的支撑结构体系，该支撑结构体系能根据承担的楼层剪力来优选屈曲约束支撑的芯材截面面积，能使屈曲约束支撑能够成为主要的耗能构件，相应地确保结构其余部件的安全，提高结构的整体抗震能力；同时能节省造价，利于屈曲约束支撑的应用与推广。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种屈曲约束支撑和普通支撑相组合的支撑结构体系，包括设置在高层建筑中且均呈“人”字形的屈曲约束支撑和普通支撑，在0.9倍及以下房屋高度处全部设置为屈曲约束支撑，在0.9倍以上房屋高度处全部设置为普通支撑；其中，屈曲约束支撑在0.75倍至0.9倍房屋高度处的芯材截面积均为A，屈曲约束支撑在0.6倍至0.75倍房屋高度处的芯材截面积均为B，则A比B小28-36%。所述普通支撑为圆钢管。位于0.9倍以上房屋高度处普通支撑的截面积均为E，且E=A。所述屈曲约束支撑在0.3倍至0.6倍房屋高度处的芯材截面积均为C，在0.3倍及以下房屋高度处的芯材截面积均为D，则D、C和B逐渐递减，递减的比例在25-35%之间。本技术采用上述结构后，具有如下有益效果：1、根据承担的楼层剪力来优选屈曲约束支撑的芯材截面面积，可以使屈曲约束支撑能够成为主要的耗能构件，相应地确保结构其余部件的安全，提高结构的整体抗震能力。2、通过罕遇地震作用下的弹塑性时程分析将未屈服的屈曲约束支撑替换为普通支撑，这样既可以节省造价，又能确保对结构没有不良影响。3、结构简便，也更利于屈曲约束支撑的应用与推广。附图说明图1是本技术一种屈曲约束支撑和普通支撑相组合的支撑结构体系的结构示意图。其中有：1.屈曲约束支撑；2.钢柱；3.钢梁；4.普通支撑。具体实施方式下面结合附图和具体较佳实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1所示，以一个楼层层数为34层，总高为153米的高层建筑为例，进行说明。上述高层建筑，跨度取4.0米，层高H取4.5米，共34层，总高153米。屈曲约束支撑1或普通支撑4布置在钢柱2和钢梁3之间，且均呈“人”字形。上述钢柱采用600x600x34方钢管，钢梁采用H900x400x14x30，普通支撑均优选为圆钢管。一种屈曲约束支撑的优化设计方法，包括如下步骤：步骤1，普通支撑选择：普通支撑选择时，普通支撑的刚度需满足小震、风荷载作用下的弹性设计要求。经计算设计，1~10层，也即0.3倍及以下房屋高度处，普通支撑采用400x16圆钢管，其截面面积19302mm2；10~23层，0.3倍至0.6倍房屋高度处，普通支撑采用350x12圆钢管，其截面面积12742mm2；23~34层，也即0.6倍以上房屋高度处，普通支撑采用300x10圆钢管，其截面面积9111mm2。步骤2，屈曲约束支撑选择：屈曲约束支撑选择时，需对屈曲约束支撑的刚度和芯材截面面积两个方面进行考虑。刚度方面，按照与步骤1中选择的普通支撑等刚度原则进行选择。芯材截面面积方面，按照分配承担的楼层剪力进行选择。芯材截面面积与所分配承担的楼层剪力呈正比，分配承担的楼层剪力越小，芯材截面面积也越小。在步骤中，削减剪力较小处，也即0.75倍以上房屋高度处屈曲约束支撑的芯材截面面积。具体为：选择A、B、C、D四种规格的屈曲约束支撑，D、C、B、A的芯材截面面积逐渐递减；其中，D布置在0.3倍及以下房屋高度处；C布置在0.3倍至0.6倍房屋高度处；B布置在0.6倍至0.75倍房屋高度处；A布置在0.75倍以上房屋高度处。D、C、B、A的芯材截面面积逐渐递减的递减比例在25-36%之间。由于普通支撑会屈曲的特性，使得设计时需要选取的截面面积较大，这也会导致按照普通支撑等刚度选择的屈曲约束支撑刚度太强，如果不削减剪力较小处（如0.6~0.9倍房屋高度处）屈曲约束支撑的芯材截面面积，反而会因为屈曲约束支撑刚度太强地震时不进入屈服状态进行耗能，导致梁、柱等其它结构构件耗能而损坏，屈曲约束支撑起不到牺牲自己保护其它构件的目标。而根据承担的楼层剪力来优选屈曲约束支撑的芯材截面面积，并削减剪力较小处（如0.6~0.9倍房屋高度处）屈曲约束支撑的芯材截面面积，能够使屈曲约束支撑能够成为主要的耗能构件，相应地确保结构其余部件的安全，提高结构的整体抗震能力，同时实现震后易修复的目标。例如在本实施例中，将26~34层的屈曲约束支撑的芯材截面面积A由9111mm2减小为6000mm2，其余不变，也即1~10层，也即0.3倍及以下房屋高度处，屈曲约束支撑芯材截面面积采用D=19302mm2；10~23层，也即0.3倍至0.6倍房屋高度处，屈曲约束支撑芯材截面面积C=12742mm2，23~26层，也即0.6倍至0.75倍房屋高度处，屈曲约束支撑芯材截面面积B=9111mm2。步骤3，屈曲约束支撑布置：在各个楼层中全部用屈曲约束支撑布置成呈“人”字形的屈曲约束支撑支撑结构体系。在本实施例中，采用弹塑性时程分析法校核中震和大震作用下框架-屈曲约束支撑结构体系的弹塑性变形和消能机制；结果表明在大震作用下，31~34层（也即0.9倍以上房屋高度处）的屈曲约束支撑不屈服。步骤4，普通支撑布置：采用弹塑性时程分析法，对步骤3中的屈曲约束支撑支撑结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种屈曲约束支撑和普通支撑相组合的支撑结构体系，其特征在于：包括设置在高层建筑中且均呈“人”字形的屈曲约束支撑和普通支撑，在0.9倍及以下房屋高度处全部设置为屈曲约束支撑，在0.9倍以上房屋高度处全部设置为普通支撑；其中，屈曲约束支撑在0.75倍至0.9倍房屋高度处的芯材截面积均为A，屈曲约束支撑在0.6倍至0.75倍房屋高度处的芯材截面积均为B，则A比B小28‑36%。
【技术特征摘要】
1.一种屈曲约束支撑和普通支撑相组合的支撑结构体系，其特征在于：包括设置在高
层建筑中且均呈“人”字形的屈曲约束支撑和普通支撑，在0.9倍及以下房屋高度处全部设
置为屈曲约束支撑，在0.9倍以上房屋高度处全部设置为普通支撑；其中，屈曲约束支撑在
0.75倍至0.9倍房屋高度处的芯材截面积均为A，屈曲约束支撑在0.6倍至0.75倍房屋高度
处的芯材截面积均为B，则A比B小28-36%。
2.根据权利要求1所述的屈曲约束支撑和普通支撑相组合的支撑结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱一峰，刘畅，都磊，任伟滨，张林晨，闫青松，陈蕾，叶瑛，孔秀珍，
申请(专利权)人：江苏省城市规划设计研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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