当前的世界环境

介绍

横向承载系统应具有保存和控制建筑物的横向变形所需的刚度和强度水平。

建筑物的横向变形的增加不仅导致对结构元素造成的损害的增加，而且威胁到稳定性和故事机制。同心支撑的框架系统是最常见的横向承载系统之一。根据其对横向载荷的抵抗力：同心支撑框架（CBF）系统和特殊的同心支撑框架（SCBF）系统，有两种类型的该系统。SCBF系统在CBF系统上的主要优点是它们能够吸收大型非线性变形和衰减的能力。与雪佛龙框架相比，（图1）中所示的特殊同心支撑框架（拉链）展示了更好的地震性能（图2）。

图1:拉链支撑框架失效机理 点击此处查看数字

图2:人字形支撑框架破坏机理 点击此处查看数字

为了减少柔软故事的形成机会，并使用雪佛龙框架获得稳定的非弹性地震响应（图3），建议将拉链柱添加到支架和梁之间的连接处。拉链柱被添加到树文支撑框架中，以同时屈曲所有压缩支架和屈服的所有拉伸括号。结果，浪费了大量的能量。

图3：带有雪佛龙支撑的钢架（逆v） 点击此处查看数字

拉链支撑框架简介

1988年，为了解决V形支撑(逆V)的抗震缺陷，防止软层的形成，Khatib等人推荐使用拉链柱(图4)。拉链柱垂直连接，并与楼板梁垂直(90度)。这些柱可以将由一层支撑受压构件屈曲引起的不平衡力传递给上层支撑(图5)。因此，压缩支撑表现出屈曲和拉伸支撑流动。这导致了在结构倒塌之前所有支撑的整体失效机制的发展。2004年,杨。[2]引入了悬浮拉链框架的概念(图6)。为了创建这样的框架，屋顶的支撑构件被设计成在所有支撑构件的屈曲和屈服后保持弹性。2007年，杨建议通过将屋顶楼板侧力(相当于地震力)乘以2来防止屋顶支撑的屈曲。

图4：雪佛龙支撑框架的机制（柔软故事的形成） 点击此处查看数字

图5:拉链框架机构沿框架高度 点击此处查看数字

图6:悬挂式拉链支撑框架 点击此处查看数字

拉链框架漂移性能分析

根据前人[3]的研究，与人字形支撑框架不同，拉链支撑框架的层间漂移在高度上的分布是均匀的。v形支撑框架的缺点之一是在高层结构，特别是高层结构中，层间漂移的不受控制的增加。由于拉链框架不存在这个问题，因此可以得出结论，拉链框架是chevron框架的合适替代品。在地震活动度高的地区，为了控制人字形支撑框架引起的层间横向漂移，可以采用拉链支撑框架。根据研究结果，使用拉链支撑框架的可接受高度为54米(app. 15层)。

拉链框架延展性性能分析

根据先前的研究[4]，延展性是组成部分，材料，连接部件或结构承受非弹性变形的能力，具有可接受的刚度和强度。由于一些经济原因，许多结构旨在在强烈地震下显示非弹性行为。地震振动的响应光谱取决于结构中的能量耗散水平。结构中的能量耗散也是它们通过延性变形吸收和废物能力的功能。具有较小截面区域的结构表明了更多的延展性，因为最大变形产生了大的能量耗散能力。因此，较大区域的延展性水平是轻微的，刚性系数较大，并且能量耗散能力是微不足道的。拉链支撑系统提供最高水平的容量和延展性。

同心支撑框架的地震弱性是在第一次屈曲后的抗压强度的降低。支撑能量吸收/耗散能力的行为有两个重要的尺寸;延性和失败行为。

常规和不规则拉链支撑框架的性能分析

根据前人的研究[5]，拉链支撑框架的能量吸收和耗散高于人字形框架。常规拉链框架的能量吸收和耗散水平也高于不规则框架。随着高度的增加，拉链支撑系统与使用规则和不规则框架的人字形支撑系统之间的能量吸收差异减小。在低层结构中，不规则框架引起的漂移小于规则框架。然而，随着高度的增加，比例变化和漂移在常规帧下降。规则框架在远场区域的能量吸收/耗散水平高于近场区域。

拉链架的行为因素分析

研究结果表明，行为因素随着故事数量的增加而下降。此外，性能因子是主振荡周期和作用在结构上的荷载的函数。由于在线性条件下拉链柱没有作用，所以钩形框架和拉链框架的弹性行为是相似的。拉链支撑框架的延性、过强系数和延性系数都高于人字形框架，因为与人字形框架相比，拉链框架会导致更大的顶板在破坏边缘的漂移。拉链框的行为因子也总是大于人字形框。在相应的规范中，对具有特殊延性的特殊同心支撑框架提出的性能系数为6 (R=6)。然而，对于高层建筑来说，这是一种低估。计算结果表明，拉链支撑框架和人字形支撑框架的受力因子分别为app. 5.62和4.38。中心支撑框架结构层数的增加会导致结构延性和性能因子的降低。换句话说，这些框架的使用限制在一定的高度和混合系统应使用随着楼层数量的增加。

拉链支撑框架的主要缺点

拉链支撑框架的主要缺点是，随着故事的数量增加，最高楼层的括号部分的尺寸增长以保持其弹性功能。这是这种支撑系统的最大缺点之一。该支撑系统的其他一些缺点包括以下内容：

1. 地震行为的高度相关变化
2. 沿着支撑架高度的牙套软体故障机制的未知顺序
3. 对不同模式的未知反应导致缺乏关于拉链柱引起的力的类型的知识（压缩或拉伸力）

由于这些因素，层数和支撑构件的最小强度是该系统使用的约束条件。

结论

1. 由于受力集中在某一层，CBF框架容易形成软层。因此，对于人字形框架的地震修复，最好的解决方案是使用拉链柱，必须变成拉链框架。
2. 在拉链支撑框架中，所有支撑沿建筑高度同时屈曲，导致结构破坏分布均匀。
3. 拉链柱根据第一弯曲支撑的位置演示压缩或拉伸行为。如果第一支撑位于最低楼层，则拉链柱显示拉伸行为。然而，当弯曲的支撑位于最高楼层时，拉链柱展示了压缩行为。
4. 增加支撑框架的跨度，有效地提高了拉链支撑框架的抗震性能。
5. 与所得行为因子（5.62）相比，SCBFS（R = 6）的适当代码中提出的行为因子不是保守的，特别是对于高层结构。
6. 拉链支撑框架的耗能量大于人字形支撑框架。
7. 与人字形支撑框架不同，使用拉链支撑框架，结构高度的层间漂移分布是均匀的。

1. 哈提卜，马欣，s.a.，皮斯特，k.s.。同心钢框架的地震行为．报告说明。UCB / EERC-88/01。伯克利:地震工程研究中心．加州大学(1988)
2. 杨晨，博士论文:带拉链支柱的同心支撑框架的分析与试验研究，（2008）
3. Razavi Mojtaba, Sheidayi, Muhammadreza，和Tariverdiloo, Saeed。采用拉链构件改善人字形支撑框架的抗震性能．硕士论文，乌尔米亚大学，乌尔米亚，(2010)
4. Shiravand,艾哈迈德,新型钢支撑加固钢筋混凝土框架的抗震评估．第一届全国土木工程材料与新型结构学术会议，工业高技术高等教育大学，2013年2月
5. Amini，Mehran和Alirezayi，Mahdi（2013）。评估规则和不规则拉链支撑框架的非线性行为对雪佛龙支撑框架．土木工程与建筑国际会议，伊斯兰阿扎德塔德大学（2014年2月）
6. razabi，mojtaba，sheayii，穆罕默德雷扎和塔里利兹，赛德。拉链支撑框架的受力系数计算．硕士论文，乌尔米亚大学，乌尔米亚，(2010)