带延性铸件的屈曲约束支撑钢框架抗倒塌能力评估

《Scientific Reports》：Collapse-resistant capacity evaluation of buckling-restrained braced steel frames with ductile castings

　　采用延性铸件的防屈曲支撑钢框架是一种新型延性结构体系，该体系分别采用螺栓连接的延性铸件和制作式防屈曲支撑来替代传统的焊接节点板和支撑杆件。该体系消除了节点处的焊接残余应力，提高了支撑的塑性变形能力和结构的低周疲劳寿命，并使震后快速修复成为可能。为评估采用延性铸件的防屈曲支撑钢框架（CBRBSF）的抗倒塌性能，本文提出了一种基于梁单元、壳单元和杆单元的简化数值分析方法，并据此设计了一个具有理想屈服机制的12层CBRBSF模型。采用增量动力分析方法研究了该结构在近场和远场地面运动下的地震易损性。定量计算了抗震倒塌裕度比（ACMR），并与传统防屈曲支撑框架进行了对比分析。结果表明，该简化数值模型具有较高的计算精度，能够在降低计算成本的同时准确捕捉CBRBSF的力学响应。此外，所设计的CBRBSF实现了理想的屈服与耗能模式。其在近场和远场地震下的倒塌概率不超过5%，对应的ACMR满足FEMA P695规定的评定标准。另外，与传统防屈曲支撑框架相比，CBRBSF表现出明显更优的延性和抗倒塌裕度，具有充足的安全冗余。