帶延性增強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)的屈曲約束支撐鋼框架的抗地震倒塌能力

何金洲 呂大剛，2，3 賈明明，2，3?

（1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150090；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)結(jié)構(gòu)工程災(zāi)變與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150090；3.哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程智能防災(zāi)減災(zāi)工業(yè)與信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150090）

屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)（Buckling-Restrained Braced Frame，BRBF）是常用的結(jié)構(gòu)類型之一，由于其整體延性好，因此具備優(yōu)良的抗震性能。但是，工程實(shí)踐表明，地震作用下屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)容易發(fā)生梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞，且結(jié)構(gòu)中構(gòu)件損傷分布不均勻，結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞時(shí)大量延性構(gòu)件依然完好甚至處于彈性階段，材料延性沒(méi)有得到充分利用，結(jié)構(gòu)滯回延性沒(méi)有充分發(fā)揮，造成巨大的浪費(fèi)；同時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)破壞后極易倒塌。為研發(fā)具有良好抗震性能的鋼結(jié)構(gòu)梁柱延性節(jié)點(diǎn)形式，國(guó)內(nèi)外研究者進(jìn)行了大量研究，相關(guān)研究均表明通過(guò)合理的延性構(gòu)造措施，可以顯著提高節(jié)點(diǎn)抗震性能，其中狗骨節(jié)點(diǎn)、上翼緣連接節(jié)點(diǎn)是比較好的選擇［1-10］。

針對(duì)延性連接節(jié)點(diǎn)鋼框架結(jié)構(gòu)，Prinz等［11］提出了設(shè)置上翼緣連接節(jié)點(diǎn)的偏心屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)，并對(duì)其抗震性能進(jìn)行了分析。Ghowsi等［12］對(duì)設(shè)置上翼緣連接節(jié)點(diǎn)的倒V型和X型屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了分析。孫良君［13］采用試驗(yàn)和有限元方法對(duì)翼緣削弱型節(jié)點(diǎn)鋼框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明翼緣削弱型節(jié)點(diǎn)可以避免梁柱節(jié)點(diǎn)發(fā)生脆性破壞，提高了結(jié)構(gòu)延性和抗震性能。董建莉［14］對(duì)翼緣削弱型節(jié)點(diǎn)鋼框架進(jìn)行了研究，該結(jié)構(gòu)中延性節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了梁端塑性鉸外移，保護(hù)了梁柱節(jié)點(diǎn)，研究表明延性節(jié)點(diǎn)提高了結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)良的抗震性能。李坤［15］提出了一種新型可修復(fù)的裝配式鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，并基于有限元方法對(duì)采用此節(jié)點(diǎn)的鋼框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。

目前，對(duì)狗骨節(jié)點(diǎn)和上翼緣連接節(jié)點(diǎn)鋼框架結(jié)構(gòu)的研究主要集中在節(jié)點(diǎn)及其鋼框架的抗震性能方面；針對(duì)屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)采用狗骨節(jié)點(diǎn)或上翼緣連接節(jié)點(diǎn)后，其結(jié)構(gòu)整體延性及抗地震倒塌能力是否得到有效改善、結(jié)構(gòu)整體延性與倒塌裕度比之間的關(guān)系等的研究較少。有鑒于此，本研究提出了屈曲約束支撐-延性節(jié)點(diǎn)鋼框架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)梁端設(shè)置延性節(jié)點(diǎn)（分別為削弱梁翼緣節(jié)點(diǎn)及上翼緣連接節(jié)點(diǎn)），可以解決屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)局部延性不匹配問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體延性與結(jié)構(gòu)中延性構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)的局部延性相互協(xié)調(diào)，從而提高結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力。文中，首先建立了屈曲約束支撐-延性節(jié)點(diǎn)鋼框架結(jié)構(gòu)的有限元分析模型，并對(duì)模型的準(zhǔn)確性和可靠性進(jìn)行驗(yàn)證；然后，對(duì)比分析了傳統(tǒng)剛性節(jié)點(diǎn)、狗骨節(jié)點(diǎn)及上翼緣連接節(jié)點(diǎn)屈曲約束支撐-鋼框架結(jié)構(gòu)的整體延性與結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力；最后，基于倒塌裕度比分析了結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力與結(jié)構(gòu)延性的關(guān)系。

1 基于OpenSEES的屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)有限元建模與整體延性分析

本研究采用文獻(xiàn)［16］中的9層Benchmark鋼框架模型。在該模型中，梁所用鋼材為美國(guó)A36鋼，梁截面（高×寬×腹板厚度×翼緣厚度；單位：mm）依次為第一層到第二層915×305×16.5×25.9、第三層到第六層903×304×15.2×20.1、第七層753×265×13.2×17、第 八 層678×253×11.7×16.3、第 九 層603×228×10.5×14.9；柱所用鋼材為美國(guó)A588鋼，柱子截面（高×寬×腹板厚度×翼緣厚度；單位：mm）從下到上分別為497×432×55×88、483×427×51×81、455×418×42×67、425×409×32×52、416×406×29×48，分別在第二層、第四層、第六層、第八層的1.83m高度處變截面。

該結(jié)構(gòu)模型第一層層高5.49m，第二到第九層每層層高3.96 m，每榀5跨，每跨跨度相等，均為9.15m。地面以上結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量為9.00×106kg，第一層質(zhì)量為1.01×106kg，第二到八層每層質(zhì)量為9.89×105kg，第九層質(zhì)量為1.07×106kg。該結(jié)構(gòu)的俯視圖與正視圖如圖1所示。

圖1 9層Benchmark鋼框架模型（單位：mm）Fig.1 Nine-story Benchmark steel frame（Unit：mm）

本研究基于OpenSEES對(duì)上述9層Benchmark鋼框架模型進(jìn)行2維平面建模，取南北方向一榀框架，屈曲約束支撐采用圖2所示的單斜支撐布置方式，各層屈曲約束支撐總的抗側(cè)剛度與該層鋼框架層剛度的比值均為1。設(shè)置剛性節(jié)點(diǎn)、3種不同削弱深度RBS（Reduced Beam Section Connections）狗骨節(jié)點(diǎn)與1種TFBS（Top-Flange Beam Splices Connections）上翼緣連接節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)分別命名為BRBF、

圖2 屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)立面圖（單位：mm）Fig.2 Elevation of BRBF（Unit：mm）

BRBF-RBSS、BRBF-RBSM、BRBF-RBSL、BRBFTFBS，其中BRBF表示屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)，RBS表示狗骨節(jié)點(diǎn)（最后一個(gè)字母表示狗骨削弱深度），TFBS表示上翼緣連接節(jié)點(diǎn)。延性節(jié)點(diǎn)設(shè)置在BRBF結(jié)構(gòu)1、2、4、5跨梁上左右兩端。延性節(jié)點(diǎn)BRBF梁、柱的鋼材強(qiáng)度和截面尺寸與9層Bench-mark鋼框架相同，除延性節(jié)點(diǎn)外，其他位置的梁柱節(jié)點(diǎn)為剛接。

對(duì)結(jié)構(gòu)延性節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，狗骨節(jié)點(diǎn)、上翼緣連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如圖3、圖4所示。

圖3 RBS狗骨節(jié)點(diǎn)示意圖Fig.3 Diagram of RBS connection

圖4 TFBS上翼緣連接節(jié)點(diǎn)示意圖Fig.4 Diagram of TFBS connection

狗骨節(jié)點(diǎn)翼緣削弱方式依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017—2017）［17］的規(guī)定確定。上翼緣連接節(jié)點(diǎn)縫隙尺寸根據(jù)文獻(xiàn)［10］的建議進(jìn)行計(jì)算，在與柱相連的短梁段的腹板、下翼緣開(kāi)橢圓長(zhǎng)孔，與其相連的連接板也開(kāi)長(zhǎng)槽孔。在水平力作用下，螺栓可以在長(zhǎng)槽孔里滑動(dòng)，滑動(dòng)范圍滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層間位移角的要求。上翼緣連接節(jié)點(diǎn)的上翼緣連接板承受軸力和剪力，腹板連接板和下翼緣連接板抵抗彎矩和剪力。各結(jié)構(gòu)每層1、2、4、5跨的梁兩端采用相同的節(jié)點(diǎn)，其中：a表示狗骨節(jié)點(diǎn)削弱起始點(diǎn)至柱面的距離，b表示狗骨節(jié)點(diǎn)的削弱長(zhǎng)度，c表示狗骨節(jié)點(diǎn)的削弱深度；wgap表示上翼緣連接節(jié)點(diǎn)的縫隙寬度。狗骨節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)第1-6層a=160mm、第7-8層a=140 mm、第9層a=120 mm，第1-6層b=600 mm、第7-9層b值分 別為500、450、400 mm；BRBFRBSS結(jié) 構(gòu) 第1-8層c=40 mm、第9層c=30 mm；BRBF-RBSM結(jié) 構(gòu) 第1-6層c=60 mm、第7-8層c=50 mm、第9層c=45mm；BRBF-RBSL結(jié)構(gòu)第1-6層c=65 mm、第7-8層c=60 mm、第9層c=55 mm。BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)第1-6層wgap=66 mm、第7-9層wgap值分別為55、50、42mm。

Prinz等［10］進(jìn)行了梁上翼緣連接節(jié)點(diǎn)擬靜力試驗(yàn)，本研究以文獻(xiàn)［10］中試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證文中建立上翼緣連接節(jié)點(diǎn)有限元模型所采用的方法的合理性。文獻(xiàn)［10］中試驗(yàn)試件如圖5所示，有限元模型中的梁柱截面及節(jié)點(diǎn)尺寸選取與試驗(yàn)中試件采用的實(shí)際尺寸一致，基于ABAQUS的有限元模型中梁、柱和屈曲約束支撐均采用S4R殼單元模擬，節(jié)點(diǎn)試件材料的相應(yīng)參數(shù)按照試驗(yàn)選取。有限元分析時(shí)加載制度與文獻(xiàn)［10］中試驗(yàn)一致。上翼緣連接節(jié)點(diǎn)采用一定程度的簡(jiǎn)化方式：不考慮螺栓滑移，將上翼緣連接節(jié)點(diǎn)的梁腹板與其兩側(cè)連接板采用Tie綁定，同時(shí)為了考慮節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，將試驗(yàn)結(jié)構(gòu)上翼緣連接節(jié)點(diǎn)的梁上、下翼緣連接板去掉，即不考慮連接板的約束作用。按照上述建模方法得到的有限元模型如圖6所示。

圖5 試驗(yàn)試件［10］Fig.5 Test specimen［10］

圖6 上翼緣連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)ABAQUS有限元分析模型Fig.6 ABAQUS finite element model of the structure with TFBS connection

依據(jù)文獻(xiàn)［10］中得到的上翼緣連接節(jié)點(diǎn)試件擬靜力試驗(yàn)結(jié)果及基于ABAQUS有限元模型的分析結(jié)果，驗(yàn)證文中建立上翼緣連接節(jié)點(diǎn)OpenSEES有限元建模方法的合理性。OpenSEES有限元模型中梁柱截面、節(jié)點(diǎn)尺寸選取與文獻(xiàn)［10］中試驗(yàn)試件采用的實(shí)際尺寸一致。采用的材料相應(yīng)參數(shù)按照原試驗(yàn)選取，加載制度與原試驗(yàn)一致。

采用OpenSEES中基于位移的非線性梁柱單元來(lái)模擬上翼緣連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，并賦予對(duì)應(yīng)的纖維截面。采用與ABAQUS模型相同的幾何模型，模擬文獻(xiàn)［10］中上翼緣連接節(jié)點(diǎn)中梁軸力與節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。

將試驗(yàn)結(jié)果及其ABAQUS和OpenSEES有限元分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如圖7所示?？梢缘贸?，基于文中建模原則建立的OpenSEES有限元模型的模擬結(jié)果與文獻(xiàn)［10］的試驗(yàn)結(jié)果及ABAQUS模擬結(jié)果均吻合較好，表明文中建立的OpenSEES有限元模型具有較高的精準(zhǔn)性和可靠性。這種基于OpenSEES的有限元建模方法適用于上翼緣連接節(jié)點(diǎn)的數(shù)值模擬分析，對(duì)于不同類型的上翼緣連接節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)改變有限元模型的具體細(xì)節(jié)，進(jìn)而參考上述建模方法完成OpenSEES建模。

圖7 ABAQUS有限元模擬結(jié)果及試驗(yàn)結(jié)果與OpenSEES有限元模擬結(jié)果的對(duì)比Fig.7 Comparison of ABAQUS finite element analysis results，experimental results and OpenSEES finite element analysis results

采用OpenSEES中基于位移的非線性梁柱單元來(lái)模擬狗骨節(jié)點(diǎn)。按照削弱長(zhǎng)度采用一個(gè)單元模擬狗骨節(jié)點(diǎn)，對(duì)該節(jié)點(diǎn)非線性梁柱單元分別賦予對(duì)應(yīng)的纖維截面，建立的狗骨節(jié)點(diǎn)有限元模型的截面組成示意圖如圖8所示。

圖8 狗骨節(jié)點(diǎn)有限元模型的截面組成Fig.8 Cross section of finite element model of the RBS connection

本研究采用倒三角側(cè)向分布力進(jìn)行結(jié)構(gòu)Pushover分析，不同削弱深度的狗骨節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、上翼緣連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和剛性節(jié)點(diǎn)屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的Pushover曲線如圖9所示。

圖9 不同結(jié)構(gòu)的Pushover曲線Fig.9 Pushover curves of different structures

延性是反映結(jié)構(gòu)屈服后塑性變形能力和耗能能力的重要指標(biāo)，一般以延性系數(shù)μ（即極限位移Δu與屈服位移Δy之比來(lái)衡量），其中結(jié)構(gòu)的Δu取Pushover曲線下降段中結(jié)構(gòu)基底剪力下降到85%峰值基底剪力時(shí)對(duì)應(yīng)的位移，與基于能量法確定的結(jié)構(gòu)屈服位移的比值即為結(jié)構(gòu)的整體延性。通過(guò)計(jì)算可知，BRBF結(jié)構(gòu)的整體延性為3.49，BRBF-RBSS、BRBFRBSM、BRBF-RBSL結(jié)構(gòu)的整體延性分別為3.84、3.93、4.52，BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)的整體延性為6.23。

2 延性節(jié)點(diǎn)屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力分析

FEMA P695給出了22組（44條）遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)記錄，本研究從上述44條地震動(dòng)中選取了22條（每組中選取PGV較大的一條），地震動(dòng)的詳細(xì)信息參考FEMA P695［18］附錄A和PEER NGA數(shù)據(jù)庫(kù)［19］。地震動(dòng)記錄的選取準(zhǔn)則主要考慮場(chǎng)地類別、場(chǎng)地震級(jí)、地震動(dòng)譜加速度Sa和峰值加速度PGA等因素。各條地震動(dòng)的反應(yīng)譜如圖10所示，橫坐標(biāo)為周期，縱坐標(biāo)為5%阻尼比對(duì)應(yīng)的譜加速度（Sa，5%）。

圖10 各條地震波的反應(yīng)譜與設(shè)計(jì)地震反應(yīng)譜Fig.10 Response spectra of all the ground motions and the design earthquake spectrum

文中采用IDA方法分析結(jié)構(gòu)整體延性變化對(duì)結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的影響。圖11為BRBF、BRBFRBSS、BRBF-RBSM、BRBF-RBSL、BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)的IDA曲線，其中橫坐標(biāo)為結(jié)構(gòu)最大層間位移角θmax，縱坐標(biāo)為5%阻尼比對(duì)應(yīng)的譜加速度（Sa，5%）。

由圖11可見(jiàn)，相比于剛性節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，上翼緣連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、狗骨節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的倒塌點(diǎn)對(duì)應(yīng)的譜加速度值顯著增大，說(shuō)明幾種延性節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力增加。這主要是由于梁兩端設(shè)置削弱梁翼緣節(jié)點(diǎn)及上翼緣連接節(jié)點(diǎn)，可以將梁端塑性鉸向梁跨中移動(dòng)，保護(hù)了節(jié)點(diǎn)區(qū)域，使得梁柱節(jié)點(diǎn)較晚發(fā)生破壞，提高結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的局部延性，使其與高延性的屈曲約束支撐有很好的延性匹配，發(fā)揮出屈曲約束支撐的高延性，這樣可以使結(jié)構(gòu)具備更好的延性變形能力和抗地震倒塌能力。

圖11 不同結(jié)構(gòu)IDA曲線及其倒塌點(diǎn)Fig.11 IDA curves of different structures and their collapse spectral acceleration values

3 基于倒塌裕度比的結(jié)構(gòu)體系抗倒塌能力評(píng)價(jià)

基于倒塌裕度比，評(píng)價(jià)不同延性節(jié)點(diǎn)的屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力，并分析結(jié)構(gòu)延性變化對(duì)抗地震倒塌能力的影響。

本研究選用譜加速度Sa，5%作為結(jié)構(gòu)易損性曲線參數(shù)。從圖11的IDA曲線中獲得BRBF、BRBFRBSS、BRBF-RBSM、BRBF-RBSL和BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)體系倒塌點(diǎn)，通過(guò)對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)擬合，得到不同結(jié)構(gòu)的倒塌易損性曲線如圖12所示，不同結(jié)構(gòu)的倒塌易損性函數(shù)中位值如表1所示。

圖12 不同結(jié)構(gòu)的倒塌易損性曲線及中位值Fig.12 Collapse fragility curves and median values of different structures

由圖12可見(jiàn)，BRBF-RBSS、BRBF-RBSM、BRBFRBSL和BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)的倒塌易損性曲線均位于BRBF結(jié)構(gòu)的倒塌易損性曲線之下，說(shuō)明在同一水平的地震作用下，設(shè)置狗骨節(jié)點(diǎn)、上翼緣連接節(jié)點(diǎn)的BRBF結(jié)構(gòu)體系的倒塌概率更小。幾種延性節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)倒塌易損性曲線相交，說(shuō)明在更高強(qiáng)度地震作用下，與BRBF-RBSS、BRBF-RBSL與BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)相比，BRBF-RBSM結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)局部延性表現(xiàn)略低，更易發(fā)生失效，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌。

從易損性的角度來(lái)看，與BRBF結(jié)構(gòu)相比，BRBF-RBSS、BRBF-RBSM、BRBF-RBSL、BRBFTFBS結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力中位值分別增加了22%、32.6%、28%、25.3%，這表明本研究提出的狗骨節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、上翼緣連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)具有更好的抗地震倒塌能力，這從易損性的角度驗(yàn)證了前文增量動(dòng)力分析得出的結(jié)論。

得到上述倒塌易損性曲線后，可以計(jì)算出幾種結(jié)構(gòu)的倒塌裕度比（Collapse Margin Ratio，CMR）。結(jié)構(gòu)倒塌裕度比為倒塌易損性曲線上50%倒塌概率所對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)強(qiáng)度值（Sa，T1，50%）與抗震規(guī)范中罕遇地震下結(jié)構(gòu)第一周期對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)譜加速度（Sa，T1，大震）的比值。

根據(jù)FEMA P695的建議，本研究采用CMR作為量化指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力。文中研究的幾種結(jié)構(gòu)體系均按照9度設(shè)防設(shè)計(jì)，由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011—2010）確定幾種結(jié)構(gòu)的Sa，T1，大震如表1所示。

表1列出了幾種結(jié)構(gòu)的倒塌裕度比計(jì)算值，定量地評(píng)價(jià)了結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力。在倒塌概率為50%時(shí)，BRBF結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的5%阻尼比譜加速度（倒塌易損性函數(shù)中位值）Sa，T1，50%=3g，可得此時(shí)的CMR=5.33；BRBF-RBSS結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的5%阻尼比譜加速度Sa，T1，50%=3.66g，可得此時(shí)的CMR=6.55；BRBF-RBSM結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的5%阻尼比譜加速度Sa，T1，50%=3.98g，可 得 此 時(shí) 的CMR=7.17；BRBFRBSL結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的5%阻尼比譜加速度Sa，T1，50%=3.84g，可得此時(shí)的CMR=6.96；BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的5%阻尼比譜加速度Sa，T1，50%=3.76g，可得此時(shí)的CMR=6.96。與BRBF結(jié)構(gòu)相比，BRBF-RBSS、BRBF-RBSM、BRBF-RBSL和BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)的倒塌裕度比（CMR）分別提高了22.5%、34%、30.1%、30.1%。這表明，與傳統(tǒng)剛性節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)相比，狗骨節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、上翼緣連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力更高。

表1 不同結(jié)構(gòu)整體延性與結(jié)構(gòu)倒塌裕度比的關(guān)系Tab.1 Relationship between the global ductilities and the collapse margin ratios of different structures

由表1可知，隨著剛性節(jié)點(diǎn)、狗骨節(jié)點(diǎn)、上翼緣連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)整體延性的增加，結(jié)構(gòu)倒塌裕度比也隨之增加。這主要是由于梁兩端設(shè)置狗骨節(jié)點(diǎn)及上翼緣連接節(jié)點(diǎn)，使結(jié)構(gòu)具備更好的延性變形能力，提高了結(jié)構(gòu)的整體延性、倒塌裕度比和抗地震倒塌能力。

4 結(jié)論

采用增量動(dòng)力分析方法，分析了屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)整體延性變化對(duì)結(jié)構(gòu)體系抗地震倒塌能力的影響，并基于倒塌裕度比對(duì)結(jié)構(gòu)體系抗地震倒塌能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出以下結(jié)論：

（1）通過(guò)改變屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)梁端節(jié)點(diǎn)類型和參數(shù)，改變結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)局部延性，結(jié)構(gòu)整體延性隨之改變。剛性節(jié)點(diǎn)、狗骨節(jié)點(diǎn)、上翼緣連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)整體延性依次增加，分別達(dá)到3.49、3.84、6.23；增加狗骨節(jié)點(diǎn)削弱深度，結(jié)構(gòu)的整體延性隨之增加，分別達(dá)到3.84、3.93、4.52。

（2）BRBF、BRBF-RBSS、BRBF-RBSM、BRBFRBSL、BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)抗倒塌能力中位值分別達(dá)到3g、3.66g、3.98g、3.84g、3.76g，結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力隨著結(jié)構(gòu)整體延性的增加而增加。

（3）隨著B(niǎo)RBF、BRBF-RBSS、BRBF-RBSM、BRBF-RBSL、BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)整體延性的增加，結(jié)構(gòu)倒塌裕度比（CMR）增加，分別達(dá)到了5.33、6.55、7.17、6.96、6.96；相比于BRBF結(jié)構(gòu)，BRBFRBSS、BRBF-RBSM、BRBF-RBSL和BRBF-TFBS結(jié)構(gòu)倒塌裕度比（CMR）分別提高了22.5%、34%、30.1%、30.1%。