(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210762089.X (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路 193号 (72)发明人 蒋庆　王瀚钦　种迅　冯玉龙　 周亚婷　 (74)专利代理 机构 合肥和瑞知识产权代理事务 所(普通合伙) 34118 专利代理师 金宇平 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 底部设置屈曲约束支撑的铰支墙框架抗震 设计方法和系统 (57)摘要 本发明提出的一种底部设置屈曲约束支撑 的铰支墙框架抗震设计方法和系统， 所述方法基 于底部设置屈曲约束支撑的铰支墙框架的基底 剪力与顶点位移曲线及其在不同地震强度作用 下的耗能目标和位移目标， 建立整体结构的顶点 位移关于基本周期的理论计算公 式， 根据该公式 可直接计算出整体结构的基本周期， 然后可根据 耗能目标确定铰支墙构造， 进一步根据耗能 目标 和位移目标采用底部设置屈曲约束支撑的铰支 墙框架的现有参数分析模型可直接计算出满足 设计目标要求的屈曲约束支 撑截面尺 寸， 实现了 直接基于位移和性能的底部设置屈曲约束支撑 的铰支墙 框架结构的抗震设计 。 权利要求书3页 说明书7页 附图4页 CN 115062387 A 2022.09.16 CN 115062387 A 1.一种底部设置屈曲约束支撑的铰支墙框架抗震设计方法， 其特征在于， 将作为整体 结构的底部 设置屈曲约束支撑的铰支墙框架分割为： 框架部分和底部 设置有屈曲约束支撑 的铰支墙： 所述设计方法包括以下步骤： S1、 按照现有规范设计框架部分， 确定框架部分的设计参数， 框架部分的设计参数包 括： 抗侧刚度Dy和基本周期TF； S2、 确定整体结构的耗能目标和位移 目标， 耗能目标为： 屈曲约束支撑在地震动强度 Ⅰ 下保持弹性， 高于地震动强度 Ⅰ时屈服耗能； 位移目标为： 整体结构在地震动强度 Ⅱ下的顶 点位移小于框架部分的屈服位移； 地震动强度 Ⅰ小于地震动强度 Ⅱ； 框架部分的屈服位移 根 据框架部分设计参数计算获得， 整体结构在地震动强度 Ⅱ下的顶点位移uF,y根据以下公式 (1)计算获得： Fy＝kF1                (2) 其中， Fy为屈曲约束支撑屈服时对应的基底剪力， F2为地震动强度 Ⅱ作用下整体结构所 受外荷载， F2结合附加有效阻尼比ζa计算获得； De为整体结构的弹性抗侧刚度， Dy为屈曲约 束支撑屈服后整体结构的抗侧刚度； 当屈曲约束支撑核心板钢材为理想弹塑性材料时， Dy 为框架部分的抗侧刚度； F1为根据底部剪力法采用弹性反应谱计算得到的地震动强度 Ⅰ下 的整体结构的基底剪力； k为荷载放大系数， uB,y为屈曲约束支撑屈服时整体结构的顶点位 移； S3、 选择荷载放大系数k和附加有效阻尼比ζa； S4、 以耗能目标和位移目标为约束， 结合公式(1)计算整体结构的基本周期T； S5、 判断整体 结构的基本周期T是否小于框架 部分的基本周期 TF； 不满足， 则返回步骤S3 重新选择荷载放大系数k和附加有效阻尼比ζa； 满足， 则执 行以下步骤S6； S6、 采用选择的荷载放大系数k和附加有效阻尼比ζa， 根据耗能目标和位移目标设计屈 曲约束支撑尺寸， 结合 耗能目标和设计规范设计 铰支墙尺寸。 2.如权利要求1所述的底部设置屈曲约束支撑的铰支墙框架抗震设计方法， 其特征在 于， S6中， 屈曲约束支撑尺寸包括： 屈曲约束支撑的长度和截面面积； 设计铰支墙尺 寸包括： 铰支墙的高度、 厚度和截面宽度。 3.如权利要求1所述的底部设置屈曲约束支撑的铰支墙框架抗震设计方法， 其特征在 于， 根据底部剪力法采用弹性反应谱计算得到的地震动强度 Ⅰ下的整体结构的基底剪力F1 的计算公式如下： F1＝α1Geq              (4) 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115062387 A 2其中， α1为地震动 强度Ⅰ对应的水平地震影响系 数， Geq为整体结构等效总重力荷载， Tg1 为整体结构在地震动强度 Ⅰ作用下的特征周期， γ1为整体结构在地震动强度 Ⅰ作用下的衰 减系数， η2,1为整体结构在地震动强度 Ⅰ作用下的阻尼调整系数， η2,1小于0.55时， 取0.55； αmax为水平地震影响系数最大值， ζ 为整体结构的阻尼比； 地震动强度 Ⅱ作用下整体结构所受外荷载 F2的计算公式如下： F2＝α2Geq                (8) ζF＝ζ +ζa                      (12) 其中， α2为地震动强度 Ⅱ对应的水平地震影响系数， Tg2为整体结构在地震动强度 Ⅱ作 用下的特征周期， γ2为整体结构在地震动强度 Ⅱ作用下的衰减系数； η2,2为整体结构在地 震动强度 Ⅱ作用下的阻尼调整系 数， η2,2小于0.55时， 取0.55； ζF为屈曲约束支撑屈 服后整 体结构的阻尼比， ζa为附加有效阻尼比。 4.如权利要求1所述的底部设置屈曲约束支撑的铰支墙框架抗震设计方法， 其特征在 于， 整体结构的弹性 抗侧刚度De的计算公式如下： 其中， π表示圆周率， meq为整体结构的等效质量， T为整体结构的基本周期。 5.如权利要求4所述的底部设置屈曲约束支撑的铰支墙框架抗震设计方法， 其特征在 于， 整体结构的等效质量meq的计算公式如下： 其中， mi为整体结构第i层的质量， xi为整体结构第i层的水平位移， n为整体结构的层 数； xm为整体结构按第一振型振动时折 算质点处的最大位移。 6.如权利要求1所述的底部设置屈曲约束支撑的铰支墙框架抗震设计方法， 其特征在 于， 步骤S6包括以下分步骤： S61、 根据耗能目标和位移目标设计屈曲约束支撑尺寸； S62、 结合设计的屈曲约束支撑尺寸计算整体结构的基本周期记作设计 基本周期； S63、 计算设计基本周期和基本周期T之间的差值， 判断差值绝对值与整体结构的基本 周期T的比值是否小于获得等于 设定比例； 否， 则返回步骤S3； 是， 则结合耗能目标和设计规权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115062387 A 3