屈曲约束支撑

发布时间:

2023/01/23 21:13

屈曲约束支撑(简称BRB)是一种安装在建筑物中发挥承载、耗能、刚度调整作用的装置,由芯材、约束芯材屈曲的套筒和位于芯材与套筒间的无粘结材料及填充材料(如有)组成的一种支撑构件。屈曲约束支撑主要由3个部分组成:核心单元、无粘结材料层(或空气间隙层)、填充材料、外约束套管。

采用屈曲约束支撑时,当屈曲约束支撑在多遇地震下不发生屈服或屈曲时,可按中心支撑进行设计,当屈曲约束支撑作为消能构件使用时,可按照位移型阻尼器的相关要求进行设计。

参编陕西省、陕省、河北省、云南省规程。获专利10余项,参与多项课题研究。

地震灾害具有突发性、不可预测性,会产生严重次生灾害,对社会产生重大影响。屈曲约束支撑作为应用广泛的耗能减震构件,具有承载和耗能双功能,在大震作用下可以通过轴向拉压屈服消耗地震能量,减小主体结构的损伤。屈曲约束支撑与钢管混凝土框架构成的装配式组合结构符合我国建筑工业化的发展趋势,有助于提升城市抗震韧性。然而,此类结构在性能化抗震设计、普通支撑与屈曲约束支撑的抗震差异、地震动持时影响、概率地震易损性等关键问题亟待解决。

教授课题组提出了基于改进的能量平衡和整体失效模式的塑性抗震设计方法,发展了基于增量动力分析法的装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构概率地震易损性分析方法,通过概率抗震能力分析优选损伤因子可明晰地震动持时对结构累积损伤的影响规律,通过有效性、充分性和鲁棒性分析优选了考虑持时和谱形状效应关联的综合地震动强度指标。研究成果对于组合框架-屈曲约束支撑结构的性能化抗震设计和地震动持时-累积损伤关联具有指导性意义。

考虑到结构上刚下柔的特性,在大震作用下,将变形相对较小顶部区域层设置普通钢支撑;在侧向变形大的底部托空区域,设置可更换的耗能屈曲约束支撑(BRB)。

中心支撑的水平刚度较大,构造简单;但中心支撑的设置不利于门窗洞口的开设,且该结构在地震后易发生侧向屈曲,导致结构体系无法继续正常。偏心支撑在中心支撑基础上增加了耗能梁段,抗震性能更优;但其构造复杂,大震后耗能梁的屈服会导致楼板破坏,支撑体系会出现变形,耗能能力有限。防屈曲支撑是一种新型耗能支撑,在普通支撑的外围加入约束套筒,从而防止支撑在受压过程中发生屈曲;防屈曲支撑在地震作用下有着较好的稳定性能及优越的耗能能力、抗震性能[11]。

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