新型屈曲约束支撑探究现状

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1、新型屈曲约束支撑探究现状　　摘要:本文介绍了一种新型屈曲约束支撑（BRB）的研究现状。重点介绍了该支撑的构造、工作原理和承载力分类和计算方法。提出满足不同的设计要求时，需采用不同的承载力计算方法。本文对于广大工程和科研人员有着较好的科普意义。关键词：屈曲约束支撑（BRB）；构造；工作原理；承载力计算方法；中图分类号：TF573文献标识码：A1前言屈曲约束支撑（BRB）一般由承受轴向荷载的延性钢核心与防止核心受压屈曲的约束单元构成，其通过核心的抗压屈服耗散地震输入的能量。屈曲约束支撑又称防屈曲支撑或

2、BRB(Bucklingrestrainedbrace),5产品技术最早发展1973年的日本，当时的一批日本学者成功研发了最早的墙板式防屈曲耗能支撑，并对其进行了加入不同无粘结材料的拉压试验；1994年北岭地震后，美国也开始对放屈曲支撑体系进行相应的设计研究和大比例试验，同时结合理论计算分析了该支撑体系较其他支撑体系的优点。由于屈曲约束支撑优越的抗震性能，其已被世界范围内的地震工程领域广泛接受。但是，中国大陆地区的相关研究才处于起步阶段，国内在很多年都没有国产的屈曲约束支撑，中国抗震规范目前也尚未

3、对屈曲约束支撑的性能标准作出规定。2构造及工作原理                                   图1屈曲约束支撑的典型构造图2屈

4、曲约束支撑常见横截面形式5屈曲约束支撑主要由核心单元（即芯材）、约束单元（即约束芯材屈曲的套管）和滑动机制单元（即位于芯材和套管间的无粘结材料及填充材料）三部分组成（图1）。在纵向上由核心段、过渡段和连接段三部分组成。核心段是内核单元中部较长的一段区域，是屈曲约束支撑最主要的构成部分，它在全长上被约束单元包裹，核心段截面形状上主要有一字形、十字形、工字形以及空心矩形等多种形式（图2）。国内屈曲支撑的型式主要有TJH纯钢屈曲约束支撑构件、TJC型屈曲约束支撑和TJH装配式防屈曲耗能支撑。支撑型号的定

5、义如下：TJI-235-300-10000。其中，I为支撑型号，235为芯板钢材屈服类型，300为支撑屈服承载力，10000为支撑长度。TJH纯钢屈曲约束支撑构件，芯材部分以及支撑端部节点，所述支撑端部节点拼接于所述芯材部分的两端；外套筒，所述外套筒套于所述芯材部分的外部，用于约束内部的所述芯材部分；其中，所述芯材部分以及所述支撑端部节点的截面均为H形。TJC屈曲约束支撑，又称TJC型屈曲约束支撑，双矩形管约束型屈曲约束支撑和TJH装配式防屈曲耗能支撑其特征在于，包括：芯材部分以及支撑端部节点，其

6、中，所述芯材部分由若干芯板组成，所述支撑端部节点由若干加劲肋组成，所述支撑端部节点两端中的第一端面至少有一与所述芯材部分相适应的第一凹槽，所述芯材部分插入所述第一凹槽，从而连接所述芯材部分与所述支撑端部节点。普通支撑受压会产生屈曲现象，当支撑受压屈曲后，刚度和承载力急剧降低。在地震或者风的作用下，支撑的内力在受压和受拉两种状态下往复变化。当支撑由压曲状态逐渐变至受拉状态时，支撑的内力以及刚度接近为零。因而普通支撑在反复荷载作用下滞回性能很差。为解决普通支撑受压屈曲以及滞回性能很差的问题，在支撑外部

7、套管，约束支撑的受压屈曲构成屈曲约束支撑，这也是屈曲约束支撑的工作原理。2承载力计算方法2.1设计承载力5设计承载力是弹性承载力，用于精力荷载与小震分析设计验算。一般情况下先估计一个支撑吨位，并确定支撑芯板材料，然后确定对应支撑构件中的等效截面面积Ae，定义一个截面为Ae的二力杆进行整体弹性分析，对于支撑构件本身的验算采用轴力包络最大值与支撑的设计承载力进行比较，小于支撑的设计承载力就为弹性合格。支撑的设计承载力是按下式计算得到的：Bb=Afy（1）式中：A——屈曲约束支撑芯材截面面积；fy——芯

8、材强度设计值2.2屈服承载力屈服承载力Nby用于结构的弹塑性分析，为支撑首次进入屈服的轴向力，是按下式得到的：（2）式中：A——屈曲约束支撑芯材截面面积；fy——芯材屈服强度；2.3极限承载力国家规定中规定钢材强度为其下限，计算屈曲约束支撑承载力时应考虑钢材的超强系数，且屈曲约束支撑的芯材在地震作用下抗拉屈曲会产生应变强化效应，考虑应变强化后，支撑的最大承载力为极限承载力Nbu按下式计算：（3）式中：——屈曲约束支撑芯材截面面积；——应变强化调整系数；5——屈曲约束支撑屈服承载力。