屈曲约束支撑体系的研究现状及其在工程中的应用.pdf

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1、建l筑l工l程科；屈曲约束支撑体系的研究现状及其在工程中的应用孙佳伟蒋守锋：(1、合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥2300092、合肥水泥设计研究院，安徽合肥230009)摘要：屈曲约束支撑是一种新型的耗能减震支撑，在承受拉力和压力时，表现出良好的滞回性能和耗能能力，具有广阔的应用前景。从屈曲约束支撑的基本原理出发，介绍了其在国内外的研究现状及其在工程中的应用。关键词：屈曲约束支撑；滞回性能；工程应用支撑可以使建筑结构具备更高的抗侧刚按照约束单元和外形的不同，屈曲约束形式进行了大量的研究。Watanab

2、e(分别度。传统的支撑结构体系在中震和强震时受压支撑主要有以下两大类(31：一种是早期发展的于1988年和1992年)和Wada等(于1989会产生屈曲并表现出不对称的滞回性能，支撑以墙板约束单元的墙板式屈曲约束支撑；另一年)做了五组屈曲约束支撑的试验，总结了早的屈曲不能有效的耗散能量使得结构抵抗地震种是以钢管或砂浆混凝土来约束核心支撑的管期的研究，定义了屈曲约束支撑的概念，并阐破坏的能力下降。有鉴于此，一些研究者开发式屈曲约束支撑。对前者，将墙板和支撑有机述了其在地震荷载下的滞回性能。Hasegawa出一种受

3、压时没有屈曲发生的构件，称为屈曲地结合起来，多用于开间比较小的酒店、宾馆等1999年描述了两个屈曲约束支撑的震动台约束支撑(Buckling—RestrainedBraces，简写建筑或在某些特殊情况下使用。而对于后者，试验。Koami等于1999年完成了12个分别设BRB)，把他们作为耗能构件或阻尼器使用在经过多年的发展形成了较多的形式，但其基本有和未设屈曲约束支撑的钢框架结构试验，对新建或已建结构中。图l是BRB与传统中心构造原理相同。其中，芯材有一字形、十字比了其对外加能量的耗散能力。1wata[91于支

4、撑的受力性能曲线。由于克服传统中心支撑形、工字形等，约束套管有方管和圆管两种，2000年对4种在日本工业生产中标准型号的受压时发生屈曲的缺点，屈曲约束支撑在弹性如图3所示i31。屈曲约束支撑进行了试验比较。1999年，反映时是强度较高的斜撑构件，在芯材屈服后Clark㈣在美国加州大学伯克利分校进行了3又是一种优越的消能构件，具备良好的抗震性个大比例约束屈曲支撑的试验，为美国第一座能和经济性l】。最近十几年来，在日本、美使用约束屈曲支撑的建筑的结构设计和施工提国、加拿大、韩国、新西兰和我国得到了越来供技术支持。美

5、国CoreBrace公司⋯I于越广泛的应用。2002年对约束屈曲支撑做了进一步的研究和发展。2004年CoreBrace公司将约束屈曲支撑运用于CaliforniasOfficeofStatewideHealthPlanningOSHPD项目中，并在theU—niversityofCaliforniaSanDiego(UCSD)做了目前规模最大的约束屈曲支撑试验用以工程项目的技术支持。SEAOC美国加州结构工程图2屈曲约柬支撑的原理图师学会与AISC美国钢结构学会联合委员会于2001年制定了“屈曲约束支撑推荐规

6、定”，并凰圆圆⑤◎于2005年1月将这些规定写入了最新的AISC(钢结构建筑抗震规定)。新版规程对于屈曲约压力l束支撑这种新型减震体系的设计、计算、试验恢艇力特性曲境方法以及连接的做法等均作了较详细的规定。图1BRB与传统中心支撑的性能对比◇H嘲豳3．2国内的研究状况1屈曲约束支撑的基本原理台北的陈正诚旧对用低屈服点钢材作为屈曲约束支撑又称无粘结支撑，是一种图3屈曲约束支撑的一些典型界面形式芯材制成的屈曲约束支撑的恢复力特性进行了新型耗能钢结构支撑。它在构造上是由内核构3国内外的研究现状研究。台湾的蔡克铨等研究

7、了无粘结材料对屈件(芯材)和外围约束(套管)2个基本构件3．1国外的研究状况曲约束支撑滞回反应的影响。有鉴于普通的屈组成。芯材是由低屈服点钢材制成，在轴向力关于屈曲约束的设想最早由Yoshino[41曲约束支撑多为采用对接方式与结构主体结合作用下允许有较大的塑性变形，通过这种变形提出，Yoshino等人在1971年对几组名为“带的十字形断面，施工时要进行复杂的接合程来消散地震能量。为避免内核构件在受压时产支撑的剪力墙”进行了反复的荷载试验研究。序，蔡克铨[11提出一种有双核心断面及由双生屈曲，芯材被置于1个钢套

8、管内，并在套管随后，Kimura[51等人在1976年提出了制造一侧撑单元组成的双钢管型搭接式的屈曲约束支和芯材之间灌注砂浆或混凝土，以形成对内核种可以耗散能量，但不会受压屈曲的约束支撑撑，并对此做了相关的反复载重及疲劳试验。芯材的侧向约束，构件的构造原理图如图2的尝试，这种支撑的构造是将传统的屈曲支撑兰州大学王秀丽等对适用于杆系结构的屈曲约示。为了减少芯材构件受轴向压力时传给混凝装入