屈曲约束支撑体系的应用与研究

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1、屈曲约束支撑体系的应用与研究屈曲约束支撑体系的应用与研究摘要：屈曲约束支撑是一种新型的耗能支撑，克服了传统支撑体系受压屈曲的缺点，其滞回曲线十分饱满，具有较好的抗震能力，可以改善支撑框架结构的承载能力，使结构在罕遇地震作用下通过屈曲约束支撑滞回耗能，降低了主体结构的破坏程度，提高了整体结构的抗震能力，是一种较有应用前景的结构体系。目前，国内外许多学者对这种屈曲约束支撑都有非常浓厚的兴趣。关键词：屈曲约束支撑；支撑框架；屈曲约束支撑框架；屈曲；抗震设计；钢框架ThePracticeandResearchofBuckling—RestrainedBracedFramesAbstract：T

2、heBuckling-RestrainedBraceisanewtypeofenergydissipationbrace．Ithasovercomethedisadvantagesoftheconventionalbracebecauseofitsbucklinginhabitation．Itshysteresiscurveisquiteplumpness，moreover,ithasbetterabilityforseismicresistance．Thebearingcapacityofstructuresmaybeimprovedthroughtheenergydissipati

3、onofbuckling—restrainedbraceundersevereearthquakes；Thedestructionofmainstructurewillbereducted，andtheabilityforseismicresistanceofstructurewillimprove.Therefore，thebracehasbetterapplicationprospect．Nowadays，thebuckling-restrainedbracehasattractedmanyinterestsforlotsofscholarsathomeandabroad．Keyw

4、ords：buckling-restrainedbraces；bracedframe；buckling-restrainedbracedframe；buckling；seismicdesign；steelframes1.研究的背景及意义随着科学技术和经济条件的发展，多高层建筑在我国已经得到了大量的兴建。由丁钢材具有一系列优良的特性，钢结构己成为多高层建筑结构的主要结构形式之一。高层钢结构与单层多层结构的突出不同点在于：侧向荷载起控制作用，重力荷载退居为第二位。抗侧力体系成为结构的重要组成部分，在一定程度上影响着结构的用钢量。图1表示平面为5跨的结构在各种不同层数时的用钢量。由图中可见，

5、楼面结构的用钢量几乎与层数无关；柱、墙等竖向构件用钢量随层数缓慢增长；抵抗侧力的用钢量不仅在总用钢量中占很大比重，而且随层数急剧增长。图中还显示出，优化的抗侧力体系比一般抗侧力体系可节约钢材40％。支撑是钢结构框架体系的重要抗侧力构件，传统的带支撑框架有中心支撑框架和偏心支撑框架，由于传统支撑在地震作用下极易发生受压屈曲失稳，使结构的抗震能力下降，为了解决这一问题，一些学者经研究提出～种新的能避免屈曲的支撑构件，称为屈曲约束支撑。这是一种在受拉和受压情况下都能达到屈服的消能支撑构件，改善了传统支撑在受压时发生屈曲的缺点，提高了结构的抗震性能。使用此屈曲约束支撑的框架体系，不仅具有良好的

6、抗侧性能，而且提高了结构的韧性和抗震性能。此外由于钢材屈服可以吸收大量的能量，因此屈曲约束支撑在进入塑性状态后可以消耗大量的能量，将结构的振动能量转化为热能消散掉，从而起到降低结构动力反应的目的。11屈曲约束支撑体系的应用与研究图1高层建筑结构抵抗重力和侧向荷载的用钢量1.屈曲约束支撑简介1.2.2.1.屈曲约束支撑基本原理屈曲约束支撑又称无粘结支撑，是一种新型钢结构支撑，也是一种耗能支撑。屈曲约束支撑的中心是芯材，是用低屈服点钢材制成的，在轴向力作用下允许有较大的塑性变形，通过这种变形可以达到耗能的目的。为避免芯材受压时整体屈曲，即在受拉和受压时都能达到屈服，芯材被置于一个钢套管内，

7、然后在套管内灌注混凝土或砂浆。构件的组成示意图如图2所示。为减小或消除芯材受轴力时传给砂浆或混凝土的力，而且由于泊松效应，芯材在受压情况下会膨胀，因此在芯材和砂浆之间设有一层无粘结材料或非常狭小的空气层。这样一来，此支撑在受压时亦能达到完全屈服，使支撑受压承载力与受拉承载力相当，克服了传统支撑受压屈曲的缺点，改善了支撑的承载能力，使支撑的滞回曲线饱满(如图3所示)，提高了结构的抗震能力。在约束支撑的设计时，不必考虑失稳，只计算其强度，认为支撑受