屈曲约束支撑技术研究与工程应用

．５０・　第４Ｏ卷第３５期　２　０　１　４年１　２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．３５　Ｄｅｅ．　２０１４　文章编号：１００９—６８２５（２０１４）３５．００５０—０２　屈曲约束支撑技术研究与工程应用　薛志飞　（山西省政府工程建设事务管理局，山西太原０３００１３）　摘要：介绍了屈曲约束支撑技术的工作原理，针对屈瞌约束支撑的主要特点，分析了约束支撑需满足的材料要求，并对其连接安　装方法、支撑试验及质量验收方法进行了阐述，以促进该技术的推广应用。　关键词：屈曲约束支撑，材料，安装，试验　中图分类号：ＴＵ３９９　文献标识码：Ａ　１　工程概况　山西省图书馆总建筑面积４９　９００　ｍ　。结构类型为框架结构，　呈不规则Ｌ形布局，地下１层，地上４层，局部５层，层高４．８　ｍ。　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，在纵向上由核心段、过渡段和连　山西图书馆共有屈曲约束支撑８２根，其规格型号指标如表１　所示。　表１　屈曲约束支撑规格型号表　支撑编号　ＢＲＢ１　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。屈曲约束支撑（十字形）基本构成见图１。　支撑型号　ⅡＩＩ．ｄｌ４０　＂１Ｉ．ｄ１４０　Ⅱ．ｄｌ４０　ＴＪＩＩ．ｄ３５０　ＴＪⅡ　ｄ３５０　支撑长度／ｌｎｌｌ１　３　８５０　４　７４５　３　８ｌＯ　３　９０ｏ　５　Ｏｏ０　３　４１０　３　４６０　４　８３０　３　６００　支撑最大外观尺寸／ｒａｍ×ＩＩｌｌｎ　２２０×２２０　２２０×２２０　２２Ｏ　ｘ２２Ｏ　３４４×３４４　３４４×３４４　３４４　ｘ３４４　３４４×３４４　３４４×３４４　３４４×３４４　屈曲约束支撑的中心是芯材，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，芯材被置于一个钢管套内，然　后在套管内灌注混凝土或砂浆。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。　ＢＲＢ２　ＢＲＢ４　ＴＪⅡ．ｄ３５０　ⅡＩＩ．ｄ３５０　ＴＪⅡ，ｄ３５０　ｒ＿ＪⅡ．ｄ３５０　３屈曲约束支撑主要特点　１）小震时提供的线弹性刚度高，可以很容易地满足规范的变　形要求。兼有普通支撑（抗风和小震条件下提供抗侧刚度）和耗　能构件（中震和大震条件下提供阻尼）的双重作用；２）由于可以受　拉和受压屈服，屈曲约束支撑消除了传统中心支撑框架的支撑屈　ＢＲＢ６　ＢＲＢ７　ＢＲＢ８　ＴＪＩＩ．ｄ７０　ＴＪⅡ．ｄ７０　＿ｒＪＩＩ．ｄ７０　耵１Ｉ．ｄ７０　２　９１０　４　Ｏ１０　２　５ｏ０　２　５ｏｏ　２　ＯｌＯ　２　４ｌ０　２００×２ｏｏ　２０ｏ×２０ｏ　２０ｏ×２００　２ｏｏ×２００　５７４×５７４　５７４×５７４　ＢＲＢ９　ＴＪⅡ．ｄ７００　＿ｒＪⅡ．ｄ７００　曲问题，因此在强震时有更强和更稳定的能量耗散能力；３）屈曲　约束支撑通过螺栓或铰接到节点板，可以避免现场焊接及检测，　安装方便且经济；４）支撑构件既可保护其他构件免遭破坏，并且大　ＢＲＢｌ０　ＴＪⅡ．ｄ７００　３　２ｌＯ　５７４×５７４　２屈曲约束支撑工作原理　梁也出现轻微的塑性，说明结构满足有多道抗震防线设计要求　震设计的“保险丝”，达到小震不坏，大震耗能的性能设定目标；外　（限于篇幅，该部分结构动力弹塑性分析过程及构件损伤评价已　围框架结构作为结构抗震设计的二道防线，除满足承载竖向荷载　另文阐述）。　外，也具备足够的抗侧和抗倾覆承载能力。　参考文献：　５结语　　江西省防震减灾工程研究所．金融街世纪中心工程场地地　本工程虽然属于超Ｂ级高度的高层建筑以及存在竖向收进　［１］震安全性评价报告［Ｒ］．２００８．　不规则，但设计时根据建筑特点，采用框架一核心筒结构体系，对　５００１１－２０１０，建筑抗震设计规范［ｓ］．　结构截面尺寸选择及布置进行优化，使结构整体上具有良好的抗　［２］ＧＢ　　ＪＧＪ　３－２０１０，高层建筑混凝土结构技术规程［ｓ］．　震性能，各项指标基本满足规范的要求。核心筒连梁作为结构抗　［３］Ｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ａ　ｓｕｐｅｒ　ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ＬＩ　Ｊｉａｎ－ｒｏｎｇ　ＧＡＯ　Ｑｕｎ　ＳＵＮ　Ｙｅ－ｈｕａ　（Ｃｈｉｎａ　Ｒｕｉｌｉｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３００３　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｄｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ａ　ｓｕｐｅｒ　ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｕｓｉｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，ｉｎ　ｅａｃｈ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ，ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｌａｓｔｉｃ　ｔｉｍｅ　ｈｉｓｔｏｒｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｅｌａｓｔｉｃ—ｐｌａｓｔｉｃ　ｔｉｍｅ　ｈｉｓｔｏｒｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃ－　ｔｕｒｅｓ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｓｓｅｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ａｎｄ　ｓａｆｅｔｙ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｕｎｄｅｒ　ｓｔｒｏｎｇ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ，ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｅｄ：ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒ　ｈｉｇｈ—　ｒｉｓｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｏｕｌｄ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｍｕｈｉ—ｃｈａｎｎｅｌ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｌｉｎｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒ　ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｓｅｉｓｍｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｅｌａｓｔｉｃ—ｐｌａｓｔｉｃ　ｔｉｍｅ　ｈｉｓｔｏｒｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　收稿日期：２０１４．１０．１８　作者简介：薛志飞（１９７９．），男，工程师