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屈曲约束支撑技术研究与工程应用

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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
２ ２ ０× ２ ２ ０ ２ ２ ０× ２ ２ ０ ２ ２ Ｏ ｘ ２ ２ Ｏ ３ ４ ４×３ ４ ４ ３ ４ ４×３ ４ ４ ３ ４ ４ ｘ３ ４ ４ ３ ４ ４×３ ４ ４ ３ ４ ４×３ ４
３ ４ ４×３ ４ ４
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
．
５ ０・
第４ Ｏ卷 第 ３ ５期 ２ ０ １ ４年 １ ２月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ １ ． ４ ０ Ｎｏ ． ３ ５ Ｄ ｅ ｅ ． ２ ０ １ ４
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４） ３ ５ ． ０ ０ ５ ０ — ０ ２
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 。
ＢＲ Ｂ ２
Ｂ ＲＢ ４
Ｔ Ｊ Ⅱ． ｄ ３ ５ ０ ⅡＩ Ｉ ． ｄ ３ ５ ０ Ｔ Ｊ Ⅱ， ｄ ３ ５ ０
ｒ ＿ Ｊ Ⅱ． ｄ ３ ５ ０
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
Ｂ ＲＢ ６ Ｂ ＲＢ ７
Ｂ ＲＢ ８
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｔ Ｊ Ｉ Ｉ ． ｄ ７ ０ Ｔ Ｊ Ⅱ． ｄ ７ ０
＿ ｒ Ｊ Ｉ Ｉ ． ｄ ７ ０ 耵 １ Ｉ ． ｄ ７ ０
２ ９ １ ０ ４ Ｏ １ ０
２ ５ ｏ ０ ２ ５ ｏ ｏ ２ Ｏ ｌ Ｏ ２ ４ ｌ ０
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 ０ ３ ０ ０ １ ３）
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
ＢＲ Ｂｌ ０
Ｔ Ｊ Ⅱ． ｄ ７ ０ ０
３ ２ ｌ Ｏ
５ ７ ４×５ ７ ４
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
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
ⅡＩ Ｉ ． ｄ ｌ ４ ０ ＂１ Ｉ ． ｄ １ ４ ０ Ⅱ． ｄ ｌ ４ ０ Ｔ Ｊ Ｉ Ｉ ． ｄ ３ ５ ０ Ｔ Ｊ Ⅱ ｄ ３ ５ ０
２ ０ ０×２ ｏ ｏ ２ ０ ｏ×２ ０ ｏ
２ ０ ｏ×２ ０ ０ ２ ｏ ｏ×２ ０ ０ ５ ７ ４×５ ７ ４ ５ ７ ４×５ ７ ４
Ｂ ＲＢ ９
Ｔ ＪⅡ． ｄ ７ ０ ０ ＿ ｒ Ｊ Ⅱ． ｄ ７ ０ ０
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
山西 图 书馆 共 有 屈 曲 约束 支 撑 ８ ２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
Ｂ ＲＢ１
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
（ 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
１ ］ 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 ［ 震安全性评价报告 ［ Ｒ］ ． ２ ０ ０ ８ ． 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
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 ： Ｔ Ｕ ３ ９ ９ 文献标识码 ： Ａ
１ 工 程概 况
山西省 图书馆 总建筑面积 ４ ９ ９ ０ ０ ｍ 。结构类型为框架结构 ，
支撑长度／ ｌ ｎ ｌ ｌ １
３ ８ ５ ０ ４ ７ ４ ５ ３ ８ ｌ Ｏ ３ ９ ０ ｏ ５ Ｏ ｏ ０ ３ ４ １ ０ ３ ４ ６ ０ ４ ８ ３ ０
３ ６ ０ ０
支撑最大外观尺寸／ ａ ｒ ｍ× Ｉ Ｉ ｌ ｌ ｎ

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屈曲约束支撑简介及其在结构抗震加固中的应用

屈曲约束支撑简介及其在结构抗震加固中的应用

屈 曲约 束 支撑 简 介及 其 在结 构 抗震 加 固 中 的应 用
口 上海科瑞真诚建设项 目管理有限公 司 张志辉
■暖疆 ■圜圈
屈曲约束支撑是一种新型、高效的抗侧力构件，它有效地避免普通支撑拉压承载力差异显著的缺陷，同时又与
普 通钢 结构 支撑 相 同 的施 工 工 艺 ，具 有施 工 进度 快 ，质量 可 靠的特 点 ，是 结构抗 侧 力作 用的有 效耗 能构 件 。工程应 用 结 果 表 明 ，屈 曲 约 束 支 撑 对 结 构 的 薄 弱 层 能 起 到 有 效 改 善 作 用 、 可 增 加 结 构 耗 能 能 力 ， 增 加 结 构 抗 弯 及 抗 扭 刚 度 ，降低 结 构地 震作 用 、降低 用钢 量 以及 总造价 ，在 框 架结构加 固等方 面具 有较好 的应 用价 值 。
屈曲约束支撑；结构抗震；结构加固
１ 屈 曲 约 束 支 撑 简 介
结 构 在 地 震 力 的 作 用下 ．其 受 力 与结 构 刚度 有 关 ．对质 量 和 结 构 布 置 相 近 的 结 构 ．刚度 越 大 ，所 受 的地 震作 用 力 也 越 大 。支 撑 的特 点 是 在 不 影 响 建筑 采 光 及 内部 空 间分 割 的 前 提 下 ，提 高结 构 的 刚度 和 承 载 力 ，同 时 ，支 撑 结 构 与 剪 力墙 及 框 架 等 混凝 土结 构 相 比 还具 有 施 工快 捷 、安 装 方便 等优 点 。
施工质量以达到要求。固
参 考 文 献 ： ［１】杜 松 ．特 殊 地 形 条 件 下 隧 道 明 洞 施 工 技 术 探 讨 ［Ｊ】．山
西建 筑 ，２０１３，（ｏ４）：５１－５２． ［２］何 洋 ．映 秀 特 长 隧 道 单 压 明 洞 施 工 技 术 ［Ｊ］．铁 道 建 筑
屈曲约束支撑在建筑改造工程中的应用

屈曲约束支撑在建筑改造工程中的应用

时相 当 ， 具 有消 能机 制 的支 撑 。 曲约 束支撑 仅 芯板 与其 且 屈
以成 都 东 区音 乐 公 园原有 ３ （ ２改 造 加 固为 例 ， ２楼 图 ）
该 建筑 属 于 原成 都 红 光 电子 厂 ， 建 于 １ ７ 修 ９ ４年 ， 用 预 制 采
槽 板 ＋花 篮 梁 结 构 ， 框 架 柱 与 梁铰 接 ， 边 中柱 为 刚 接 的 装
１ 屈 曲约 束 支 撑 的组 成
屈 曲约束 支 撑是 由芯 板材 料 、套 管及 无 粘 结填 充材 料
组成 （ １ 。其 中芯 板 为屈 服 钢 或碳 钢 ， 管为 钢 制套 管 ， 图 ） 套
撑 刚度 、 强度 易控 制 ， 国外 工程 应 用较 广 泛 ， 国 内 工程 在 而 应 用较 少 ， 支撑 的制作 和 施 工 比较 少 见 ， 乏 相 应 的 经验 ， 缺
１ ２２ 面 ４ １ ０・Ｂ 血ｇ ４ ｌ２ １
收 稿 日期 ：２ １－ ２ ２ ０ １１—８
６ ， 面积 １６４１７ｍ。 ． ｍ 建筑 ９ １ ． 由于新 的功 能要 求 ， ５ 需对 ３ ２ 楼 进行 结构 改 造 ， 固 、 加 提高 抗 震等 级 。 由于 框架 结 构抗 侧
刚度有限， 原方案拟采用剪力墙进行结构抗震加 固， 由于 但
屈 曲约束支撑在建筑 改造工程 中的应 用
Ｐｒ ｃｉ ｅａ ｄ Ａｐ ｉ ａｉ ｎ Ｏ ｃ ｉ ｇ Ｒｅ ｔａ ｎ ｄ Ｂｒ ｃ ｓｔ ａ ｔｃ ｎ ｐｌｃ ｔｏ ｆＢｕ ｋｌｎ ｓｒ ｉ ｅ ａ ｅ ｏ
Ｋ ｅｎｏＶａｔ ｏｎ ｎｇｌ １ 一 ｌ ’ Ｅ １ 一 ● ｎｅｅｎ● ｎｇ
陈 国
王 家华
董 欢欢
中建三 局 建设 工程 股份 有 限公 司成 都分 公 司 ６ ０４ １０ １ 摘 要 ： 老 旧建筑 改造 加 固中采用 屈 曲约束 支撑 ，既能够 满 足结 构 的各项 控制 指 标 ，又能 够满 足 相关 规范 及功 能 的要求 。 在 因其具 有 的施 工可 行性 ，对建 筑 内部 的原 有结 构 以及 工作 人员 的施 工影 响最 小 ，在 改 造加 固中节 约 了工 期 和材 料 ，所 以 屈 曲约 束支 撑技 术在 加 固改造 工程 中 的应 用将 成为 一种新 的趋 势 ，具有 极大 的社会 效应 和应 用前 景 。 关键 词 ： 曲约束 支撑 改造 加固 工期 材料 老 旧建筑 屈 中 图分类 号 ： Ｕ ４ ． Ｔ ７６３ ， 文献标 识码 Ｂ 【 章编 号 】１０ —０ １２ １ ）２０ ４— ３ 文 ０４ １０ （０２０ — １４ ０
TJ型屈曲约束支撑在国内的工程应用

TJ型屈曲约束支撑在国内的工程应用


更容易满足建筑的美观要求。
图 18 天津西站站房鸟瞰图
5 TJ 型屈曲约束支撑在结构抗震加固工程中的应用 5.1 上海恒丰中学加固工程
上海市恒丰中学教学楼建于十多年前，为混凝土框架结 构体系，外立面如图 19 所示。由于学校规模的发展，现有
20 We learn we go
的教室数量已不满足需求，因而需要在现有 5 层的基础上再 增加一层。汶川地震后，要求学校教学楼建筑应提高安全等 级。根据该要求，恒丰中学教学楼抗震设防烈度由 7 度 （0.10g）提高至 7 度（0.15g），框架抗震等级提高至二级。 采用屈曲约束支撑抗震加固后提高了结构的抗侧刚度、承载 力和结构耗能能力，且缩短了工期，节约了加固成本。使结 构满足了提高一级抗震设防等级的要求。屈曲约束支撑现场 安装照片如图 20 所示。
Building Structure
产品与技术
图 6 山西省中医学院模型
图 7 山西省图书馆
2.2 嘉和嘉事物流立体仓库
嘉和嘉事物流立体仓库（图 8）位于北京，平面为 L 形，
采用钢框架结构，通过设置 TJ 型屈曲约束支撑达到两个目
的：1）增大结构的抗侧刚度和耗能能力，减少主体钢结构
用量；2）增强结构的抗扭刚度，满足扭转位移比以及扭转
上海世博中心（图 1）总建筑面积 14 万 m2 左右，其中 地上建筑面积 10 万 m2，地下室建筑面积 4.2 万 m2，地上建 筑由两个单体组成，西侧为会展区，东侧为会议区。该结构 共采用 108 根 TJ 型屈曲约束支撑（图 2），作为结构主要 抗侧力体系，屈曲约束支撑的设置降低了结构所受地震作 用，节省的用钢量达到了 2000 多 t，获得了良好的经济效益。
4.2 天津西站
京沪高速铁路天津西站站房（图 18）位于天津市红桥
屈曲约束支撑在工程中的应用

屈曲约束支撑在工程中的应用

由于支撑屈曲不利于能量耗散，因此相对于传统中心支撑框架提出了一种新的可以避免支撑屈曲的体系，称为屈曲约束支撑框架。屈曲约束支撑由芯材，外套筒以及套筒内无粘结材料组成。虽然屈曲约束支撑形式多样，但原理基本相似，利用刚度较大的外套筒抵制中心芯板的屈曲。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，芯材被置于一个钢套管内，然后在套管内灌注填充材料，该填充材料具有一定的强度，又有较好的密实性，且耐久性优越。为减小或消除芯材受轴力时传给填充材料的力，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。
对屈曲约束支撑（BRB），抽检数量不少于同一工程同一类型同一规格数量的3%，当同一类型同一规格的消能器数量较少时，可在同一类的屈曲约束支撑中抽检总数量的3%，但不应少于2个，检验支撑的工作性能和拉压反复荷载作用下的滞回性能，检测合格率为100%，该批次产品可用于主体结构。检测后的屈曲约束支撑不应用于主体结构。
屈曲约束支撑在工程中的应用
摘要：消能减震技术相比于传统的抗震设计方法，具有很多的优点，有广泛的前景。屈曲约束支撑是一种新型的消能减震装置。本文介绍了屈曲约束支撑的工作原理、性能检验要求以及其在设计中的减震目标和设计方法。
关键词：消能减震；屈曲约束支撑
1引言
近年来，消能减震技术得到逐步的推广，每年有大量的新建建筑采用消能减震设计。汶川地震以后，消能减震技术愈发得到重视，消能减震的应用呈现井喷的趋势。
对位移相关型消能器，在消能器设计位移幅值下往复循环30圈后，消能器的主要设计指标误差和衰减量不应超过15%，且不应有明显的低周疲劳现象。
3分析软件及计算内容
YJK建筑结构设计软件，大型商业有限元分析软件ETABS、PREFORM-3D。