屈曲约束支撑(UBB)介绍

屈曲约束支撑设计近年来，屈曲约束支撑技术在工程设计中得到了广泛应用。

屈曲约束支撑设计是一种利用结构材料的屈曲特性来增加结构的承载能力的方法，通过合理的设计和施工，可大幅度提高结构的稳定性和安全性。

本文将针对屈曲约束支撑设计进行深入探讨，旨在帮助读者更好地了解和应用该设计技术。

一、屈曲约束支撑的概念与原理屈曲约束支撑是一种通过增加约束力来提高结构承载能力的方法。

其基本原理是通过使用屈曲杆件或支撑构件，将结构的屈曲变形转化为约束变形，从而提高结构的稳定性。

屈曲约束支撑可以分为两种类型：弯曲屈曲约束和压杆约束。

弯曲屈曲约束通过增加结构的刚度，将结构的屈曲变形转化为弯曲变形；压杆约束则通过施加压力，将结构的屈曲变形转化为压杆行为，从而增加结构的承载能力。

二、屈曲约束支撑设计的优势与应用领域1. 优势：（1）提高结构的承载能力：屈曲约束支撑设计能够显著提高结构的承载能力，使得结构能够安全地承受更大的荷载。

（2）降低结构成本：相比传统的加固方法，屈曲约束支撑设计更为经济实用，减少了材料的使用量和施工难度，从而有效降低了结构的成本。

（3）节约施工时间：由于屈曲约束支撑设计采用了简化的施工工艺，可减少结构改造所需的时间，提高工程进度。

2. 应用领域：屈曲约束支撑设计广泛应用于各类工程结构的加固与改造中，特别适用于以下场景：（1）钢结构框架：对于具有较长结构单元或需要提高刚度和稳定性的钢结构框架，屈曲约束支撑设计能够有效提升其承载能力。

（2）混凝土结构：屈曲约束支撑设计可应用于混凝土柱、梁等构件的加固与改造，提高其抗震性能和承载能力。

（3）土木工程：在桥梁、隧道、地基加固等土木工程中，屈曲约束支撑设计可有效提高结构的稳定性和安全性。

三、屈曲约束支撑设计的实施步骤1. 结构评估和分析：首先对待加固的结构进行评估和分析，确定其受力情况、强度和稳定性等参数。

2. 设计约束支撑方案：根据结构的具体情况，采用合适的约束方式（弯曲屈曲约束或压杆约束），设计约束支撑方案。

屈曲约束支撑屈服位移-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分概述了本文的主要内容和结构。

本文将重点探讨屈曲约束支撑屈服位移的概念和原理，以及影响因素。

屈曲约束支撑屈服位移在工程领域具有重要意义，对于结构的强度和稳定性有着直接的影响。

在文章的结论部分，将总结屈曲约束支撑屈服位移的重要性，并展望其在未来的应用前景。

通过本文的阐述，读者将能更加全面地了解屈曲约束支撑屈服位移的相关知识，并对其应用能力有所了解。

1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为三个部分：引言、正文和结论。

在引言部分，我们将对屈曲约束支撑屈服位移进行概述，介绍文章的目的，并概括文章的结构。

在正文部分，首先我们将讨论屈曲约束的概念和原理。

这一部分将对屈曲约束的基本概念进行解释，包括屈曲约束的定义、作用原理和相关理论。

通过深入了解屈曲约束的概念和原理，我们可以更好地理解其在支撑屈服位移中的重要性。

接下来，我们将探讨支撑屈服位移的影响因素。

在这一部分，我们将介绍几个关键因素，包括材料强度、支撑形式和加载方式等，这些因素对支撑屈服位移产生重要影响。

通过分析这些因素的作用机制和影响程度，我们可以深入了解支撑屈服位移的特点和行为。

在结论部分，我们将总结屈曲约束支撑屈服位移的重要性，强调其在工程实践中的应用价值。

同时，我们也将展望屈曲约束支撑屈服位移的未来发展方向，探讨其在相关领域中的应用前景。

通过对屈曲约束支撑屈服位移的深入研究和应用前景的展望，我们可以为相关领域的工程实践提供一定的参考和指导。

综上所述，本文将从屈曲约束的概念和原理以及支撑屈服位移的影响因素入手，探讨屈曲约束支撑屈服位移的重要性，并展望其在应用中的前景。

通过这些内容的阐述，我们可以加深对屈曲约束支撑屈服位移这一重要概念的理解，并为相关领域的工程实践提供一定的参考和指导。

1.3 目的：本文的目的是探讨屈曲约束支撑屈服位移的概念、原理以及相关的影响因素。

通过研究屈曲约束支撑屈服位移的重要性和应用前景，旨在提供对结构工程领域中这一重要概念的深入理解和应用指导。

屈曲约束支撑基本原理1. 屈曲约束支撑的背景嘿，大家好！今天我们来聊聊一个在建筑领域里绝对不容小觑的“神兵利器”——屈曲约束支撑。

听起来像是个高大上的名字对吧？但别担心，我们会把它拆开讲，保证让你既听得懂又不觉得枯燥。

先说说屈曲约束支撑的来历。

它的诞生其实有点像老爷车的诞生——最开始，大家都是觉得车轮和车架就够了，殊不知汽车的安全性和舒适性都是靠细节来提升的。

同样，建筑也不是光靠几根钢筋就能稳固的，屈曲约束支撑就是为了填补这些细节中的空白而诞生的。

2. 屈曲约束支撑的基本原理2.1 支撑的作用那么，屈曲约束支撑到底是干啥的呢？咱们可以把它想象成一个“超级助攻”。

在建筑里，尤其是高层建筑或者大跨度的桥梁中，结构需要抵抗各种各样的力，比如风、地震这些“大恶霸”。

这些力就像是恶势力入侵你的家，需要有强有力的“守卫”来挡住它们。

屈曲约束支撑就扮演了这个“守卫”的角色，它通过自己的特殊设计，把外来的力量给抵挡住。

2.2 屈曲约束支撑的工作原理讲到这里，大家可能会问，屈曲约束支撑怎么做到的呢？说白了，它就是把支撑和约束两个“好兄弟”结合起来。

支撑的部分就像是建筑的“脊梁”，负责传递力；而约束则像是建筑的“保护伞”，防止支撑受力后变得弯弯曲曲、不堪一击。

举个例子，假如你有个大拇指特别强壮，但你的手掌软弱无力，那你就很难用大拇指做力气活。

屈曲约束支撑就好比是把你的手掌给加固了，这样大拇指就可以放心发挥作用啦。

通过这种组合，屈曲约束支撑可以有效地防止建筑在受到压力时变形或者屈曲，从而保护结构的稳定性。

3. 屈曲约束支撑的实际应用3.1 在高层建筑中的应用好啦，了解了基本原理，接下来咱们看看屈曲约束支撑在实际应用中的表现。

大家都知道，现在很多大城市里高楼大厦林立，像是撑起了一片“钢铁森林”。

这些高楼大厦在设计时可不能马虎，一不小心就可能像多米诺骨牌一样崩溃。

屈曲约束支撑在这里就发挥了关键作用，它帮助这些高楼抵御风力和地震的袭击，让建筑稳稳地站立在大地上。

消能减震技术——屈曲约束支撑摘要：消能减震装置已被应用于许多新建建筑和抗震加固工程中。

消能减震装置的分类方法有多种。

本文主要对屈曲约束支撑进行叙述。

关键词：消能减震装置，屈曲约束支撑一、国内外现状20世纪70年代, 国际土木工程界首次提出了结构振动控制的概念。

美国是开展消能减震(振)技术研究较早的国家之一。

早在1972 年竣工的纽约世界贸易中心大厦就安装了10000个粘弹性阻尼器(减小风振)。

日本是结构控制技术应用发展最快的国家, 特别是1995年神户地震发生后, 采用结构控制技术的建筑如雨后春笋般涌现出来。

在加拿大, Pall型摩擦阻尼器已被应用于许多新建建筑和抗震加固工程中, 在减小结构的振动作用时, 还取得较好的经济效益。

20世纪80年代初, 我国土木工程界王光远院士首先引入了结构振动控制的概念, 随后国内土木工程界的广大学者、研究人员深入展开了结构隔震、消能减震、吸振减震、主动控制、半主动控制和混合控制等方向的研究, 理论和试验研究、方案设计、结合实际工程分析研究、试点工程和应用等工作逐步推进, 并朝着标准化、规范化、产业化的方向迈进。

从90年代以来, 我国学者和工程技术人员也致力于该技术的研究与工程实用。

二、效能减震产品的分类消能减震装置的分类方法有多种。

按其与位移、速度的相关性可分为位移相关型消能减震器（如摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器和屈曲约束支撑）、速度相关型消能减震器（如粘滞阻尼器）和速度位移相关型消能减震器（如粘弹性阻尼器）；按其制造材料可分为金属消能减震器、粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器；按其消能减震机理可分为摩擦消能减震器、弹塑性消能减震器、粘滞阻尼器（粘弹性阻尼器）。

2.1屈曲约束支撑概述屈曲约束支撑(Buckling Restrained Brace——简称BRB)主要由内芯耗能单元，外围约束单元与两者之间的缝隙或无粘结材料组成。

内芯单元为钢芯，截面形式多为“一”形、“十”形、“H”形等多种形式：外围约束单元多为纯钢构件或钢管混凝土构件；无粘结材料有硅胶板，橡胶板等多种材料。

第51卷第8期2021年4月下建㊀筑㊀结㊀构Building StructureVol.51No.8Apr.2021DOI :10.19701/j.jzjg.2021.08.005∗ 十三 国家重点研发计划课题(2017YFC0703606)㊂作者简介:薛彦涛,博士,研究员,Email:yantaoxue@㊂屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构设计方法研究∗薛彦涛(中国建筑科学研究院有限公司,北京100013)[摘要]㊀目前屈曲约束支撑广泛用于新建和加固的钢筋混凝土框架结构中,构成屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构㊂鉴于这种结构的设计方法未在规范中明确规定,在试验研究和设计实践的基础上,提出一些设计建议,包括设计时需根据屈曲约束支撑性能采取不同的设计方法㊁结构适用高度㊁屈曲约束支撑布置方法和要求㊁小震作用下屈曲约束支撑计算假定㊁结构楼层位移角限值㊁屈曲约束支撑根据不同性能需采取的不同检验要求㊁屈曲约束支撑与结构的连接设计和钢筋混凝土框架的抗震措施㊂[关键词]㊀屈曲约束支撑;钢筋混凝土框架;抗震加固;消能减震中图分类号:TU375文献标识码:A文章编号:1002-848X (2021)08-0026-06[引用本文]㊀薛彦涛.屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构设计方法研究[J].建筑结构,2021,51(8):26-31.XUE Yantao.Study on design method of reinforced concrete frame structure with buckling restrained brace [J ].Building Structure,2021,51(8):26-31.Study on design method of reinforced concrete frame structure with buckling restrained braceXUE Yantao(China Academy of Building Research Co.,Ltd.,Beijing 100013,China)Abstract :At present,buckling restrained braces are widely used in new and strengthened reinforced concrete frame structures,which becomes the reinforced concrete frame structure with buckling restrained braces.In view of the fact that the design method of this kind of structure is not clearly specified in the code.Some design recommendations on the basis ofexperimental research and design practice was proposed,which includes different design methods should be adopted according to the performance of buckling restrained braces,applicable height of structure,arrangement method and requirements of buckling restrained braces,calculation assumption of buckling restrained braces under small earthquake,limit value of floor displacement angle,different inspection requirements of buckling restrained braces according to different performance,connection design between braces and structure,seismic measures of reinforced concrete frame.Keywords :buckling restrained brace;reinforced concrete frame structure;seismic reinforcement;energy dissipation 1㊀概述传统的建筑抗震设计依靠其主体结构的性能(强度㊁刚度或延性)抵御地震,使结构 小震不坏㊁中震可修㊁大震不倒 ㊂由于地震作用的随机性,一旦地震烈度超出人们预估的范围,将使结构产生严重的损坏甚至倒塌,造成重大的经济损失和人员伤亡㊂因此,经济而有效的设计方法是采用结构抗震控制技术,通过对结构作特殊构造处理或附设控制装置,借助于特殊构造或控制装置在结构振动中的变形或运动,耗散地震输入结构的大部分能量,确保主体结构在大震中免于损坏㊂研究表明,普通钢筋混凝土框架,如果构造合理(梁㊁柱端及节点核心区箍筋加密),则具有较好的抗震性能,但在承受较大量级的地震作用时,由于其抗侧刚度小㊁强度低,难以控制结构的侧向变形,导致结构发生严重的非线性损坏,直至倒塌㊂这样的震害现象也在我国多次大地震中出现㊂采用框架-剪力墙结构能够很好地解决框架刚度不足的问题,但会遇到两个问题:1)设置少量的剪力墙来解决框架结构位移的问题时,采用的层间位移角控制指标是什么?由于框架-剪力墙结构出现开裂时的层间位移角约为1/800,因此少墙框架结构也应采用这个指标,否则不满足‘建筑抗震设计规范“(GB50011 2010)(简称抗震规范) 小震不坏 的设计原则,这样一来,要求结构设置的剪力墙的墙肢会增多㊂2)框架-剪力墙结构刚度较纯框架结构刚度大得多,剪力墙承担大部分的地震作用,设计计算时,剪力墙配筋往往是超筋,或抗剪截面承载力不足,这种情况下会要求设置足够数量的剪力墙,影响了建筑物的使用㊂图1为某少墙框架结构中的剪力㊀㊀㊀㊀㊀第51卷第8期薛彦涛.屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构设计方法研究图1㊀少墙框架结构中的剪力墙图2㊀钢支撑压屈破坏严重墙图3㊀屈曲约束支撑构造形式墙[1],由图可知,剪力墙剪切破坏时框架柱损伤很小㊂钢筋混凝土框架+钢支撑结构的刚度介于纯框架结构与框架-剪力墙结构之间㊂在正常使用阶段和多遇地震作用下,结构具有足够的刚度和强度安全储备,钢支撑可以增加结构刚度,达到减小结构变形的目的㊂在罕遇地震作用下,钢支撑进入塑性阶段,消耗地震能量,达到结构抗倒塌的目的㊂如果采用普通钢支撑框架结构,钢支撑杆件在地震作用下会出现受压屈服,其强度和刚度大幅度退化,随即导致结构的严重损坏,如图2所示㊂钢支撑加固钢筋混凝土框架结构的试验结果表明[2],钢支撑杆件先于钢筋混凝土框架破坏,只能起第一道防线的作用㊂采用屈曲约束支撑则能够很好地弥补这一点,屈曲约束支撑受压时不屈服,完全实现受压时屈曲约束支撑的塑性发展要求,性能与受拉时性能完全相同㊂1.1屈曲约束支撑性能屈曲约束支撑(BRB /UBB)由芯材,无粘结材料㊁填充材料㊁外套筒组成(图3)㊂屈曲约束支撑仅芯板与其他构件连接,所受的全部荷载由芯板承担,约束套筒仅约束芯板受压屈曲,使得芯板在受拉和受压下均能进入屈服,因而其滞回性能优良(图4),具有很强的耗能能力㊂屈曲约束支撑一方面避免了普通支撑拉压承载力差异显著的缺陷,另一方面具有金属消能器的耗能能力,可以在结构中充当 保险丝 的作用,保护主体结构安全㊂目前,国内已解决屈曲约束的材料[3]㊁产品构件和生产工艺等技术难题,生产出拥用自主知识产权的产品,为屈曲约束支撑的广泛应用奠定了基础㊂1.2屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构抗震性能屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构[4-8]的刚度介于框架与剪力墙之间,地震作用可以在框架和支撑间合理分配㊂多遇地震作用下,结构具有足够的刚度和强度安全储备,支撑主要起增加结构刚度㊁减小结构变形的作用㊂罕遇地震作用下,支撑进入塑性阶段,消耗地震能量,达到结构抗倒塌的目的㊂图4㊀屈曲约束支撑滞回曲线㊀㊀屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构试验表明[4-8],模型结构在试验中表现出较高的抗侧刚度㊁抗剪强度和变形能力,滞回曲线饱满(图5),没有随着变形的增大而出现混凝土框架结构的 捏拢 现象,具有很强的耗能能力㊂主体框架结构破坏后,支撑仍能持续发挥作用,骨架线保持稳定,保证屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构的延性达到1/50㊂支撑性能对屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能至关重要,要求支撑不能先于框架结72建㊀筑㊀结㊀构2021年图5㊀屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构滞回曲线构破坏,有些试验发生屈曲约束支撑先于框架破坏是不能接受的,对屈曲约束支撑大变形下的性能应有试验检测保证㊂2㊀屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构设计原则2.1屈曲约束支撑应用范围屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构是一种新型抗震体系,它具有较高的抗侧刚度㊁强度和延性,依靠屈曲约束支撑消耗大量地震能量,使主体结构在罕遇地震作用下免于倒塌破坏㊂对于大量出现在地震区的建筑,当采用传统框架结构已不能满足要求时,这种结构体系可以优先考虑㊂对于震损㊁达不到抗震设防要求㊁使用状况改变㊁加层等需要进行抗震加固的框架结构,也可以采用屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构体系㊂2.2适用高度规范对屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构的适用高度没有明确规定,但可根据‘建筑抗震设计规范“(GB50011 2010)(简称抗震规范)对消能减震结构以及钢支撑-钢筋混凝土框架结构的规定,来确定屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构的适用高度㊂当把屈曲约束支撑作消能器使用时,结构按消能减震结构设计,此时,结构高度取对应的框架结构适用高度,见表1㊂当把屈曲约束支撑作钢支撑使用时,结构可按钢支撑-框架结构设计,结构高度取框架结构和框架-剪力墙结构的结构高度的平均值,见表2㊂按框架结构取适用高度表1设防烈度678(0.2g)8(0.25g)9适用高度/m6050403524按钢支撑-框架结构取适用高度表2设防烈度678(0.2g)8(0.25g)9适用高度/m9585705535这两种设计方法不同,高度取值相差很大,区分的方法如下:设计时,高度不超过框架结构适用高度时,可按消能减震要求设计,屈曲约束支撑按消能器要求检测㊂此时,对屈曲约束支撑数量没有什么特别要求,只需满足结构变形和强度要求即可㊂高度超过框架结构适用高度,但不超过钢支撑-框架结构的适用高度时,按钢支撑-框架结构要求设计㊂屈曲约束支撑根据设计要求按构件或消能器要求检测㊂此时需满足下面两个条件:1)底层的钢支撑框架按刚度分配的地震倾覆力矩应大于结构总地震倾覆力矩的50%;2)结构阻尼比不应大于4.5%,或按混凝土框架部分和钢支撑部分在结构总变形能所占的比例折算为等效阻尼比㊂2.3屈曲约束支撑的布置原则在框架结构中增设屈曲约束支撑,是一种极为有效而经济的抗震方法,但是斜向支撑会妨碍建筑的平面布置,除不利于开门窗洞口外,对内部空间和人流的安排也带来不便㊂因此,斜向支撑常集中布置在结构的竖向区格或单榀结构上,以使其不利影响降低到最小程度㊂最有效但也是最有妨碍的斜向支撑类型是能够形成全对角桁架的支撑;全对角支撑单榀结构常常布置在不需要通道的部位,诸如电梯㊁设备㊁楼梯间附近及它们之间的位置上,这些部位在建筑使用期间不会变动㊂屈曲约束支撑的结构布置应符合下列要求:1)在结构的两个主轴方向同时布置;2)上下连续布置,当受建筑方案影响无法连续布置时,置在邻跨延续布置,同时保证支撑上部框架支撑的柱具有足够竖向刚度和强度;3)支撑宜用人字支撑㊁V形支撑或单斜撑;4)支撑在平面内布置应避免扭转效应;5)支撑之间无大洞口的楼㊁屋盖的长宽比不宜大于3ʒ1,否则应考虑楼板的弹性效应㊂在水平荷载作用下,屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构的屈曲约束支撑类似于竖向悬臂桁架,柱如弦杆一样承担外部荷载产生的弯矩,斜支撑和梁如同腹杆承担水平剪力㊂弦杆的轴向变形对框架侧向变形的影响使结构趋于产生 弯曲 的形状,而腹杆变形的影响使结构趋于产生 剪切 的形状,最终形成的侧向变形形状是弯㊁剪两种曲线效果的组合㊂一般在均衡的低层支撑结构中,剪切变形最为重要;在中高层结构中,主要产生弯曲变形,柱承受较大的轴向力和变形,柱承受的沿高度方向的大量变形积累,是结构产生弯曲变形的主要原因㊂因此,在斜支撑单榀结构中,位于结构顶端或接近于顶端处的层间位移值最大㊂据此可知,对于剪切型的低层结构,82第51卷第8期薛彦涛.屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构设计方法研究应注意在结构底部设置支撑;对于弯曲型的中高层结构,不能忽视在结构顶部设置支撑㊂在单跨带支撑的单榀结构中,地震作用使该单榀结构的底层柱产生较大的拉力,这些拉力能否部分或全部被结构的恒载所抵消,取决于该柱支承的楼面荷载㊂但当屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构的高宽比较大时,向上拉起的力就可能会很大以致难以处理㊂在多跨单榀结构中,可以通过在单榀结构不同跨内的相邻各层布置支撑来解决这种问题㊂为满足建筑要求,可以在同一个单榀结构的不同跨或在各平行单榀结构的部分跨中设置支撑,但需要保证每个设置支撑跨的侧向刚度尽量相等㊂在有些情况下,由于楼层的收进或出现转换,不可能在结构的某一个立面沿整个高度布置支撑㊂遇到这种情况时,可以通过楼板平面内刚度或通过楼板平面内设置的水平斜支撑将剪力从收进或转换层上面的斜支撑单榀结构处传递到下面的结构中㊂3㊀计算方法根据抗震规范的有关规定及相关科研成果,建议抗震计算采用如下方法㊂3.1多遇地震作用下的抗震强度验算屈曲约束支撑作为金属类消能器的一种,属位移型阻尼器,在多遇地震作用下可以提供刚度和附加阻尼㊂在钢筋混凝土框架结构中使用屈曲约束支撑时,框架结构的层间位移角限值为1/550,按支撑可能产生最大应变的设置角度折算,支撑应变为1/1000左右㊂因此,屈曲约束支撑在多遇地震作用下能够提供的附加阻尼很小,其提供的主要还是附加刚度㊂因此,屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构在多遇地震作用下进行强度和变形验算时,假定屈曲约束支撑不屈服且处于弹性状态,计算则得以简化㊂验算需要注意的问题为:1)计算时,屈曲约束支撑按普通支撑对待,强度验算时不考虑长细比影响,并采用振型分解反应谱法进行计算;2)钢筋混凝土框架构件按现行抗震规范有关钢筋混凝土框架结构的要求进行抗震强度验算㊂3.2阻尼比取值屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构包含了混凝土构件和钢构件,两种构件的阻尼比不同,混凝土构件的阻尼比通常取0.05,钢构件取0.02,组合后的结构阻尼比取决于其在总变形能中所占的比例㊂采用振型分解反谱法进行分析时,不同振型的结构,阻尼比也不同㊂可采用式(1)计算结构的振型阻尼比[9]㊂ξi=0.02ϕT i1K1ϕi1+0.05ϕT i2K2ϕi2ϕT i1K1ϕi1+ϕT i2K2ϕi2(1)式中:ξi为振型i的阻尼比;K1,K2分别为混凝土构件和支撑构件刚度矩阵;ϕi1,ϕi2分别为振型i在混凝土构件和支撑构件上的位移㊂当采用简化估算时,阻尼比取值符合下列要求: 1)支撑框架承担大于50%的总倾覆力矩时,支撑抗侧力起主要作用,结构阻尼比不应大于4.5%;2)支撑框架承担不大于50%的总倾覆力矩时,混凝土框架抗侧力起主要作用,结构阻尼比取5%㊂3.3多遇地震作用下结构变形抗震规范规定,多遇地震作用下钢支撑-混凝土框架结构的弹性层间位移角限值取框架结构和框架-剪力墙结构的内插值,限值为1/650㊂多遇地震作用下结构的层间位移角限值取决于结构构件和装修不坏㊂框架结构的层间位移角限值为1/550,而钢支撑被屈曲约束支撑替换后,当层间位移角为1/550时,支撑不会出现受压失稳情况[10]㊂因此,建议屈曲约束支撑-混凝土框架的弹性层间位移角限值取框架结构楼层弹性位移角限值[θe]ɤ1/550[10]㊂3.4屈曲约束支撑屈服承载力为了使屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构在罕遇地震作用下具有更好的抗倒塌性能,并使结构设计更加经济合理,建议进行弹性分析时,屈曲约束支撑承担的楼层剪力不低于各楼层剪力的40%㊂3.5二道防线设计问题根据检验标准的不同,屈曲约束支撑分为两类:一类为消能器,按消能器检验,要求晚于框架结构破坏;另一类为消能构件,按抗震规范对构件的要求检测,罕遇地震作用下支撑是否破坏并没有明确规定㊂作为消能器,屈曲约束支撑能与框架共同作用,共同承担地震作用直至最后破坏,因此,计算框架配筋时,可考虑支撑作用㊂作为消能构件,屈曲约束支撑可能早于框架破坏,这时支撑还是第一道防线,为安全起见,此时仍要求框架承担全部地震作用,框架承载力验算不考虑支撑的作用㊂3.6罕遇地震作用下弹塑性位移验算罕遇地震作用下,结构薄弱层支撑进入塑性阶段时,已不再是弹性结构强度验算问题,而是在罕遇地震作用下薄弱层弹塑性位移验算,以检验结构是否可能倒塌㊂对于屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构,由于92建㊀筑㊀结㊀构2021年设置屈曲约束支撑进入塑性耗能阶段,大大增加了结构的阻尼㊂一旦薄弱层的屈曲约束支撑屈服,引起结构自振周期增长,地震作用减弱,尤其是结构阻尼的加大,结构的地震响应将明显减小,使得屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构能够有效抵御罕遇地震作用而不致倒塌,甚至能够抵御超烈度地震作用㊂这也是采用抵御罕遇地震作用框架这类抗震结构最主要的优势所在㊂从试验结果看,采用普通钢支撑时,普通钢支撑先于框架结构彻底破坏,其后地震作用由框架独自承担,普通钢支撑破环时框架位移角约为1/80[2],抗震规范给出的1/67的限值要求明显偏松㊂采用屈曲约束支撑时,破坏情况大不相同,框架破坏先于屈曲约束支撑㊂试验进行到框架顶点位移角为1/30[4]时,支撑仍未破坏,多个试验也表明,采用屈曲约束支撑的框架结构,屈曲约束支撑与框架共同变形,承担地震作用,层间弹塑性位移角达到1/50[5,7-8,10]㊂建议屈曲约束支撑-钢筋钢筋混凝土框架结构在罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角限值[θp]取1/50㊂4㊀抗震措施屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构中的框架分两部分:一部分与支撑直接相关,称为支撑框架结构,在‘建筑消能减震技术规程“(JGJ297 2013) (简称消能减震规程)中称为子结构;另一部分为钢筋混凝土框架结构㊂对钢筋混凝土框架结构,消能减震规程要求按钢筋混凝土框架结构设计,抗震措施与框架结构相同㊂当屈曲约束支撑作为消能器使用时,消能减震规程规定结构抗震性能明显提高,地震影响系数不到非消能减震结构的50%时,可降低一度采用抗震措施㊂但由于多遇地震作用下,增加屈曲约束支撑后的框架结构,结构刚度也随之增加,但结构阻尼不增加,因此整个结构的地震作用是增加的,不能满足 降度 取值的条件㊂支撑框架结构(子结构)的设计要求在抗震规范中的消能减震章节没有规定,在附录G钢支撑-钢筋混凝土框架结构中要求抗震等级提高一级㊂而在消能减震规程中要求支撑框架结构(子结构)中的梁和柱按重要构件设计,应考虑罕遇地震作用效应和其他荷载作用标准值的效应,其值应小于构件极限承载力㊂从设计实践看,低烈度区消能减震规程这个要求还是可以实现的,而高烈度区很困难㊂试验研究表明[4-5],支撑框架结构的损伤或破坏程度并不比非支撑框架结构严重,按抗震规范提高一级取值还是可行的㊂屈曲约束支撑-框架结构的设计要求具体如下: 1)钢筋混凝土框架主体部分按抗震规范第6章的规定进行设计㊂2)支撑框架结构(子结构)提高一个抗震等级,但不超过一级㊂3)框架梁柱在支撑节点板预埋件以外500mm或梁柱截面最大尺寸范围内箍筋应加密㊂5㊀屈曲约束支撑的检验抗震规范要求,屈曲约束支撑由第三方进行抽样检验㊂设计人员应根据屈曲约束支撑用途,采用不同的检验要求㊂5.1屈曲约束支撑检验要求(1)按消能器要求检验抗震规范规定,在设计位移幅值下,往复循环加载30圈,屈曲约束支撑的主要设计指标误差和衰减不应超过15%,不应有明显的低周疲劳现象㊂(2)按构件要求检验抗震规范对屈曲约束支撑构件要求在屈曲约束支撑长度的1/300,1/200,1/150和1/100下,各自往复加载3周㊂试验得到的滞回曲线应稳定㊁饱满㊂5.2屈曲约束支撑检验数量抽检数量为同一类型同一规格数量的3%,当同一类型同一规格的屈曲约束支撑数量较小时,可以在同一类型屈曲约束支撑中抽检总数的3%,但不小于2个,检测合格率为100%,检测合格后的屈曲约束支撑不能用于主体结构㊂屈曲约束支撑的类型包括:芯材的截面形式和约束体截面形式㊂芯材常用的截面形式有 一 字形, 十 字形和 工 字形(图3(b))㊂约束体主要有外包钢管混凝土式和全外包钢式㊂同一类型要求支撑芯材截面和约束体截面相同㊂屈曲约束支撑规格指支撑的长度和屈服承载力㊂同一类型要求支撑的长度不超过50%,承载力相差不超过100%㊂6㊀屈曲约束支撑连接6.1屈曲约束支撑连接形式屈曲约束支撑与框架的连接方式有:螺栓连接㊁焊接连接㊁销轴连接㊁法兰连接,见图6㊂其中焊接连接最为简单,节点板可预先与框架预埋板焊好,支撑安装时进行支撑与节点板间的焊接㊂焊缝通常为对接焊,对焊缝质量要求较高,通常要求1级焊缝,但是当连接处的截面承载力大于支撑芯材承载力1.5倍以上时,可按2级焊缝要求㊂螺栓连接与普通钢构件的螺栓连接方式相同,可采用普通螺栓或高强螺栓,承载力可以由螺栓剪03第51卷第8期薛彦涛.屈曲约束支撑-钢筋混凝土框架结构设计方法研究图6㊀屈曲约束支撑连接方式力或高强螺栓摩擦力提供㊂销轴连接利用销轴抗剪承担支撑拉压荷载㊂法兰连接则利用螺栓的抗拉和法兰抗压承担支撑荷载,螺栓可采用普通螺栓或高强螺栓㊂这两种连接方法施工时,需先将支撑与节点板连接好,再将节点板焊接到框架预埋件上,现场焊接工作量较大㊂6.2屈曲约束支撑与节点板连接验算屈曲约束支撑与主结构之间的连接应在弹性范围内工作㊂6.2.1螺栓连接为保证与屈曲约束支撑相连节点在罕遇地震作用下不发生滑移,其连接高强度摩擦型螺栓的数量n 可由下式确定:n ȡλN bu0.9n f μP (2)式中:n f 为传力摩擦面数目;μ为摩擦面的抗滑移系数;P 为每个高强螺栓的预拉力;N bu 为屈曲约束支撑极限承载力,N bu =ωN by ,N by 为屈曲约束支撑屈服承载力,ω为屈曲约束支撑强屈比,取值见表3;λ为系数,保证节点板处于弹性状态,新建工程取1.2,加固工程取1.1㊂屈曲约束支撑材料的强屈比表3材料型号Q100LY,Q160LYQ225LY Q235,Q345,Q390ω21.51.56.2.2焊接连接对于承载力较大的屈曲约束支撑,如果节点采用螺栓连接,所需的螺栓数量比较多,使得节点所需连接段较长,此时节点可采用焊接连接㊂焊接可采用角焊缝或对接焊缝,焊接连接的承载力应满足下式要求:N f =λN bu(3)6.2.3销轴连接销轴直径为:D ȡ4λN buπn v f v b (4)式中:n v 为受剪面的数目;f v b 为销轴的抗剪强度设计值,若销轴采用调质45号钢制作,则其f v b =250MPa㊂6.2.4法兰连接采用法兰连接时,采用螺栓受拉承载力计算,螺栓数量n 可由下式确定:n ȡλN bu N(5)式中N 为单个螺栓受拉承载力设计值㊂7㊀结语屈曲约束支撑拉和压性能一致,延性较高,具有很强的耗能能力,与钢筋混凝土框架结构结合可以有效提高结构的刚度㊁强度和耗能能力,结构延性也优于采用普通钢支撑结构,可广泛用于地震区的新建和加固框架结构中㊂参考文献[1]ROGER PARRA.Report of building damage in Santiago,Chile [R].Degenkolbᶄs Reconn team,Chile,2010.[2]范苏榕.钢支撑加固钢筋混凝土框架结构的试验研究[D].南京:南京工业大学,2002.[3]葛荣荣,薛彦涛,牛向阳.国产钢材LYP225的低周疲劳试验研究[J].土木工程学报,2017,50(1):12-19,45.[4]薛彦涛,金林飞,韩雪,等.钢筋混凝土框架屈曲约束支撑试验研究[J].建筑结构,2013,43(1):1-4,13.[5]顾炉忠,高向宇,徐建伟,等.防屈曲支撑混凝土框架结构抗震性能试验研究[J].建筑结构学报,2011,32(7):101-111.[6]乔金丽,侯双,任泽民,等.屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究[J].建筑结构,2017,47(8):29-32,58.[7]黄海涛,高向宇,李自强,等.用附加防屈曲支撑钢筋混凝土框架加固既有钢筋混凝土框架抗震性能试验研究[J].建筑结构学报,2013,34(12):52-61.[8]武娜,高向宇,李自强,等.用带防屈曲支撑的内嵌式钢框架加固混凝土框架的试验研究[J].工程力学,2013,30(12):189-198.[9]薛彦涛,巫振弘.隔震结构振型分解反应谱计算方法研究[J].建筑结构学报,2015,36(4):119-125.[10]袁钰,吴京.屈曲约束支撑框架层间位移及其限值的探讨[J].建筑结构,2009,39(8):73-76.13。

屈曲约束支撑倾覆力矩
屈曲约束支撑是一种金属屈服型阻尼器，是一种耗能支撑形式。

屈曲约束支撑在小震时为弹性，为结构提供抗侧刚度；在中震和大震时，屈曲约束支撑先于框架屈服，消耗地震输入的能量，减小框架的地震响应。

其工作原理是在地震作用下，框架部分首先承受水平地震作用，随着水平地震作用的增大，框架部分的侧向变形不断增大，当框架部分的侧向变形达到屈曲约束支撑的屈服变形时，屈曲约束支撑开始屈服耗能，减小框架部分的侧向变形。

在框架结构中，屈曲约束支撑通常布置在框架梁和框架柱之间，以提供额外的侧向刚度和稳定性。

在地震作用下，屈曲约束支撑可以通过自身的变形来吸收地震能量，从而减少框架结构的倾覆力矩。

需要注意的是，屈曲约束支撑的设计和使用需要考虑到其力学性能和使用条件，以确保其能够有效地发挥作用。

同时，在实际应用中，还需要考虑到屈曲约束支撑的安装和维护等问题。

屈曲约束支撑屈曲约束支撑施工方案筑城永固范本一：正文：一：屈曲约束支撑的概述1.1 屈曲约束支撑的定义屈曲约束支撑是一种用于施工中的结构支撑技术，通过在结构体上设置约束支撑来提高结构的稳定性和安全性。

1.2 屈曲约束支撑的作用屈曲约束支撑可以起到以下作用：- 提高结构的抗倾覆能力；- 降低结构的变形和振动；- 分担结构的荷载；- 加固结构的强度和刚度。

二：屈曲约束支撑施工方案的制定2.1 施工前的准备工作施工前需要进行以下准备工作：- 清理施工区域；- 确定约束支撑的位置和数量；- 确定约束支撑材料和规格。

2.2 约束支撑的安装安装约束支撑需要遵循以下步骤：- 进行约束支撑的基础施工；- 安装约束支撑杆件；- 进行约束支撑杆件的预应力调整；- 进行约束支撑杆件的固定。

2.3 施工后的检测和验收施工完成后需要进行以下检测和验收工作：- 检测约束支撑的稳定性和刚度；- 检测约束支撑杆件的预应力调整；- 进行约束支撑的验收。

三：筑城永固的重要性筑城永固是指通过使用各种技术和方法来加固和维护城市建筑和设施，保证其稳定性和安全性。

筑城永固的重要性表现在以下几个方面：- 提高城市建筑和设施的抗震能力；- 延长城市建筑和设施的使用寿命；- 防止城市建筑和设施出现倒塌和损毁的情况；- 保障城市居民的人身和财产安全。

四：附件本文档涉及的附件包括但不限于以下内容：- 屈曲约束支撑施工方案的设计图纸；- 屈曲约束支撑施工的施工图纸；- 屈曲约束支撑材料的供应合同；- 屈曲约束支撑的检测报告。

五：法律名词及注释- 屈曲约束支撑：采用约束支撑技术进行结构支撑的一种方法。

- 约束支撑：在结构体上设置的支撑杆件，用于增强结构的稳定性和安全性。

- 施工图纸：包括施工工艺和程序、材料规格和数量等内容的图纸。

- 检测报告：对约束支撑的稳定性和刚度进行检测的报告。

范本二：正文：一：屈曲约束支撑的基本原理屈曲约束支撑是一种常用的结构支撑技术，其基本原理如下：1. 屈曲约束支撑通过在结构体上设置约束支撑，增强结构的稳定性和安全性。

约束屈曲支撑-框架结构体系分析
约束屈曲支撑是一种使用约束来控制变形的结构形式。

在框架结构体系中，约束屈曲
支撑被广泛应用于建筑、桥梁和其他工程结构中，用于提高结构的稳定性和承载能力。

约束屈曲支撑的基本原理是通过在结构中加入适当的约束，将结构的变形限制在允许
范围内，避免发生失稳或破坏。

约束屈曲支撑可以分为两种类型：主动约束和被动约束。

主动约束是通过施加外部力或装置来约束结构的变形，例如使用拉索、钢筋或杆件等。

被
动约束是通过结构自身的刚度和形状来限制结构的变形，例如使用板、墙体或其他刚性元素。

在框架结构体系中，约束屈曲支撑的应用可以通过以下几个方面来分析：
1. 提高抗倾覆能力：框架结构在受到侧向荷载作用时，容易发生倾覆。

通过在结构
中设置适当的约束屈曲支撑，可以提高结构的抗倾覆能力，减小倾覆风险。

在高层建筑中
使用钢筋混凝土剪力墙作为约束屈曲支撑，可以有效地增加结构的稳定性。

约束屈曲支撑在框架结构体系中起着重要的作用，可以提高结构的稳定性和承载能力。

根据结构的具体要求和设计参数，可以选择合适的约束屈曲支撑形式和位置，以满足结构
的设计要求。