防屈曲支撑

摘要： 福州人民会堂因功能升级,部分位置使用功能和施加荷载发生较大改变,原有结构构件抗震承载力不满足要求。为提高结构的抗震性能,满足现有抗震规范要求,本文提出采用防屈曲支撑(BRB)加固方案。利用大型有限元软件ETABS建立福州人民会堂的有限元模型,对加固前后的结构进行了多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析。结果表明:在多遇地震作用下,采用BRB加固,可提高结构的刚度,结构X和Y方向得到最大位移角分别由1/335和1/496减小到1/721、1/855,满足规范要求,结构属于弹性,BRB内力小于其屈服承载力,满足在小震中BRB提供刚度的设计目标;罕遇地震下,加固结构X和Y方向最大位移角分别为1/76、1/78,满足规范要求,BRB内力大于屈服承载力,但小于其设计承载力,满足BRB罕遇地震下大震屈服且不破坏的设计目标,其滞回曲线饱满,耗散了大量地震作用,为结构主体在地震中提供了良好的安全保证,可作为同类大型公共建筑抗震加固的参考。

摘要： 防屈曲支撑(BRB)作为一种优良的耗能构件,广泛应用于工程结构。在钢筋混凝土(RC)框架结构中布置防屈曲支撑时,支撑与梁柱节点的连接往往是结构抗震设计的重点和难点。传统的连接方式为节点板与梁柱混凝土中的预埋件焊接,再与BRB直接相连。然而,框架作用产生的开合效应和地震动引起的往复荷载容易使焊缝疲劳撕裂,从而导致节点连接破坏。为此,该文提出了开孔钢板剪力键(PBL)整体式连接节点,并将其应用于BRB-RC框架结构中。基于泛应力法,给出了节点板和PBL的设计方法。以此为基础,开展了BRBRC框架结构的节点设计,进行了节点的有限元模拟和试验分析。研究结果表明:BRB与RC梁柱的连接节点承载力强,塑性铰转移到节点板边缘以实现损伤可控,BRB的承载-耗能性能得到了充分发挥;该新型节点连接形式安全、可靠,可显著提升结构的抗震性能。

摘要： 防屈曲支撑是一种兼具普通支撑和金属阻尼器双重功能的支撑形式,具有良好的滞回特性,主要由支撑内芯,外围约束构件组成,在耗能减震领域得到了广泛的应用。综述了防屈曲支撑的构造及受力原理,介绍了近年来国内的相关研究进展与成果,并总结了仍需要进一步研究的问题。

摘要： 为研究钢支撑对RC框架抗连续倒塌性能的加固效应,在实验室制作了2榀RC平面子框架试件,并对其中1榀框架通过钢支撑进行加固,采用pushdown加载方式研究钢支撑对RC框架破坏模式和抗倒塌承载能力的影响。试验结果表明:钢支撑可以提高峰值荷载超过122%,其承载能力随拉杆的断裂而突然下降;由于压杆在加载初期就发生严重的平面外屈曲破坏,故仅对试件的初始刚度有影响,对峰值荷载作用很小。为进一步量化拉杆与压杆的加固贡献,通过商用有限元软件LS-DYNA进行精细有限元分析。有限元结果进一步验证了试验结果:采用角钢加固RC框架,压杆在加载初期容易发生平面外屈曲,对结构抗力影响不大,抗力提升主要由拉杆提供;通过拓展分析发现:采用防屈曲支撑加固可以显著提升压杆对结构抗力贡献,如压杆使用方钢管混凝土截面比L形截面峰值荷载提升超过42.8%。

摘要： 针对传统防屈曲支撑芯材单一材料对支撑整体性能带来的局限性,提出开发了一种新型材料热轧抗震阻尼钢,将其与低屈服点钢LY160组合成十字型芯材,从而提高了支撑的累计塑性变形的能力和延性。运用有限元软件ANSYS Workbench对其进行数值模拟计算,分析了两种材料不同配比下,对于支撑性能的影响。研究结果表明:低屈服点钢可以降低支撑的屈服点,使支撑快速进入屈服状态,提高支撑的延性和累计塑性变形的能力,热轧抗震阻尼钢可以提供较高的抗拉强度和塑性,保证支撑在中强震下不失稳破坏;该类新型防屈曲支撑滞回曲线饱满,承载力高,耗能性强,当阻尼钢占比达到50%~65%时,防屈曲支撑具有更优越的性能。

摘要： 2008年汶川地震发生后,接近90%以上的房屋化为废墟,尤其是公共建筑:如学校、医院等,受到地震作用后,出现失稳或者倒塌等现象,直接导致了人员伤亡和国民经济的损失。为了避免由于建筑物结构的稳定问题而造成的类似安全事故,防震减震技术在工程的设计中得到了高度的重视。而维持建筑物的稳定及其原有形态,以起到减震作用,成为减震技术的重要组成部分。防屈曲耗能支撑作为一种新兴的支撑形式,其不仅能够增大楼层的侧移刚度,使其能在发生水平地震作用时不至于产生过大的变形,而且能够通过自身的耗能,减少地震作用产生的能量,减轻主体结构受到破坏。目前,防屈曲耗能支撑在工程加固改造和钢结构中应用广泛。工程实践也表明,防屈曲耗能支撑具有施工简单方便的特点。本文通过查阅相关文献,探究了防屈曲耗能支撑在抗震性能分析中的优点及缺点,并结合抗震规范,给出了防屈曲支撑的弹性层间位移角建议取值。

摘要： 附加阻尼比是消能减震体系设计中的重要性能参数,传统方法采用阻尼器滞回耗能和减震体系总应变能的比值作为量化结果,并通常采用双线性模型计算防屈曲支撑滞回耗能,计算精度较低。采用积分方法推导能够精确反映阻尼器滞回性能的Bouc-Wen模型的滞回能量显式化解析表达式,并提出分别基于应变能法和模态阻尼耗能法的时变附加阻尼比计算方法。为了准确控制减震体系的阻尼比,将减震体系层间位移角不超限和附加有效阻尼比作为控制目标,阻尼器的布置方案和阻尼力的大小作为设计变量,提出面向阻尼比-位移双目标的减震体系设计方法和流程。对一钢混框架减震体系进行迭代设计和分析,确定计算时变滞回能量的合理时段长度,并对不同的时变阻尼比计算方法进行比较。结果表明:基于应变能法的附加阻尼比偏大,不利于结构安全,建议采用模态阻尼耗能法的平均值表征附加有效阻尼比。

摘要： 本文详细介绍了近年来国内外学者在防屈曲支撑的研究进展,从防屈曲支撑的构造(核心单元、约束单元、滑动机制单元)及工作原理出发,重点讨论了国内外学者针对传统防屈曲支撑所提出的问题,以及有效的应对措施,既优化了抗震性能,又让防屈曲支撑的应用范围不断拓展。基于目前的研究现状,新型双阶段防屈曲支撑应运而生,也为改善传统防屈曲支撑提供了参考价值,有良好的应用前景。

摘要： 该文围绕防屈曲支撑钢框架结构提出了一种新的抗震性能化设计方法。在选取性能目标时,为了兼顾建筑中结构主体和非结构成分的地震安全,该方法选取了峰值层间位移角、峰值楼面加速度和残余层间位移角共同作为性能目标。以等效单自由度体系的弹塑性时程分析计算结果进行参数分析,掌握防屈曲支撑钢框架结构随基本周期和强度折减系数变化的地震响应规律;根据结构动力学理论将单自由度体系的计算结果推广至多自由度体系;基于此发展出一种新的抗震性能化设计方法。为演示和论证该方法的有效性,该文选取了一栋六层防屈曲支撑钢框架结构的基准模型进行抗震设计,并开展一组地震动作用下的弹塑性时程分析。抗震性能评估的结果表明:由该方法设计的结构能够较好地同时满足多个设计目标的要求。该文的设计方法对于其他类型结构的抗震设计也具有一定的借鉴价值。

摘要： 为研究近断层地震动下防屈曲支撑对层间隔震结构的影响,基于SAP2000有限元分析软件,建立高层建筑结构模型,输入近断层地震波,分析对比近断层地震动作用下传统层间隔震与含防屈曲支撑的层间隔震结构地震响应。研究表明:防屈曲支撑的加入对隔震体系平动控制影响不大,但会降低结构的扭转效应。防屈曲支撑解决了隔震支座在罕遇地震下位移超限问题,隔震层支座滞回曲线更加饱满。与传统隔震结构相比,防屈曲支撑增加了结构刚度导致结构地震响应有所放大,但大幅降低了隔震层处的地震响应。因此,含防屈曲支撑的层间隔震结构可有效降低隔震支座的水平位移,但需要注意结构地震响应指标的变化。

摘要： 基于消能减震能力设计防屈曲支撑钢框架试件,对构件进行不同强度地震作用下的振动台试验,从结构的试验现象、位移、应力等方面对构件进行研究.振动台试验研究和结果表明:当结构采用防屈曲支撑时,结构在不同强度地震波作用下没有明显的破坏现象;在工况Elc波0.9g作用下,最大层间位移角仅为1/263,满足规范要求;所测防屈曲支撑钢框架各点的应力均小于屈服应力235MPa,整体结构均保持弹性,没有发生屈曲现象.

摘要： 为了提高防屈曲支撑的整体稳定性,提出一种新型外围约束机制.通过在外套筒内壁设置不同形式的加劲管,增强了支撑的抗侧刚度.对支撑进行ANSYS数值模拟,在进行非线性屈曲分析的过程中,同时考虑材料、几何、接触三大非线性以及初始几何缺陷,分析其在不同形式加劲下支撑的有效应力、侧向变形及承载力.

摘要： 为了研究增设防屈曲支撑混凝土框架抗震性能,通过一榀1∶3缩尺三层三跨防屈曲支撑框架的拟静力试验,研究防屈曲支撑框架破坏模式、损伤分布及结构的滞回性能、骨架曲线、刚度退化曲线.试验表明:罕遇地震作用下防屈曲支撑混凝土框架荷载-位移滞回曲线饱满,防屈曲支撑性能稳定,显著提高了混凝土框架的滞回性能,降低了结构的地震反应,实现了防屈曲支撑-梁-柱的多道抗震防线.结构损伤分布主要集中在防屈曲支撑左右两跨梁端,应在其两端箍筋加密以提高梁端转动能力.

摘要： 防屈曲支撑框架被广泛应用于控制大震下的结构损伤,但往往会由于开合效应的存在导致支撑节点板提前屈服甚至断裂,限制了防屈曲支撑(BRB)的抗震效果.因此,本文提出了一种新型的支撑节点板连接方式以减小框架与节点板的相互作用效应.与传统焊接节点板形式不同,新型节点板先与端板焊接,再通过高强螺栓连接端板和梁柱翼缘.与传统高强螺栓摩擦型连接不同,在端板-翼缘界面上额外设置了无粘结橡胶材料以允许端板与梁柱翼缘之间发生切向滑移.为验证提出的滑移节点板性能的有效性以及构造的合理性,分别进行了三个防屈曲支撑钢框架子结构试验,包括两个采用滑移节点板的子结构,以及一个采用焊接节点板的子结构作为对照.试验结果表明,焊接节点板及与其相连的梁端出现了显著的塑性损伤,梁端严重的平面外屈曲及翼缘局部屈曲限制了防屈曲支撑框架的抗震性能;对于采用滑移节点板和设置了梁端加强翼缘的子结构,其层间位移角在达到4％时仍具有饱满稳定的滞回曲线,直至支撑最终发生低周疲劳断裂;滑移节点板连接界面的应力水平显著低于传统焊接节点板.上述试验结果验证了新型滑移节点板对减轻节点开合效应的有效性.

摘要： 对未加固和采用防屈曲支撑加固后的某框架结构进行了罕遇地震作用下的连续倒塌比较分析.分析结果表明,未加固的框架结构在罕遇地震下产生了连续倒塌,采用防屈曲支撑进行加固是必要的的,加固后的框架结构在罕遇地震作用下未产生连续倒塌,最大层间位移角达到1/59,部分框架柱边缘混凝土出现压溃但未全截面压溃,底层部分防屈曲支撑退出工作,起到了较好的消能减震作用,提高了结构的抗震性能,分析方法可为带消能减震构件的结构连续倒塌分析提供参考.

摘要： 采用防屈曲支撑对某单跨多层混凝土框架结构进行抗震加固,使用有限元分析软件SAP2000对加固后结构在多遇地震作用下的抗震性能进行了分析.对比了加固前后结构的侧向位移、层间位移角及周期比.分析结果表明对单跨多层混凝土框架结构采用防屈曲支撑进行抗震加固,可以有效地减小结构地震反应,提高结构的抗震性能,减少加固工作量及地震后的修复工作.

摘要： 银川某超高层办公建筑地上37层,主体结构高度最大147m,采用框架-剪力墙结构体系,标准层剪力墙核心筒偏置.首先结合建筑方案及经济性分析说明了主体结构的体系选型方案,重点对南侧立面选用防屈曲支撑结构设计方案做了详细说明.随后,对主体结构进行了超限判别,并依据判别结果系统介绍了针对结构扭转不规则、楼板不连续及穿层柱选用的设计措施.最后,对结构性能化设计相关内容进行了重点介绍.研究及设计结果表明:通过选用合理的设计措施,原结构的不规则性得到有效控制,结构各项计算指标可以较好地满足规范要求,结构安全、可靠,结构设计可行.

摘要： 中关村国防科技园A栋综合楼是一栋特点鲜明的平面细腰型高层建筑,采用传统框架剪力墙结构扭转效应明显,建筑四角框架成为第一道抗震防线,结构体系存在安全隐患.通过计算对比分析,确定采用局部屈曲约束支撑框架与位于平面细腰部位的混凝土筒体组成的框剪结构体系.设计过程中对屈曲约束支撑的布置原则、抗震性能改善效果及连接节点的抗震性能,进行了详细的分析,对一些关键构件明确了加强措施.分析结果表明防屈曲支撑消能减震技术与传统混凝土结构体系有机结合,有效地改善了结构性态,提高了整体结构的抗扭、抗震性能.

摘要： 为了解调谐质量型防屈曲支撑(TB)复合功能效果,以某拟建高层办公楼为案例工程,对结构做基于性能的TB减振抗震设计.通过有限元软件,对普通框架、框架简体、防屈曲支撑(BRB)框架和TB框架几种结构方案做风振和抗震性能对比分析.基于投资-收益的性能评估结果显示,在相近投资条件下,TB结构具有明显的性价比优势.

摘要： 中心支撑抗侧刚度大,但在设防地震作用下支撑杆容易失稳,为了避免支撑杆失稳,提出了一种新型腹板开孔屈服耗能支撑.采用ABAQUS有限元软件分析了各设计参数对其滞回性能、刚度、承载力的影响,并提出了初始刚度和屈服承载力的计算公式.分析结果表明:腹板开孔屈服耗能支撑主要依靠开孔腹板屈服耗能,有效避免支撑杆发生整体失稳,具有良好的滞回性能;开孔腹板的长度、厚度与开孔间距是影响耗能支撑承载能力和滞回性能的决定因素,双层开孔腹板的支撑耗能性能优于单层腹板;初始刚度和屈服承载力计算结果与有限元结果吻合较好,有一定的参考价值.

摘要： 本发明涉及一种屈曲防屈曲耗能支撑，属于建筑技术领域。包括由外至内依次同心布置的约束外钢管、外周隔离钢管、外环耗能钢管、内环耗能钢管和中心隔离钢管，及两端的端板、防屈曲环、外周约束混凝土、中心约束混凝土和螺旋屈曲钢筋，在约束外钢管和外周隔离钢管之间及中心隔离钢管内部浇筑混凝土；在外环耗能钢管和内环耗能钢管之间沿轴向均匀设置多个防屈曲环，至少8个螺旋屈曲钢筋沿圆周上均匀分布贯穿防屈曲环，所述螺旋屈曲钢筋距外环耗能钢管和内环耗能钢管的距离均相等。本发明采用有效隔离的方式，避免约束混凝土破坏，使其耗能能力显著提升，且具有加工简单、安装方便等优点，它能使结构拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力。

摘要： 本发明涉及一种屈曲防屈曲耗能支撑，属于建筑技术领域。包括由外至内依次同心布置的约束外钢管、外周隔离钢管、外环耗能钢管、内环耗能钢管和中心隔离钢管，及两端的端板、防屈曲环、外周约束混凝土、中心约束混凝土和螺旋屈曲钢筋，在约束外钢管和外周隔离钢管之间及中心隔离钢管内部浇筑混凝土；在外环耗能钢管和内环耗能钢管之间沿轴向均匀设置多个防屈曲环，至少8个螺旋屈曲钢筋沿圆周上均匀分布贯穿防屈曲环，所述螺旋屈曲钢筋距外环耗能钢管和内环耗能钢管的距离均相等。本发明采用有效隔离的方式，避免约束混凝土破坏，使其耗能能力显著提升，且具有加工简单、安装方便等优点，它能使结构拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力。

摘要： 一种防屈曲支撑以及装入了该防屈曲支撑的承载构造物。该防屈曲支撑具备：芯材，沿着轴线延伸且为板状；限制构件，沿着轴线延伸，以使芯材在轴线上的两端部突出的状态从外周侧覆盖该芯材；填充材料，填充于限制构件与芯材之间；以及一对第一加强构件，呈板状，在芯材的轴线的方向上的两端部侧，以从板宽方向的两侧夹着该芯材的方式安装于该芯材。

摘要： 一种防屈曲支撑制造装置，包括夹紧机构、调整垫平机构、拉力机构、控制机构和压力传感器，夹紧机构用于夹紧钢芯，拉力机构用于对钢芯施加轴向拉力进行二次校平，控制机构通过提取压力传感器的信息控制拉力机构的拉伸动作和拉力强度，调平调整垫平机构用于调整约束套管居中；制造方法包括将钢芯穿入约束套管内夹紧，对钢芯施加轴向拉力进行二次校平，调整钢芯处于约束套管居中位置，对约束套管端口进行密封，往约束套管内灌充填充料，卸荷、松开夹具、取下成品。该一种防屈曲支撑制造装置结构简单、设计科学、安装方便，经济实用；该制造方法操作简单，控制精确，二次校平效果好，钢芯的平面度精度高，制造成本低，确保防屈曲支撑的整体性能优越。

摘要： 具有多级屈曲强度和定位金属橡胶耗能环的套筒式防屈曲支撑，在正常荷载以及风荷载等小的荷载下，防屈曲耗能支撑处于稳定的弹性状态，只给结构提供稳定的刚度和受力，不参与耗能。当结构承受较大的地震作用时，防屈曲耗能支撑开始发挥其耗能能力，由于金属橡胶环被等间隔的套在核心筒外层，而使防屈曲耗能支撑在中大地震作用下发生定位屈曲，而且设置不同直径的带金属橡胶环的核心筒，带金属橡胶环的核心筒由于尺寸的不同而具有不同级别的屈曲强度和极限承载力，因此可在不同阶段先后进入屈曲耗能的工作状态，耗散更多更大地震能量。从而解决自重大而且加工工序复杂以及材料浪费、支撑端部容易破坏及屈服力高等的问题。

摘要： 一种防屈曲支撑以及装入了该防屈曲支撑的承载构造物。该防屈曲支撑具备：芯材，沿着轴线延伸且为板状；限制构件，沿着轴线延伸，以使芯材在轴线上的两端部突出的状态从外周侧覆盖该芯材；填充材料，填充于限制构件与芯材之间；以及一对第一加强构件，呈板状，在芯材的轴线的方向上的两端部侧，以从板宽方向的两侧夹着该芯材的方式安装于该芯材。

摘要： 一种防屈曲支撑制造装置，包括夹紧机构、调整垫平机构、拉力机构、控制机构和压力传感器，夹紧机构用于夹紧钢芯，拉力机构用于对钢芯施加轴向拉力进行二次校平，控制机构通过提取压力传感器的信息控制拉力机构的拉伸动作和拉力强度，调平调整垫平机构用于调整约束套管居中；制造方法包括将钢芯穿入约束套管内夹紧，对钢芯施加轴向拉力进行二次校平，调整钢芯处于约束套管居中位置，对约束套管端口进行密封，往约束套管内灌充填充料，卸荷、松开夹具、取下成品。该一种防屈曲支撑制造装置结构简单、设计科学、安装方便，经济实用；该制造方法操作简单，控制精确，二次校平效果好，钢芯的平面度精度高，制造成本低，确保防屈曲支撑的整体性能优越。

摘要： 具有多级屈曲强度和定位金属橡胶耗能环的套筒式防屈曲支撑，在正常荷载以及风荷载等小的荷载下，防屈曲耗能支撑处于稳定的弹性状态，只给结构提供稳定的刚度和受力，不参与耗能。当结构承受较大的地震作用时，防屈曲耗能支撑开始发挥其耗能能力，由于金属橡胶环被等间隔的套在核心筒外层，而使防屈曲耗能支撑在中大地震作用下发生定位屈曲，而且设置不同直径的带金属橡胶环的核心筒，带金属橡胶环的核心筒由于尺寸的不同而具有不同级别的屈曲强度和极限承载力，因此可在不同阶段先后进入屈曲耗能的工作状态，耗散更多更大地震能量。从而解决自重大而且加工工序复杂以及材料浪费、支撑端部容易破坏及屈服力高等的问题。

摘要： 本实用新型涉及一种防屈曲支撑及使用该防屈曲支撑的粮食楼房仓，粮食楼房仓包括楼房仓立柱和楼房仓横梁，粮食楼房仓还包括设置于对应楼房仓横梁和相邻两个楼房仓立柱之间的防屈曲支撑，防屈曲支撑包括第一支撑臂和一端与第一支撑臂相连的第二支撑臂，第一支撑臂、第二支撑臂构成V形或倒V形结构，第一支撑臂、第二支撑臂相连的一端与对应的横梁相连，第一支撑臂的另外一端与相邻两个楼房仓立柱中的一侧楼房仓立柱相连，第二支撑臂的另外一端与相邻两个楼房仓立柱中的另外一侧楼房仓立柱相连。本实用新型解决了现有技术中通过增加立柱截面而提高其抗震能力会大大增加建筑成本的技术问题。

摘要： 本实用新型公开了一种以木材为屈曲约束机构的防屈曲支撑，包括屈曲约束机构和核心钢板，屈曲约束机构为内部设置有空腔的条形件，核心钢板设置在条形件的内部空腔中，核心钢板与条形件内壁之间设置有多个肋板，多个肋板沿条形件的长度方向均匀分布；屈曲约束机构和肋板均为木质材料。本实用新型的屈曲约束机构采用木材制作，显著减轻了支撑结构的自重，加工及安装方便；通过有限元模拟发现，当核心钢板全截面屈服后屈曲约束机构扔处于弹性阶段，说明本实用新型的支撑结构具有良好的承载性能和耗能能力。